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Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz
Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz.
Wie bekannt, ist die Anoden-Steuergitterkapazität bei den heute üblichen Hochfrequenz-Pentoden sehr klein, im allgemeinen unter 0,01 pF, so dass die Kopplung der an das Gitter bzw. an die Anode angeschlossenen Schwingungskreise sehr lose ist. Deshalb kann die mit einer Röhre erreichbare Spannungsverstärkung ohne Gefahr der Eigenerregung sehr gross (100 bis 200-fach) sein, welcher Umstand in den Be- reichen mittlerer Frequenz (ungefähr 0,5 MHz) in Radioapparaten nutzbar gemacht wird.
Es ist weiters bekannt, dass bei sehr hohen Frequenzen. insbesondere über 20 MHz-die kleine Ano- den-Gitterkapazität zum Entkoppeln der an das Gitter bzw. an die Anode der Röhre angeschlossenen Schwingungskreise nicht ausreicht. Es wurde festgestellt, dass den obigen Erscheinungen teils der Umstand zugrunde liegt, dass bei sehr hohen Frequenzen der grössere Teil der Abstimmkapazität des Schwingungskreises durch die Eingangs- und Ausgangskapazit11t der Verstärkerröhre gebildet wird, da nur auf diese Weise genügend grosse Schwingungskreiswiderstände erreichbar sind. Insbesondere trifft dies für zwischenfrequente Breitbandverstärker von Fernseh-Empfangsapparaten zu.
Ferner wurde festgestellt, dass eine weitere Ursache der genannten Schwierigkeiten darin besteht, dass die Induktivität der Zuführungen der dem Steuergitter bzw. der Anode benachbarten "geerdeten" Elektroden sowie der Kathode, des Abschirmgitters, des Bremsgitters und der Abschirmarmaturen, bei sehr hohen Frequenzen bereits eine nicht vernachlässigbare Impedanz bedeutet, so dass die verschiedenen Kapazitäten des Steuergitters bzw. der Anode zur Kathode, zum Bremsgitter und zu den Abschirmarmaturen bzw. zum Abschirmgitter eine wesentlich festere Kopplung der Schwingungskreise verursachen als die Anoden-Steuergitterkapazität bei mässig hohen Frequenzen. Deshalb ist bereits das erste Abstimmen der sogenannten verstimmten Stufen der zwischenfrequenten Breitbandverstärker, wie sie in Fernsehempfangsapparaten verwendet werden, umständlich und zeitraubend.
Ferner muss das Abstimmen im Falle eines Röhrenwechsels wiederholt werden, da sowohl gemäss den Hinweisen in der Fachliteratur als auch gemäss der Erfahrung der Patentinhaberin das Abstimmen der einzelnen Schwingungskreise voneinander nicht unabhängig ist, so dass bei einem Röhrenwechsel die Übertragungskurve zufolge der Streuung der die Kopplung der einzelnen Röhren bestimmenden Induktivitäten und Kapazitäten sich ändert. Es wurde ferner festgestellt, dass der Wert der Kapazität durch die gegenseitige Anordnung der Elektrodenzuführungen entscheidend beeinflusst wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, mit einer mittelbar beheizten Kathode mit mindestens zwei Anschlüssen, einer Anode und mindestens zwei Gitterelektroden sowie mit Abschirmarmaturen, vorzugsweise eine Elektronenröhre mit drei Gittern, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und bzw. oder durch Anbringung von Abschirmorganen zwischen ihnen ausser der sehr kleinen gegenseitigen Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters und der Anode auch die Kapazität zwischen den Zuführungen einiger der andern Elektroden klein ist.
Durch diese Elektronenröhre können die obigen Nachteile vermieden werden, wobei mit ihr also die Verstärkung von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) einfach durchgeführt werden kann und wobei mit der gleichen Sicherheit geregelt werden kann, wie dies bei den heute üblichen Hochfrequenz-Pentoden bei mässig hohen Frequenzen (unter 5 MHz) möglich ist.
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Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die Zuführungen zu dem einen Kathodenanschluss, zum Steuergitter und zum zweiten Gitter (Schirmgitter) einerseits und die Zuführungen zu den übrigen Elektroden und den Abschirmorganen nebst der zweiten Kathodenzufühmng anderseits, in der Röh- re so angeordnet sind, dass infolge der gegenseitigen Lage der Zuführungen und bzw. oder durch Vorhandensein von Abschirmorganen zwischen den Zuführungen die Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters bzw.
der Anode, die, wie vorstehend ausgeführt, verschiedenen gedanklich festgelegten Gruppen angehören, und den Zuführungen der Elektroden der jeweils andern Gruppe kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität kleiner als 0,2 pF ist.
Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten an Hand der Figuren der Zeichnung erklart.
Fig. 1 zeigt eine Elektronenröhre nach der Erfindung mit den zwei Gruppen der Zuführungen zu den Elektroden, die Fig. 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Anordnungen der Elektrodenzuführungen der erfindungsgemässen Röhre.
Die Elektronenröhre 5 gemäss Fig. 1 weist eine vorteilhaft indirekt geheizte Kathode 6 mit zwei Zuführungen 7 und 8, ferner eine Anode 9, ein Steuergitter 10, ein Hilfsgitter 11, ein Bremsgitter 12 und einen Schirm 13 auf. Die eine Gruppe der Zuführungen zu den Elektroden bilden die Zuführungen zu den Gittern 10 und 11 und die Kathodenzuführung 7, die zweite Gruppe die Zuführungen zur Anode 9, dem Gitter 12, dem Schirm 13 und die Kathodenzuführung 8. An die Röhre sind zwei Schwingungskreise angeschlossen u. zw. an die die Anode enthaltende Gruppe der Schwingungskreis" 14, an die das Steuergitter enthaltende Gruppe der Schwingungskreis 15. Die "warmen" Punkte bilden in den einzelnen Gruppen das Steuergitter bzw. die Anode.
Den einen "kalten" Punkt 16 in der einen Gruppe bilden das Gitter 11 und die Kathodenzuführung 7, den andern "kalten" Punkt 17 das Gitter 12, der Schirm 13 und die Kathodenzuführung 8. Dass die Steuergitter-Anodenkapazität sehr klein sein muss, ist seit langem bekannt, die Er- findung beruht aber auf der Erkenntnis, dass bei der Verstärkung von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) ausserdem die Kapazität zwischen dem Steuergitter 10 und dem"kalten"Punkt 17, ferner die Ka- pazitätzwischen derAnode9und dem"kalten"Punktl6 kleiner alsO. ZpF sein muss.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in der Form der Anordnung de : Elektrodenzuführungen der Elektronenröhre gemäss Fig. 1. Im angenommenen Beispiel weist die Röhre neun Elektrodenzuführungen
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sind zwecks Verringerung der Schirmgitter-Anodenkapazität, unter den Wert von 0,2 pF, diese zwei Zuführungen, abweichend von der bisher üblichen Weise, nicht nebeneinander angeordnet, sondern es liegt die Zuführung des Bremsgitters R zwischen denselben. So ist die Kapazität zwischen der Anode und dem dem "kalten" Punkt der andern Elektrodengruppe zugeordneten Schirmgitter kleiner als 0,2 pF.
Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. In den Fig. 2 bis 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Bei der fern abliegenden Anordnung der Zuführung des Gitters R von der Zuführung der Anode ist auch der Abstand der gemeinsamen Zuführung des Bremsgitters R und des Schirmes S (in Fig. 3
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den kleiner als 0,2 pF ist. Wie oben bereits erwähnt, bilden das Bremsgitter und der Schirm die "kalten" Punkte der das Steuergitter nicht enthaltenden Elektrodengruppe.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 sind die Zuführungen derart angeordnet, dass nicht nur der Abstand der Zuführungen des Schirmgitters von der Anodenzuführung und der gemeinsamen Zuführung des Bremsgitters und der Abschirmarmatur von der Zuführung des Steuergitters so gross ist, dass sich zwischen denselben eine Kapazität unter 0,2 pF ergibt, sondern es sind ausserdem die beiden Kathodenzuführungen derart angeordnet, dass der Abstand der Kathodenzuführung in der die Steuergitterzuführung enthaltenden Zuführungsgruppe von der Anodenzuführung und der Abstand der Kathodenzuführung in der die Anodenzuführung enthaltenden Zuführungsgruppe von der Zuführung des Steuergitters so gross ist, dass die Kapazität zwischen denselben kleiner als 0,2 pF sind.
Die Erfindung kann auch in Form anderer Ausführungen verwirklicht werden. Die Elektronenröhre braucht nicht drei Gitter aufzuweisen, sie kann auch eine Tetrode mit zwei Gittern sein, bei welchen die Elektrodenzuführungen ebenfalls in zwei Gruppen gemäss der Erfindung zugeteilt sind. Auch sind andere erfindungsgemässe Anordnungen der Zuführungen möglich als jene der Fig. 2-4.
Im Falle sehr kleiner Wellenlängen, also sehr hoher Frequenzen, kann die verringerte Kapazität wesentlich unter 0,2 pF liegen und auch 0, 1 pF, ja sogar 0, 05 pF betragen.
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Zwecks Verringerung der Kapazität zwischen den Elektroden können neben der entsprechenden Anordnung der Elektrodenzuführungen selbst zwischen denselben noch abschirmende Armaturen vorgesehen werden, die ebenfalls zur Verringerung der gegenseitigen Kapazität beitragen. Zum selben Zweck können ferner weitere Mittel angewendet werden, z. B. kann zum Verringern der Schirmgitter-Anodenkapazität das zwischen denselben liegende Bremsgitter mit einer dichteren Wicklung, also mit kleineren Maschen als bisher üblich, gefertigt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, mit einer mittelbar beheizten Kathode mit mindestens zwei Anschlüssen, einer Anode und mindestens zwei Gitterelektroden sowie mit Abschirmarmaturen, vorzugsweise eine Elektrone11l'öhre mit drei Gittern, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und bzw.
oder durch Anbringung von Abschirmorganen zwischen ihnen ausser der sehr kleinen gegenseitigen Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters und der Anode auch die Kapazität zwischen den Zuführungen einiger der andern Elektroden klein ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungen zu dem einen Kathodenanschluss, zum Steuergitter und zum zweiten Gitter (Schirmgitter) einerseits und die Zuführungen zu den übrigen Elektroden und den Abschirmorganen nebst. der zweiten Kathodenzuführung anderseits, in der Röhre so angeordnet sind, dass infolge der gegenseitigen Lage der Zuführungen und bzw. oder durch Vorhandensein von Abschirmorganen zwischen den Zuführungen die Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters bzw.
der Anode, die, wie vorstehend ausgeführt, verschiedenen gedanklich festgelegten Gruppen angehören, und den Zuführungen der Elektroden der jeweils andern Gruppe kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität kleiner als 0, 2 pF ist.