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Fremdgesteuerter Röhrensender mit einem Verstärker in Gegentaktschaltung
Die Erfindung bezieht sich auf Röhrensender und insbesondere auf fremdgesteuerte
Röhrensender für Kurzwellen mit einem Verstärker in Gegentaktschaltung.
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Bei Kurzwellensendegeräten dieser Art-hat es sich, insbesondere bei
hoher Leistung, häufig als schwierig erwiesen, die Frequenz wegen der hohen Größenordnung
der benutzten Frequenzen konstant zu erhalten. Bei Geräten dieser Art treten häufig
wilde Schwingungen von hoher Frequenz auf, die von der Selbstinduktion und der Kapazität
der Zuführungen und anderer Apparate herrühren.
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Um diese wilden oder unerwünschten Schwingungen auszumerzen, wird
erfindungsgemäß ein Absorptionskreis für dieselben zwischen der gemeinsamen Kathodenverbindung
und dem neutralen Punkt eines zwischen den beiden Gittern angeschalteten Wechselstromwiderstandes
angeordnet. Hierbei weist der Wechselstromwiderstand zwischen den Gittern vorzugsweise
eine Selbstinduktion auf, welche an ihrem Mittelpunkt abgezweigt und über einen
Kondensator und einen Widerstand an die gemeinsame Kathodenverbindung angeschlossen
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigelegten Zeichnung
dargestellt, in welcher Abb. r eine schematische Darstellung einer vereinfachten
Ausführungsform der Erfindung ist. Abb. 2 zeigt schematisch einen Sendestromkreis,
der nach der Erfindung aufgebaut ist.
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-Nach Abb. t ist ein Verstärker in Gegentaktschaltung dargestellt,
der aus Röhren 25
mit Eingangs- und Ausgangsstromkreisen besteht, die an Transformatoren
z3 bzw. 24 angeschlossen sind. Eine Spule 28, die über die Gitter der Röhren 25
geschaltet ist, sucht in Verbindung mit Kondensator 29 und Widerstand 3o, die zwischen
der Mitte der Spule 28 und Erde eingeschaltet sind, unerwünschte Schwingungen zu
unterdrücken, die besonders bei hohen Frequenzen auftreten, da dann die Wirkung
derart ist, als ob die Röhren parallel arbeiten. Kondensator 29 ist von solcher
Größe, daß der die parallel geschalteten Teile der Spule 28, die einen Nebenschluß
zum Gitterheizfadenkreis der Röhren bildet, enthaltende Stromkreis auf die Frequenz
abgestimmt ist, mit der die unerwünschten Schwingungen auftreten. Widerstand
30 führt eine Dämpfung für diese Schwingungen ein, die ihre Aufschaukelung
zu verhindern sucht. Wenn sich die den Kondensator 29 enthaltende Zuführung auf
dem gleichen Potential wie die gemeinsame Heizfadenverbindung der Röhren für Schwingungen
befindet, die beim Betrieb der Röhren in Gegentaktschaltung auftreten, fließt kein
Strom während des gewöhnlichen Betriebes über diese Zuleitung. Für die unerwünschten
Schwingungen jedoch, die beim Betrieb der Röhren in Parallelschaltung auftreten,
wirken
Kondensator 29 und Widerstand 30 zusammen als Absorptionskreis,
wie oben ausgeführt.
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Eine gewisse Art von Schwingungen, die beim Betrieb der Röhren in
Gegentaktschaltung auftreten, weil der Ausgangskreis des Verstärkers auf den Eingangskreis
über eine Kopplung zurückwirkt, die von der Röhrenkapazität herrührt, wird durch
Kondensatoren 26 verhindert, die zwischen Gitter jeder Röhre und die-Anode der anderen
Röhren geschaltet sind. Die Drosselspule 27 in dem gemeinsamen Anodenstromkreis
der Röhren erniedrigt die Frequenz, bei der gewisse Schwingungen in diesem Stromkreis
beim Betrieb der Röhren in Parallelschaltung aufzutreten suchen, auf einen Punkt
unterhalb der Frequenz der zu verstärkenden Wellen und bietet wilden Schwingungen
eine hohe Impedanz.
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In der nach Abb.2 dargestellten Anlage ist i eine Quelle modulierter
Hochfrequenzschwingungen, die entweder eine oder beide modulierten Komponenten mit
oder ohne die unmodulierte Komponente umfaßt, welche von der Größenordnung von 2ooo
bis 6ooo Kiloperioden sein kann. Modulierter Hochfrequenzstrom aus dieser Quelle
wird dem die Röhren 25 enthaltenden Verstärker aufgedrückt, der eine Stufe von Verstärkung
in Gegentaktschaltung über Transformator 23 bildet. Die Sekundärwicklung des Transformators
23 wird mittels der Kondensatoren 22 auf die Betriebsfrequenz abgestimmt. Der Hochfrequenzweg
zwischen dem Gitter und Heizfaden wird durch den Erdanschluß 21 am Mittelpunkt der
Kondensatoren 22 vervollständigt. Gittervorspannung wird an die Röhren 25 aus Quelle
io über Potentiometer i i und 12 angelegt, mit deren Hilfe das an die Gitter der
Röhren angelegte Potential unabhängig einstellbar ist. Siebkette 13 soll Hochfrequenz-
oder andere Komponenten der Gittervorspannung unterdrücken, die durch die Quelle
io erzeugt werden könnten, oder irgendwelche Hochfrequenzströme, die durch die Zuführungen
vom Erzeuger io aus aufgefangen werden könnten. Drosselspulen 1q. werden benutzt,
um zu verhindern, daß Hochfrequenzstrom aus dem Gitterheizfadenkreis der Quelle
io aufgedrückt wird.
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Kondensatoren 15 dienen als Blockkondensatoren, damit die Gitter gesondert
eingestellt werden können. Spulen 16 werden durch Kondensator 17 auf die Frequenz
irgendwelcher «Tilden ,Schwingungen abgestimmt, die zu entstehen geneigt sind und
über Kondensator 17 und Widerstand 18 nach Erde in ähnlicher Weise geführt werden,
wie in Verbindung mit Kondensator 29 und Widerstand 3o bei der in Abb. i dargestellten
Anlage beschrieben wurde. Abgleichende Kondensatoren i9 sind zwischen die Gitter
und Anoden der Röhren 25 in ähnlicher Weise geschaltet wie die Kondensatoren 26
der Abb. i.
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Heizstrom wird den Röhren aus Quelle 31 über Transformatoren 32 bzw.
33 geliefert. Siebketten 34 und 35 dienen dazu, zu verhindern, daß Hochfrequenzströme
den Transformatoren und Quelle 31 von den Betriebsstromkreisen her aufgedrückt werden.
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Anodenspannung wird den Röhren 25 aus Quelle q0 über Siebkette 41
und Spulen .42 und 43 geliefert, die dazu dienen, den Hochfrequenzströmen eine hohe
Impedanz zu bieten. Ein Gleichstromweg für den Anodenstrom der Röhren nach dem Heizfaden
ist über Siebkette 44 sichergestellt, die dazu bestimmt ist, zu verhindern, daß
irgendwelche Hochfrequenzströme, die in den Anodenzuleitungen vorhanden sein könnten,
den Sekundärwicklungen der Transformatoren 32 und 33 zugeführt werden. Die Transformatoren
sind ferner durch Sicherheitsfunkenstrecken 45 und Drosselspulen 46 geschützt, die
in die Verbindungen zwischen den Sekundärwicklungen der Transformatoren 32 und 33
und Erde eingeschaltet sind. Die Sicherheitsfunkenstrecken verhüten auch, daß sich
schädliche Lichtbogen bilden, wenn ein Durchschlag in den Zuleitungen eintreten
sollte.
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Energie wird zwischen Verstärker 2, der aus den Röhren 25 und den
zugehörigen Stromkreisen besteht, und Verstärker 3, der in jeder Beziehung der oben
beschriebenen Verstärkungsstufe gleich ist, mittels des abgestimmten Kopplungsstromkreises
50 weitergegeben, der aus Transformatoren 51 und 52 und einem veränderlichen
Kondensator 53 besteht, mit Hilfe dessen die Sekundärwicklungen der Transformatoren
51 und 52 auf die gewünschte Betriebsfrequenz abgestimmt werden.
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Die Primärwicklung der Transformatoren 51 und 52 ist an Erde 55 angeschlossen,
damit jede Ladung, die sich auf den Spulen infolge der Ableitung von Strom aus Quelle
q0 über Kondensatoren 56 anhäuft, nach Erde abfließen kann. Drosselspule 5.4 in
der Erdzuleitung bietet einen Weg hoher Impedanz für wilde Schwingungen, die auftreten
würden, wenn ein Weg niedriger Impedanz nach Erde vorhanden -wäre. Die Anwendung
der Drosselspule macht sich durch den Erdanschluß notwendig. Die Sekundärwicklungen
der Transformatoren 51 und 52 sind an' Erde 57 angeschlossen, um einen Weg hoher
Frequenz zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhren zu schaffen, welche den
Verstärker 3 bilden. Blockkondensatoren 5$ finden Verwendung, damit sich das Gleichstrompotential
der
Gitter besonders einstellen läßt.
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Verstärker 3 enthält ähnliche Geräte, wie für Verstärker 2 gezeigt,
die in ähnlicher Weise verbunden sind, und ist mit einer Antenne oder einem ausstrahlenden
Stromkreis 6o mittels der Transformatoren 61 und 62 gekoppelt, die in Verbindung
mit Kondensator 63 einen abgestimmten Kopplungsstromkreis bilden. Anodenpotential
wird an die Röhren des Verstärkers 3 aus Quelle 64 über Siebkette 65 und eine veränderliche
Induktanz 66 und 67 angelegt, die mit Hilfe des Kondensators, 68 auf die Betriebsfrequenz
abgestimmt werden. Eine -Erdzuleitung 57 und Drosselspule 69 dienen im Verstärker
3 dem gleichen Zweck wie die Erdzuleitung 55 und Drosselspule 54 im Verstärker 2.
Drosselspule 49 in der Zuleitung zur Stromquelle 64 wird benutzt, um eine gewisse
Niederfrequenzschwingungsart zu verhindern, die in einer Anlage festgestellt wurde,
welche ohne diese Spule arbeitete. Die Windungen der Spulen 66 und 67, die in den
Stromkreis zwischen den Klemmen des Kondensators 68 nicht eingeschlossen sind, tragen,
wie sich herausgestellt hat, wesentlich dazu bei, unechte Hochfrequenzschwingungen
zu verhindern und die Anlage zu stabilisieren.
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Beim Betriebe dieser Anlage werden Schwingungen, die beim Betrieb
der Röhren in Parallelschaltung auftreten, mittels Spulen 16 verhindert, die durch
Kondensator 17 so abgestimmt werden, daß sie Schwingungen dieser Art niedrige Impedanz
bieten. Dies sucht ein sich zwischen den Gittern und der. Heizdrähten der Röhren
aufschaukelndes Potential zu verhindern. Gewisse Schwingungen jedoch, die auftreten
wollen, werden durch verschiedene Wege hoher Impedanz zwischen den Anoden und Heizdrähten
der Röhren verhindert, wie z. B. durch Spulen 54, 42, 43, 69, 59 und die überstehenden
Windungen der Spulen 66 und 67 dargestellt ist. Andere wilde Schwingungen werden
durch Kondensatoren i9 verhindert, ausgenommen bei sehr hohen Frequenzen, wo die
induktive Reaktanz des Schleifenstromkreises, der aus den Kondensatoren i9, der
inneren Röhrenkapazitäten der Röhren 25 und den Zuleitungen besteht, groß wird.
Wilde Schwingungen von der Größenordnung von 30 000 Kiloperioden wurden unter
gewissen Umständen festgestellt und dadurch ausgeschieden, daß die Induktanzen der
Schleife vernachlässigbar gemacht wurden. Dies geschah durch Herabsetzung der Ausdehnung
der Schleife, indem die Zuleitungen kurzgemacht und ihr Durchmesser gesteigert wurde.
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Abb. 3 und 4 zeigen die physikalische Anordnung und Bauweise der Glieder
einer der Verstärkereinheiten der Abb. 2. Nach Abb. 3 und .4 haben die Röhren 25
Gitteranschlüsse 71, die sich durch die Glasteile 7:2 an der Spitze der Röhren
erstrecken, und Heizfadenanschlüsse 73, welche über Glasteile 7..1. am unteren Ende
der Röhren eintreten. Kreisförmige Anoden 75 einschließlich Wassermänteln bilden
Trageglieder für die Röhren. Kühlwasser wird jeder Röhre über einen Gummischlauch
zugeführt, der im unteren Teile des Behälters als Spule 76 dargestellt ist.
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Jede Röhre 25 wird von Isolatoren 77 und 78 getragen, welche die Seiten
des Behälters 79 mit dem leitenden Joch 8o verbinden, in das die Anode 75 der Röhre
eingespannt ist. Abstimmkondensatoren i9 werden von den Anodenanschlüssen der Röhre
mittels Stehlagern 81 getragen. Die Anodenanschlüsse der Röhre werden mittels Zuleitungen
82 vom Pfosten 8o über die Seitenwand des Behälters 79 abgenommen, von welchem sie
durch Isolator 83 getrennt sind. Spule 16, Kondensatoren 15 und 17 und Widerstand
18 werden am Spitzenteil der Einheit gehalten. Kondensatoren 37 und 39 und Induktanz
38 bilden Siebketten 34 und 35 der Abb. 2. Ein Heizfadenspeisetransforrnator 33
für jede Röhre ist unterhalb eines Schirmes 7o angeordnet, der verhindert, daß Ströme
aus den Hochfrequenzbetriebsgeräten auf den Transformator oder andere Geräte unterhalb
des Schirmes 70 induziert werden.
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Beim Aufbau jeder Verstärkerstufe und des Stromkreises als ein Ganzes
hat es sich als unerläßlich erwiesen, alle Teile nahezu symmetrisch zu einer senkrechten
Ebene anzuordnen, welche die ganze Anordnung durchläuft, damit die Zuleitungen zu
den verschiedenen Röhren die gleiche Länge haben und sich der Stromkreis besser
in abgeglichenem Zustand halten läßt.
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Bei Kurzwellensendeanlagen hoher Leistung hat es sich herausgestellt,
daß unerwünschte Schwingungen verschiedener Arten aufzutreten suchen. Vorrichtungen,
welche das Auftreten jeder Art möglicher Schwingung zu verhindern trachten, müssen
in der Weise angewendet werden, daß sie nicht mit der Verhinderung von Schwingungen
einer anderen Art interferieren. Es scheint, daß die Symmetrie der Abmessung diese
Schwingungen zu verhindern sucht, die sich aus einem unabgeglichenen Stromkreis
ergeben könnten. Eine Art von Schwingung, die beim Arbeiten im Gegentakt auftritt,
wird durch Anwendung der Kondensatoren i9 verhindert, und eine andere Art, die beim
Betriebe der Röhren in Parallelschaltung auftritt, wird durch die gemeinsamen Wirkungen
des Kondensators 17, Widerstands 18 und
der Spulen 16 verhütet.
Die Windungen der Spulen 66 und 67 haben eine Nebenwirkung zur Verhinderung unerwünschter
Schwingungen. Spulen 42 und t(.3 und Spule 59 verhindern Schwingungen einer Frequenz,
die niedriger als die Betriebsfrequenz ist, welche in dem Stromkreis auftreten wollen,
und Spulen 54 und 69 verhindern Schwingungen, die auftreten würden, wenn ein Weg
niedriger Impedanz nach Erde vorgesehen wäre.
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Diese Anlage hat- sich als frei von wilden Schwingungen erwiesen,
wenn die vorerwähnten Vorsichtsmaßnahmen vorgenommen wurden.
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In einem besonderen Fall haben sich die folgenden Werte als wünschenswert
herausgestellt. Spulen 16 - Mikrohenry, von Gitter zu Gitter der Röhren 25 gemessen.
Der veränderliche Kondensator 17 hat eine maximale Kapazität von Zoo Mikromikrofärad.
Widerstand 18 ist von der Größenordnung von Zoo Ohm. Spulen 54, 59 und 69 haben
eine Induktanz von zoo Mikrohenry. Spulen 66 und 67 haben eine Gesamtinduktanz von
etwa 2o Mikrohenry und eine oder zwei freie Windungen. Kondensator 68 hat eine maximale
Kapazität von 150 Mikromikrofarad. Die elektrischen Konstanten der übrigen
Bestandteile können entsprechend den bekannten Grundsätzen bestimmt werden. Wenn
die Erfindung auch in ihrer Anwendung auf eine besondere Anlage beschrieben wurde,
ist sie darauf nicht beschränkt,. sondern kann für andere Anlagen in entsprechender
Weise_verwendet werden.