-
Schaltung für die Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen unter Verwendung
von thermionischen Röhren mit zwei oder mehreren Gittern Die Erfindung bezieht sich
auf Schaltungen für die Verstärkung von Hochfrequenzschw ingungen unter Verwendung
von thermionischen Röhren mit zwei oder mehreren Gittern, z. B. Schutzgitterröhren,
mit einer in den Anodenkreis aufgenommenen hohen Impedanz.
-
Bekanntlich kann bei thermionischen Röhren mit zwei oder mehreren
Gittern eine Rückwirkung des Anodenkreises und der übrigen Gitterkreise auf den
Steuergitterkreis auftreten. Diese Rückwirkung ist die Folge der Kapazitäten, welche
die verschiedenen Elektroden der Röhre in bezug aufeinander haben. Sie macht sich
um so stärker bemerkbar, je größer die Frequenz der zu verstärkenden Hochfrequenzschwiiigungen
ist und kann schließlich so groß werden, daß die Schaltung zu schwingen anfängt.
Wenn die Anoden-Steuergitter-Kapazität sehr gering gemacht wird, wie es z. B. bei
Schutzgitterröhren der Fall ist, so wird die durch diese Kapazität verursachte Rückwirkung
des Anodenkreises auf den Steuergitterkreis im allgemeinen vernachlässigbar klein.
Dennoch wird auch bei Schutzgitterröhren, falls die Frequenz der zu verstärkenden
Wechselspannungen sehr hoch ist, immer :eine gewisse Rückwirkung der Anode auf den
Steuergitterkreis auftreten, und zwar durch die Anoden-Schutzgitter-Kapazität und
die Schutzgitter-Steuergitter-Kapazität. Dies wäre nur unmöglich, wenn das Schutzgitter
hochfrequent mit der Kathode kurzgeschlossen wäre. Die zur Verbindung des Schutzgitters
mit der Kathode er= forderlichen Verbindungsdrähte, die zum Teil innerhalb und zum
Teil außerhalb der Röhrenhülle liegen, haben aber eine gewisse Selbstinduktion,
so dah, bei den bekannten Schaltungen zwischen dem Schutzgitter und der Kathode
immer eine hochfrequente Wechselspannung entstehen wird, die je nachdem die Frequenz
höher und die Impedanz im Anodenkreis größer ist, mehr und mehr über die Schutzgitter-Steuergitter-Kapazität
,auf den Steuergitterkreis einwirkt.
-
Außer durch die Schutzgitter-Steuergittier-Kapazität sind der Schutz-
-und der Steuergitterkreis noch durch die gegenseitige Selbstinduktion des Schutzgitters
und des Steuergitters miteinander gekoppelt, wodurch gleichfalls eine Rückwirkung.
des erstgenannten auf den letztgenannten Kreis herbeigeführt wird.
-
Nicht nur bei Schutzgitterröhren, sondern auch bei sonstigen Mehrgitterröhren
sind so-,wohl elektrostatische als auch induktive Kopplungen anderer Elektroden
mit dem Steuergitter vorhanden. Die Erfindung betrifft nun einen Vorschlag, durch.welchen
die die Folge der erwähnten Ursachen darstellende Rückwirkung bei Mehrgitterröhren
beseitigt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das
von der Anode abgekehrte Ende der in den Anodenkreis aufgenommenen hohen Impedanz
an eine Anschlußklemmie angeschlossen ist, welche so angebracht und mit einem nicht
als Steuergitter verwendeten. Gitter verbunden ist, daß für die höchste zu verstärkende
Frequenz der zwischen dieser Klemme und diesem Gitter liegende Scheinwiderstand
kleiner ist als der zwischen der Klemme und der Kathode liegende. Vorzugsweise wird
das von der Anode abgekehrte Ende der Impedanz im Anodenkreis mit einem Punkt des
nicht als Steuergitter verwendeten Gitters selbst derart verbunden, daß die mittlere
Spannung dieses Gitters in bezug auf das Steuergitter nahezu konstant ist, die Kathode
aber mit dem normalen äußeren Anschlußpunkt des Gitters über einen für Hochfrequenz
geringen Widerstand verbunden ist.
-
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
-
Fig. i zeigt eine bekannte Schaltung für die Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen,
bei der eine Schutzgitterröhre benutzt wird.
-
Die Schutzgitterröhre enthält eine Anode A, ein Schutzgitter S, ein
Steuergitter G und eine Kathode I(. Letztere kann sowohl direkt als auch indirekt
geheizt sein. Der übersichtlichkeit halber sind in Fig. i sämtliche Gleichspannungsquellen
fortgelassen, da ausschließlich Hochfrequenzströme betrachtet werden. In den Anodenkreis
der Schutzgitterröhre ist eine Impedanz Z" aufgenommen, die z. B. aus einem aus
einer Selbstinduktion La und einem Kondensator Ca zusammengesetzten Resonanzkreis
bestehen kann. Im Steuergitterkreis liegt eine z. B. aus einer Selbstinduktion L,
und einem Kondensator C, bestehende ImpedanzZ,. Ferner ist in der,Figur die Anoden-Schutzgitter-KapazitätCasund
die Schutzgitter-Steuergitter-Kapazität CSg angegeben. Der Verbindungsdraht des
Schutzgitters mit der Kathode, der zum Teil innerhalb und zum Teil außerhalb der
Röhrenhülle liegen .kann, hat eine gewisse von der Drahtlänge abhängige Selbstinduktion
Ls. Diese Selbstinduktion liegt in Reihe mit der Anoden-' Schutzgitter-Kapazität
C" parallel zu der in den Anodenkreis aufgenommenen Impedanz Za. In dem in Fig.
i dargestellten Fall, in dem Z" aus- einem Resonanzkreis besteht, kann der durch
die Kapazität Gas und die Selbstinduktion L, fließende Strom bei Abstimmung des
Anodenkreises auf die Frequenz der zu verstärkenden Schwingungen groß werden und
sogar den Anodenstrom der Röhre an Größe übertreffen, da bekanntlich der Strom in
einem Schwingungskreis im Resonanzfalle eine Vergrößerung erfährt. Wenn die Frequenz
der zu verstärkenden Wechselspannungen groß und der Verbindungsdraht, z. B. bei
Schutzgittersenderähren, lang ist, wird der Spannungsabfall, den der Strom über
die Selbstinduktion L, des Verbindungsdrahtes herbeiführt, ebenfalls groß werden.
Die Folge dieser zwischen dem Schutzgitter und der Kathode bestehenden Spannung
ist eine Rückwirkung des Schutzgitters über die Schutzgitter-Steuergitter-Kapazität
Cgs auf den Steuergitterkreis. Bei steigender Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen
macht sich diese Rückwirkung mehr und mehr bemerkbar, so daß schließlich die Verstärkerschältung
eine Neigung zur Selbsterregung hat.
-
Diese Gefahr ist bei der in Fig.2 dargestellten erfindungsgemäßen
Schaltung vermieden. In dieser Figur ist das von der Anode abgekehrte Ende der Impedanz
Z" im Anodenkreis nicht unmittelbar hochfrequent mit der Kathode I(, sondern mit
einer Klemme P verbunden. Diese .außerhalb der Röhrenhülle liegende Klemme ist derart
angeordnet, daß zwischen ihr und dem Schutzgitter nur eine sehr kurze Verbindung
L, besteht. Es ist ersichtlich, daß bei der in Fig.2 dargestellten Schaltung die
durch den Verbindungsdraht L2 von der Klemme P, also von dem Schutzgitter, zu der
Kathode I( fließenden Wechselströme viel kleiner sind, da dieser Verbindungsdraht
nicht mehr in dem von der hohen Resonanzspannung des Kreises Z", A, Gas,
S, L1, P liegt. Es wird sich demzufolge bei der Schaltung nach Fig. 2 eine
viel kleinere Wechselspannung zwischen Schirmgitter und Kathode ausbilden, als es
bei der Schaltung nach Fig. i der Fall ist, denn der die Leitung L2 durchfließende
Strom wird lediglich der Summe des Anodenwechselstromes und des Schutzgitterwechselstromes
entsprechen. Wenn der Resonanzkreis Z" auf die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen
abgestimmt ist, so wird der Anodenstrom mit den dem Steuergitter aufgedrückten Wechselspannungen
in Phase sein. Dies gilt auch für den Schutzgitterwechselstrom.
-
Bisher wurde von der zwischen Steuer- und Schutzgitter infolge der
gegenseitigen Selbstinduktion dieser beiden auftretenden Kopplung abgesehen. Auch
diese Kopplung wird sich aber bei genügend hoher Frequenz der durch die Röhre zu
verstärkenden Wechselspannungen bemerkbar machen und die Neigung zur Selbsterregung
von Verstärkerschaltungen erhöhen können.
-
Durch Amvendung der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist es möglich,
auch diese Rückwirkung nahezu unschädlich zu machen. In dieser Figur ist das Schutzgitter
S nicht
nur durch einen Verbindungsdraht a mit einer Klemme P, sondern
außerdem durch einen zweiten Verbindungsdraht b mit einer Klemme Q verbunden. An
diese ist hochfrequent das von der Anode abgekehrte Ende der im Anodenkreis liegenden
Impedanz Z" angeschlossen. Der Verbindungsdraht b ist an einem Punkt R des Schutzgitters
angeschlossen, so daß die durch die Anode-Schutzgitter-Kapazität fließenden Ströme
in den links und rechts von dem Punkt R liegenden Teilen des Schutzgitters entgegengesetzte
Magnetfelder verursachen, durch die die induzierende Wirkung des Schutzgitters auf
das Steuergitter nahezu behoben wird.
-
Dadurch, daß der Punkt R nicht genau in der Mitte des Schutzgitters
angeordnet, sondern davon entfernt wird, ist es möglich, -die. mittlere Wechselspannung
des Schutzgitters in bezug auf das Steuergitter konstant zu halten, wodurch auch
die elektrostatische Rückwirkung durch die Kapazität Css geringer wird.
-
Obwohl in der Beschreibung und in der Zeichnung die An n@endung der
Erfindung auf Schutzgitterröhren dargestellt ist, ist es dennoch ersichtlich, daß
sich die Erfindung auch vorteilhaft bei anderen Mehrgitterröhren, z. B. Penthoden,
anwenden läßt.