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Anordnung zum Empfang ultrakurzer elektrischer Wellen mit Elektronenröhren in Bremsfeld- schaltung.
Der Empfang ultrakurzer elektrischer Wellen kann in der Weise erfolgen, dass als Aufnehmer eine Elektronenröhre in Bremsfeldschaltung verwendet wird, bei welcher an einer Gitterelektrode der Röhre eine hohe positive Spannung und an einer das Gitter umgebenden Bremselektrode eine verhältnismässig geringe positive oder negative Spannung liegt. Die Röhre besitzt meistens innerhalb des Glaskolbens oder ausserhalb desselben einen kleinen Schwingkreis, welcher auf die zu empfangende ultrahohe Frequenz abgestimmt ist und welcher mit einem Empfangs-Dipol (einem, linearen Oszillator) von halber Wellenlänge gekoppelt ist.
Beim Auftreffen elektrischer Wellen auf das Empfangssystem zeigt dann die Röhre in sehwingfähigem Zustande, insbesondere im Resonanzfalle, eine Änderung des Bremselektroden-und des Gittergleichstromes, welche von der Intensität der auftreffenden Strahlung abhängt. Ist die Sendwelle niederfrequent moduliert, so tritt die gleiche Modulation im Bremselektroden-und Gitterkreis der Empfangsröhre auf und kann niederfrequent verstärkt und hörbar gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung gibt Mittel und Wege an, wie der Empfang unter Verwendung von Röhren in Bremsfeldschaltung wesentlich empfindlicher und lautstärker gestaltet werden kann, wobei entweder einzelne der angegebenen Mittel oder mehrere zusammen angewendet werden können.
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Bremsfeldröhre einen induktiven Widerstand zu schalten, durch den der Bremsfeldröhre eine die Superregeneration herbeiführende Hilfsfrequenz zugeführt wird. Bei solchen Ultrakurzwellenempfängern in Bremsfeldschaltung wird auch die Anodenspannung der Röhre durch Abgriff von einem zwischen den Enden der Kathode liegenden Spannungsteiler zugeführt.
Erfindungsgemäss werden in die Elektrodenkreise der Ultrakurzwellenröhre, z. B. zwischen die Bremselektrode und die Kathode oder zwischen Gitter und Kathode oder in beide Stromkreise, hochohmige Resonanzwiderstände (Schwingkreise) geschaltet, welche veränderlich ausgebildet und so bemessen sind, dass sie einen hohen Wechselstromwiderstand für Hochfrequenz bilden.
Ferner werden die Elektroden der in Bremsfeldschaltung geschalteten Ultrakurzwellenröhre zweckmässig direkt galvanisch oder über einen Kondensator mit den Elektroden einer in Normalschaltung, d. h. mit der Anode als positivster Elektrode, geschalteten Elektronenröhre (Verstärker-oder Oszillator- röhre) verbunden, u. zw. derart, dass die Anode der Verstärkerröhre mit dem Gitter der Ultrakurzwellenröhre bzw. das Gitter der Verstärkerröhre mit der Bremselektrode der Ultrakurzwellenröhre verbunden wird.
Liegt im Bremselektrodenkreis der Ultrakurzwellenempfangsröhre ein hoher Resonanzwiderstand und wird die Bremselektrode direkt oder über einen Kondensator mit dem Gitter einer Verstärkerröhre verbunden, so ergeben sich besondere Vorteile. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei Verwendung eines Transformators zur Kopplung der Ultrakurzwellenröhre mit der Verstärkerröhre leicht eine niederfrequente Selbsterregung eintritt, welche durch den eigenartigen Verlauf der Charakteristik der in Bremsfeldschaltung geschalteten Röhre hervorgerufen wird. Diese Selbsterregung tritt nicht auf, wenn Kopplungsglieder verwendet werden, welche keine E : genfrequenz aufweisen, wenn also z. B. die vorbeschriebene Widerstandskopplung angewendet wird.
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Mit den geschilderten Anordnungen kann ein empfindlicherer und lautstärkerer Empfang erzielt werden, als es bisher möglich war, u. zw. auf verschiedene Weise, wie nachstehend näher ausgeführt wird.
In die Elektrodenkreise der Ultrakurzwellenröhre werden, wie beschrieben, hoehohmige Resonanzwiderstände eingeschaltet. Den Elektroden wird ferner eine solche Spannung erteilt, dass die Röhre gerade vor dem Schwingungseinsatz steht. Man legt nun an die Elektroden der in Bremsfeldsehaltung liegenden Röhre eine zweckmässig hochfrequente Hjlfswechselspannung. Durch die zusätzliche Hilfswechselspannung wird in einem Zeitmoment die Spannung, z. B. der Bremselektrode, etwas erniedrigt. Hiedureh tritt infolge des eigenartigen Verlaufs der Sehwingkennlinien der in Bremsfeldsehaltung liegenden Rohre eine Erhöhung der Sehwingenergie und. des Bremselektrodenstromes ein.
Letzerer ruft am hochohmigen Widerstand einen Spannungsabfall hervor, welcher die Spannung der Bremselektrode noch weiter erniedrigt und hiedurch die Schwingleistung und den Bremselektrodenstrom noch weiter erhöht, d. h. die Schwingenergie schaukelt sich auf. Wird nun durch die Hilfswechselspannung der Aufschaukelungsvorgang unterbrochen und die Spannung der Bremselektrode wieder erhöht, so wiederholt sich der eben beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge, d. h. die Schwingungen schaukeln sich ab. Die Aufschaukel-und Abschaukelzeit kann dabei durch Änderung der in die Elektrodenkreise eingeschalteten Widerstände beliebig verändert werden, hängt aber immer von der aufgenommenen Empfangsenergie ab.
Der mittlere, während einer Periode der Hilfsfrequenz fliessende Bremselektrodenstrom ist demnach von der Empfangsenergie abhängig und kann in bekannter Weise zur Wahrnehmbarmaehung des Empfanges verwendet werden. Es tritt hiebei also eine Art Supenegenerativempfang auf, wodurch eine grosse Empfindlichkeitssteigerung bewirkt wird.
Die Figur zeigt die erfindungsmässige Anordnung als Ausführungsbeispiel. Der Empfangsdipol ist mit der Ultrakurzwel1enröhre 2 induktiv gekoppelt. Letztere ist in Bremsfeldschaltung geschaltet.
Am Gitter 4 dieser Röhre liegt eine hohe positve Spannung von einigen hundert Volt, an der Bremselektrode 3 eine verhältnismässig geringe positive oder negative Spannung, welche dem Potentiometer 6 entnommen wird. In dem Stromkreis der Bremselektrode liegt der abstimmbare Hochfrequenzschwingkreis 10, 11. Die Oszillatorröhre 17 ist in gewöhnlicher Rüekkopplungssehaltung geschaltet und erzeugt
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übertragen wird, wodurch, wie oben beschrieben wurde, die Empfindlichkeitssteigerung der Ultrakurzwellenröhre 2 bewirkt wird.
Ist die ultrakurze Sendewelle hochfrequent moduliert, so wird zweckmässig mindestens einer der zwischen die Elektroden der Empfangsröhre geschalteten Schwingkreise auf die Modulationsfrequellz oder auf eine dieser benachbarten Frequenz abgestimmt. Auf diese Weise kann ein Schwebungston, wie er vom Rückkopplungsaudion her bekannt ist, erzeugt werden.
Vielfach ist es zweckmässig, auch die an den Elektroden der Ultrakurzwellenröhre liegende Hilfs- wechselspannung wieder durch eine noch tiefere Pendelfrequenz periodisch zu unterbrechen, so dass auch bezüglich der Hilfsfrequenz eine Superregenerativwirkung eintritt.
Versuche haben gezeigt, dass, falls die ultrakurze Empfangswelle niederfrequent moduliert ist, die an der Ultrakurzwellenröhre liegenden Hilfsschwingungen bei geeigneter Wahl der Betriebsspannungen mit der gleichen Niederfrequenz moduliert werden.
Wenn die in Bremsfeldschaltung liegende Röhre modulierte ultrakurze Wellen empfängt und wenn die Betriebsdaten der Röhre so eingestellt sind, dass dieselbe durch eine selbst-oder fremderzeugte Hilfswechselspannung periodisch selbst zu ultrahochfrequenten Schwingungen angeregt wird, so sind diese von der Empfangsröhre erzeugten ultrakurzen Wellen mit der gleichen Frequenz moduliert wie die Empfangswelle selbst. Da die Intensität der von der Empfangsröhre erzeugten Wellen im allgemeinen stärker ist als die der empfangenen Welle, so bedeutet dieser Vorgang eine Hochfrequenzverstärkung der ultrakurzen Wellen.
Bei allen Bremsfeldschaltungen, insbesondere jedoch bei den der vorbeschriebenen Anordnungen, ist es erforderlich, dass die an den Elektroden der in Bremsfeldsehaltung geschalteten Röhren liegenden Betriebsspannungen möglichst genau eingestellt werden können. Bei den bisher für Bremsfeldschaltungen verwendeten Röhren besteht jedoch längs der Glühkathode ein Spannungsabfall. Derselbe kann dadurch vermindert werden, dass als Kathodenpunkt (Bezugspunkt) ein solcher gewählt wird, dessen Potential gegen die Bremselektrode gleich dem mittleren Potential der Kathode ist. Erfindungsgemäss wird bei Bremsfeldsehaltungen als Kathodenpunkt der elektrische Mittelpunkt eines zwischen den Enden der Röhrenkathode liegenden Spannungsteilers benutzt.
In diesem Falle beträgt die maximale Abweichung des Potentials an irgendeiner Stelle der Glühkathoden von dem Potential des Kathodenpunktes nur die Hälfte des Spannungsabfalles längs der Kathode.
Es hat sich als zweckmässig herausgestellt, die Spannung der Bremselektrode im Ruhestand, also vor Beeinflussung durch eine Hilfswechselspannung und durch die Empfangswelle so einzustellen, dass die von der Glühkathode der Röhre ausgehenden, durch das Gitter hindurch fliegenden Elektronen möglichst dicht vor der Bremselektrode umkehren, so dass eine möglichst geringe zusätzliche Energie (Empfangsenergie) erforderlieh ist, um die Elektronen an die Bremselektrode gelangen zu lassen.
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Temperaturspannung der aus der Glühkathode der Röhre austretenden Elektronen gemacht, d. h. also gleich derjenigen negativen Spannung, gegen welche die ans der Glühkathode austretenden Elektronen anlaufen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung um Empfang ultrakurzer elektrischer Wellen mit Elektronenröhren in Brems- feldschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass im Bremsfeld-oder Gitterkreis der Röhre ein oder mehrere
Resonanzwiderstände verwendet werden, welche einen hohen Wechselstromwiderstand für Hoch- frequenz bilden.