Rückgekoppelte blelirgitterröhrenschaltung. Die gebräuchlichen Rückkopplungsscha1- tungen wirken in der Weise, dass von der Anodenwechselspannung ein Teil in richtiger Phasenlage auf das Steuergitter gegeben wird. Bei der Rückkopplung zwecks Ent- dämpfung addiert sich die rückgekoppelte Spannung zur Steuerspannung.. Es können Verstärkungszahl und Selektion einer Hoch- frequenzverstä.rkerstufe bedeutend erhöht werden, wenn der Anodenkreis künstlich ent- dämpft wird.
Dann steigt der Kreiswider stand, und der Innenwiderstand des Rohres wird durch den der Entdämpfung entspre chenden negativen Widerstand kompensiert. Eine solche Rückkopplung ist aber nur bei einer nachgeschalteten Gleichrichterstufe zweckmässig, das heisst wenn im Anodenkreis des nachfolgenden Rohres keine abgestimmte Hochfrequenzimpedanz mehr vorhanden ist. da sonst infolge der verschiedenen, mit einer Rückkopplungsanordnung verbundenen schädlichen Nebenwirkungen, wie ungewoll- ten Kapazitäten, Querkopplungen auftreten, die zu parasitären Schwingungen führen.
Insbesondere bei einer Hochfrequenzverstär- kung mit Schirmgitterröhren, die hohen In nenwiderstand besitzen, ist eine Rückkopp lung praktisch nicht möglich. Erfindunge: gemäss wird der grosse Vorteil der Ausgangs- kreisentdämpfung erreicht, ohne dass eine Rückwirkung auf das Steuergitter eintritt.
Gegenstand der Erfindung bildet eine Schaltung zur Verstärkung von Sehwingun- gen unter Verwendung mindestens einer Ent ladungsröhre mit einer Kathode, Anode und drei oder mehr Gitterelektroden,. wobei eine Rückkopplung zwar zwischen Elektroden desselben Rohres, aber derart vorgenommen wird, dass eine Beeinflussung des Steuergit ters dabei nicht stattfindet.
Die Erfindung wird anhand verschie dener Ausführungsbeispiele erläutert.
Bei Verwendung eines Rohres R. mit drei Gittern 1, 2, '3 zwischen Kathode K und Anode A (Fig. 1), von denen das mittlere Gitter 2 ein. Schirmgitter ist, wird dem ersten Gitter 1 die ankommende Steuerwechselspan nung aufgedrückt, während auf das -dritte Gitter 3 vom Anodenkreis Li Ci her eine Rückkopplungsspannung gegeben wird.
Durch die Rückkopplung auf das dritte Git ter wird der Anodenkreis Li Ci entdämpft. Durch -das Schirmgitter 2 wird die Rückwir kung der Anodenspannung auf das Steuer gitter 1 verhindert.
Bringt man die einzelnen Schwingkreise<I>L C</I> bezw. Li Ci noch in ge geneinander abgeschirmten Kästen an, die in den Figuren in Form verdickter Linien S an g o edeutet sind,
so hat man auf diese Art und Weise eine praktisch vollkommene Entkopp- lung -der beiden Schwingkreise gegeneinander erzielt. Da das :dritte Gitter 3 in Gegenphase zur Anode d. gesteuert wird, arbeitet es in Phase mit dem ersten Gitter 1.
Durch die zur Anöde A - gegenphasige Steuerung des dritten Gitters 3 wird die Rückwirkung der Anodenspannung auf das Steuergitter 1 noch weiter als es bereits durch das Schirmgitter geschehen ist, heruntergedrückt.
Besondere Vorteile bietet die Verwendung eines Rohres mit Kathode, vier Gittern und einer Anode. Eine solche Röhre soll so ge schaltet sein, dass das erste Gitter des Rohres als Steuergitter, das zweite als Abschir- mungsgitter dient und das dritte Gitter die eigentliche Nutzelektrode ist. Das vierte Git ter ist dann das Hilfsgitter, auf welches die Rückkopplungsspannung gegeben wird, und die äussere Anode dient als Hilfselektrode. Das vierte Gitter erhält dann eine im allge meinen negative Gittervorspannung und wird von der .dritten Elektrode her durch Rück kopplung gesteuert.
Würde unter Konstant haltung der übrigen Betriebsspannungen die Spannung des vierten Gitters verändert, so nimmt bei positiver werdender Spannung der vierten Elektrode der Strom zur dritten Elek trode ab, weil jetzt ein grösserer Strom nach der fünften Elektrode geht und der Summen strom der dritten und fünften Elektrode in folge des kleinen Durchgriffes nach der Ka thode zu praktisch konstant ist. Dieser Steuervorgang besitzt also eine negative Steilheit. Der Strom der dritten Elektrode nimmt bei positiver werdender Spannung der vierten Elektrode ab.
Bei einem solchen Steuervorgang ergibt sich, im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen Rückkopplungs schaltungen, dass die durch Rückkopplung dem Gitter zugeführte Spannung (hier also die vierte Elektrode) nicht gegenphasig zur Anodenspannung zu sein braucht (hier dritte Elektrode). Dadurch ergibt. sich eine beson ders einfache Art der Durchführung der Rückkopplung.
Die Fig. 2 zeigt die Verwendung einer solchen Röhre R in einer Hochfrequenzver- stärkerschaltung mit Entdämpfung des Ano- denschwingkreises Li Ci. Die ankommende Steuerwechselspannung wird auf das erste Gitter 1 nächst der Kathode K gegeben. Das zweite Gitter 2 ist das Schirmgitter.
Im Stromkreis des dritten Gitters 3 liebt der Nutzwiderstand, in der Figur ein auf Reso nanz abgestimmter Schwingungskreis Li Ci. Vom dritten Gitter 3 wird die Rückkopp lungsspannung dem vierten Gitter 4 gleich- phasig zugeführt. Die Vorspannung E4 des vierten Gitters 4 wird über einen Ableit- widerstan.d P zugeführt.
Das dritte Gitter und das Ende des Ableitwiderstandes P sind durch einen Blockkondensator Ca verbunden. Der Ableitwiderstand ist in der Fig. 2 als Potentiometer angedeutet und,das vierte Git ter an .den veränderbaren Abgriff angeschlos sen. Auf diese Weise .ist es möglich, die Rückkopplung eventuell bis kurz vor dem Schwingungseinsatz einzustellen.
Die Nutz spannung für die nächste Röhre nimmt man zweckmässig an .dem gesamten. Kopplungs widerstand P ab und führt sie direkt -dem Gitter zier nächsten Röhre zu. Die fünfte Elektrode muss bei dieser Schaltung auf einem konstanten Gleichpotential liegen, das heisst sie ist hochfrequenzmässig mit der Ka thode verbunden.
Ein weiteres Beispiel, ähnlich der .vorher beschriebenen Röhre zeigt die Fig. 3. Das Rohr R mit den vier Gittern 1, 2, 3, 4 wird hier zur Hochfrequenzverstärkung vom ersten auf das dritte Gitter und zu einer Anodengleichrichtung mittelst der vierten und fünften Elektrode 4 und A angewandt, wobei gleichzeitig noch zwischen der dritten und der vierten Elektrode 3; 4 eine Rück kopplung besteht. Die ankommende Hoch frequenz-Wechselspa.nnung wird dem der Kathode K zunächst liegenden Gitter 1 zu geführt, das zweite Gitter 2 ist wieder das Schirmgitter.
Das dritte und vierte Gitter 3, 4 sind hier wieder hochfrequenzmässig auf einander gekoppelt, und zwar derart, dass ,jetzt im Arbeitskreis des dritten Gitters ein Ohmscher Widerstand<B>TV</B> liegt und die Hochfrequenz über einen Blockkondensator Cs einem Schwingkreis Li Ci in der vier ten Gitterzuleitung zugeführt wird. Der Schwingkreis selbst ist transformatorisch an gekoppelt, um die Ankopplung leicht verän dern zu können.
Die Vorspannung E4 der vierten Elektrode 4 ist so gewählt, dass der Strom auf der fünften Elektrode A auf einen scharfen Knick der Anodenstrom-Kennlinie eingestellt ist. Im Stromkreis der fünften Elektrode tritt demnach eine Gleichrichtung ein. Die gleichgerichteten Schwingungen werden durch den Ausgangsübertrager T ab genommen; der Kondensator C4 und die Drossel D dienen in bekannter Weise zur Entlastung des Übertragers von 11,och- frequenzströmen.
Eine Abart. der Gleichrichteranordnung ist in einfacher Weise möglich, wenn man Matt der Anodengleichrichtung Gittergleich- richtung auf dem vierten Gitter 4 anwendet. Die Anordnung bleibt in grossen Zügen die selbe, die fünfte Elektrode A wird aber auf konstantem Gleichpotential gehalten, wäh rend der Niederfrequenzstrom dem Strom kreis des vierten Gitters 4 entnommen wird. Sinngemäss muss jetzt die Vorspannung E4 des vierten Gitters praktisch auf Null gelegt werden.
Ein weiteres Beispiel ist in Fig. 4 dar gestellt. Es handelt sich um eine aperio- dische Hochfrequenzverstärkung mit hoher Verstärkungszahl. Das Hauptproblem einer aperiodischen Hochfrequenzverstärkung be- steht darin, dass die Kopplungswiderstände einen Betrag von etwa 5000 Ohm nicht über schreiten dürfen, da. sonst die Anordnungs kapazitäten, die einen Nebenschluss zu den Kopplungswiderständen darstellen, zu stark in die Erscheinung treten und die Frequenz abhängigkeit der Verstärkung zu ungünstig beeinflussen.
Damit aber mit Widerständen von nur einigen<B>1000</B> Ohm eine gute Ver stärkung erzielt werden kann, muss entweder die Steilheit des Verstärkerrohres ausser ordentlich hoch oder der Innenwiderstand des Verstärkerrohres negativ sein, ferner muss in letzterem Falle der negative Widerstand die selbe Grössenordnung haben wie der Kopp lungswiderstand. Ein solcher negativer Widerstand wird nun im vorliegenden Falle mittelst der Rückkopplung erreicht.
Diese Rückkopplung ist jetzt möglich ge worden, da dem vierten Gitter eine Wechsel spannung in derselben Phase, wie sie das dritte Gitter besitzt, zugeführt -zu werden braucht. Eine Phasenumkehr ist nämlich bei reiner Widerstandskopplung, wie sie für die aperiodische Hochfrequenzverstärhung not wendig ist, nicht möglich. Dem ersten Gitter wird wieder eine Eingangswechselspannung zugeführt. In der Abbildung sind vor dem ersten Gitter 1 bereits mehrere Schwingkreise I, II, III angeordnet, um eine genügende Selektion zu erreichen.
Das zweite Gitter .des Rohres R. ist das Abschirmgitter. Das dritte und vierte Gitter 3, 4 sind durch die bekannte Widerstands- und Kondensator kopplung miteinander verbunden. Dem vier ten Gitter 4 wird die volle Wechselspannung des dritten Gitters 3 zugeführt, um durch eine genügend starke Rückkopplung einen möglichst wirksamen negativen Widerstand zu erhalten. Man kann dann, ähnlich wie früher, auch mit den Kopplungswiderständen kleinere Werte erreichen.
Das dritte Gitter 3 ist wieder auf hohem positivem Gleich potential, das vierte Gitter 4 ist schwach negativ vorgespannt, die fünfte Elektrode A ist auf einem konstanten positiven Potential und hochfrequenzmässig mit der Kathode K kurzgeschlossen. Die Nutzspannung, die man jetzt etwa,dem nächsten Rohr zuführt, kann man an demselben Punkt abgreifen,, an dem das vierte Gitter angeschlossen ist.
Bei der Konstruktion der zur Verwen dung gelangenden Verstärkerröhren -ist zu berücksichtigen, dass in den meisten. Fällen die Nutzfrequenz dem äussern Stromkreis der Entladungsstrecke zwischen Kathode und drittem Gitter entnommen wird.
Es ist daher zweckmässigerweise dieses Gitter zur Auf nahme grösserer Leistungen geeignet zu dimensionieren, beispielsweise als Hochkant steggitter oder als geschwärztes Gitter bezw. als Gitter mit vorstehenden Wärmeableit- flächen auszubilden. Ausserdem ist es noch wichtig, das Gitter so zu dimensionieren, dass es den Strom nach der weiter aussen liegenden fünften Elektrode möglichst wenig abfängt, um eine intensive Steuerung mit dem vierten Gitter zu ermöglichen.
Feedback tube circuit. The usual feedback circuits act in such a way that part of the anode alternating voltage is applied to the control grid in the correct phase position. In the case of feedback for the purpose of de-attenuation, the fed-back voltage is added to the control voltage. The number of amplifications and the selection of a high-frequency amplifier stage can be increased significantly if the anode circuit is artificially de-attenuated.
Then the circular resistance increases, and the internal resistance of the pipe is compensated for by the corresponding negative resistance of the damping. Such a feedback is only useful in the case of a downstream rectifier stage, that is to say if there is no longer any matched high-frequency impedance in the anode circuit of the downstream tube. otherwise, as a result of the various harmful side effects associated with a feedback arrangement, such as unwanted capacitances, cross-couplings will occur, which lead to parasitic oscillations.
Feedback is practically not possible, particularly in the case of high-frequency amplification with screen grid tubes that have high internal resistance. Invention: according to the invention, the great advantage of output circuit damping is achieved without affecting the control grid.
The subject matter of the invention is a circuit for amplifying visual vibrations using at least one discharge tube with a cathode, anode and three or more grid electrodes. although feedback is carried out between electrodes of the same tube, but in such a way that the control grid is not influenced.
The invention is explained with reference to various embodiments.
When using a tube R. with three grids 1, 2, '3 between cathode K and anode A (Fig. 1), of which the middle grid 2 is a. Screen grid is, the first grid 1, the incoming control alternating voltage is pressed, while a feedback voltage is given to the third grid 3 from the anode circuit Li Ci.
The anode circuit Li Ci is undamped by the feedback to the third grid. Through the screen grid 2 the effect of the anode voltage on the control grid 1 is prevented.
If you bring the individual oscillating circuits <I> L C </I> resp. Li Ci still in boxes shielded from one another, which are indicated in the figures in the form of thickened lines S to go,
In this way, a practically complete decoupling of the two oscillating circuits from one another has been achieved. Since the: third grid 3 in phase opposition to the anode d. is controlled, it works in phase with the first grid 1.
As a result of the control of the third grid 3 in phase opposition to the anode A, the reaction of the anode voltage on the control grid 1 is depressed even further than has already happened through the screen grid.
The use of a tube with a cathode, four grids and an anode offers particular advantages. Such a tube should be switched in such a way that the first grid of the tube serves as a control grid, the second as a shielding grid and the third grid is the actual useful electrode. The fourth grid is then the auxiliary grid to which the feedback voltage is given, and the outer anode serves as the auxiliary electrode. The fourth grid then receives a generally negative grid bias and is controlled by feedback from the third electrode.
If the voltage of the fourth grid were to be changed while the other operating voltages were kept constant, the current to the third electrode decreases when the voltage of the fourth electrode becomes positive, because a greater current now goes to the fifth electrode and the total current of the third and fifth electrode as a result of the small penetration after the Ka method is too practically constant. This control process therefore has a negative slope. The current of the third electrode decreases when the voltage of the fourth electrode becomes positive.
With such a control process, in contrast to the feedback circuits commonly used today, the voltage fed to the grid (here the fourth electrode) does not need to be in phase opposition to the anode voltage (here the third electrode). This results in. a particularly simple way of implementing the feedback.
2 shows the use of such a tube R in a high-frequency amplifier circuit with undamping of the anode resonant circuit Li Ci. The incoming AC control voltage is applied to the first grid 1 next to the cathode K. The second grid 2 is the screen grid.
In the circuit of the third grid 3, the useful resistance loves, in the figure, an oscillating circuit Li Ci tuned to resonance. The feedback voltage is fed from the third grid 3 to the fourth grid 4 in phase. The bias voltage E4 of the fourth grid 4 is supplied via a discharge resistor.d P.
The third grid and the end of the bleeder resistor P are connected by a blocking capacitor Ca. The leakage resistance is indicated in Fig. 2 as a potentiometer and, the fourth grid ter connected to .den changeable tap. In this way it is possible to adjust the feedback until shortly before the start of the oscillation.
The useful voltage for the next tube is appropriately assumed .the entire. Coupling resistance P and leads it directly to the next tube to the grid. In this circuit, the fifth electrode must be at a constant DC potential, i.e. it is connected to the cathode in terms of high frequency.
Another example, similar to the tube described above, is shown in FIG. 3. The tube R with the four grids 1, 2, 3, 4 is used here for high-frequency amplification from the first to the third grid and for anode rectification by means of the fourth and fifth electrodes 4 and A applied, while at the same time still between the third and fourth electrode 3; 4 there is feedback. The incoming high-frequency alternating voltage is fed to the grid 1 lying next to the cathode K, the second grid 2 is again the screen grid.
The third and fourth grids 3, 4 are here again coupled to one another in terms of high frequencies, namely in such a way that an ohmic resistance <B> TV </B> is now in the working circuit of the third grid and the high frequency is transferred to an oscillating circuit Li via a blocking capacitor Cs Ci is fed in the fourth grid lead. The resonant circuit itself is coupled in a transformer so that the coupling can be changed easily.
The bias voltage E4 of the fourth electrode 4 is selected such that the current on the fifth electrode A is set to a sharp bend in the anode current characteristic. A rectification therefore occurs in the circuit of the fifth electrode. The rectified vibrations are taken from the output transformer T; the capacitor C4 and the choke D are used in a known manner to relieve the transformer from 11, high-frequency currents.
A variation. the rectifier arrangement is possible in a simple manner if the anode rectification grid rectification is applied to the fourth grid 4. The arrangement remains largely the same, but the fifth electrode A is kept at constant DC potential, while the low-frequency current is taken from the circuit of the fourth grid 4. Analogously, the bias E4 of the fourth grid must now be practically set to zero.
Another example is shown in Fig. 4 represents. It is an aperiodic high frequency amplification with a high amplification factor. The main problem of aperiodic high-frequency amplification is that the coupling resistances must not exceed an amount of about 5000 ohms because. otherwise the arrangement capacities, which are a shunt to the coupling resistances, become too apparent and affect the frequency dependency of the gain too unfavorably.
However, so that a good gain can be achieved with resistances of only a few <B> 1000 </B> ohms, either the slope of the amplifier tube must be exceptionally high or the internal resistance of the amplifier tube must be negative, and in the latter case the negative resistance must be have the same order of magnitude as the coupling resistance. In the present case, such a negative resistance is achieved by means of the feedback.
This feedback has now been made possible since the fourth grid has to be supplied with an alternating voltage in the same phase as the third grid. A phase reversal is not possible with pure resistance coupling, as is necessary for aperiodic high-frequency amplification. An AC input voltage is again fed to the first grid. In the figure, several resonant circuits I, II, III are already arranged in front of the first grid 1 in order to achieve a sufficient selection.
The second grid of the tube R. is the shielding grid. The third and fourth grids 3, 4 are connected to one another by the known resistor and capacitor coupling. The full alternating voltage of the third grid 3 is fed to the fourth grid 4 in order to obtain a negative resistance that is as effective as possible through a sufficiently strong feedback. As before, you can then achieve lower values with the coupling resistances.
The third grid 3 is again at a high positive DC potential, the fourth grid 4 is biased slightly negative, the fifth electrode A is short-circuited to the cathode K at a constant positive potential and in terms of high frequency. The useful voltage that is now fed to the next pipe, for example, can be tapped at the same point to which the fourth grid is connected.
When designing the amplifier tubes to be used, it must be taken into account that in most. In cases, the useful frequency is taken from the external circuit of the discharge path between the cathode and the third grid.
It is therefore expedient to dimension this grid to take on larger services, for example as an edgewise web grid or as a blackened grid or respectively. to be designed as a grid with protruding heat dissipation surfaces. It is also important to dimension the grid in such a way that it intercepts the current to the fifth electrode, which is further out, as little as possible in order to enable intensive control with the fourth grid.