DE348911C

DE348911C - Schaltungsweise zur Unterdrueckung nicht gewollter Schwingungen bei Kathodengeneratoren

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Publication number: DE348911C
Application number: DE1918348911D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken Gesellschaft fuer Drahtlose Telegraphie mbH
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1918-09-10
Filing date: 1918-09-10
Publication date: 1922-02-21
Also published as: GB148447A; GB148445A; GB147854A; GB148523A; FR519268A; DE393047C

Description

Bei dem Arbeiten mit Kathodengeneratoren zeigt sich, daß unter Umständen, auch wenn nicht der bekannte Fall des »Ziehens« vorliegt, die Erzeugung der verlangten Schwingungen plötzlich aussetzt und eine andere wesentlich verschiedene Wellenlänge auftritt. Nachstehend werden die Erklärung für diese Vorgänge und die erfindungsgemäßen Mittel angegeben, um diesen den Kathodengeneratoren anhaftenden Nachteil zu vermeiden. Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens möge die Wirkungsweise einer prinzipiellen Schaltung untersucht werden.
Wie bekannt, arbeitet eine Kathodenröhre nur dann als Schwingungserzeuger, wenn zwischen Anoden- und Gitterspannung etwa i8o° Phasendifferenz vorhanden ist. In Abb. ι bedeuten 1 die Kathodenröhre, 2 die Anschlüsse des Anodenkreises zur Speisung

so der Röhre 1, und 3 und 4 die Wechselstromwiderstände, die zur Erzeugung der Phasenverschiebung der Spannungen um i8o° zwischen der Anode 5 und Kathode 7 einerseits und dem Gitter 6 und der Kathode 7 anderseits eingeschaltet sind. 8 ist ein Blockkondensator, der für Wechselstrom durchlässig lediglich eine Unterbrechung des an die Klemme 2 angelegten Gleichstromes bedeutet, undi der für die Bestimmung 'der von der

Zo Röhre erzeugten Frequenz ohne Bedeutung ist. Die von der Röhre erzeugten Schwingungen durchfließen einen Kreis, der sich: aus der Selbstinduktion 7' und dem Kondensator 9 zusammensetzt.

Man kann sich dias in Abb. 1 dargestellte Schaltungsschema in folgender Weise vervollständigt denken. Zwischen der Anode 5 ttnd der Kathode 7 ist innerhalb der Röhre eine Kapazität vorhanden, die durch den gestrichelten Kondensator 10 dargestellt sein möge. Desgleichen läßt sich die Kapazität zwischen dem Gitter 6 und der Kathode 7 durch den Kondensator 11 veranschaulichen. Zeichnet man das sich nunmehr ergebende Schema auf, so erhält man die Abb. 2. In dieser Abbildung bedeuten die Selbstinduktion 7' und der Kondensator 9 die gleichen Teile wie in Abb. 1. Der Kreis 12 besteht aus der Selbstinduktion 3 und der Anoden-Kathoden-Kapazität 10, der Kreis 13 aus der Selbstinduktion 4 und der Gitter-Kathoden-Kapazität 10.

Der Kreis nach Abb. 2 besitzt in bezug auf seine Schwingungsmöglichkeit mehrere Freiheitsgrade. Für das Entstehen von Schwingungen einer Kathodenröhre kommen jedoch nur zwei Freiheitsgrade in Frage, nämlich erstens derjenige Freiheitsgnad, bei welchem die Kreise 12 und 13 lediglich jeder resultierend als Selbstinduktion wirken und zweitens derjenige Freiheitsgrad', bei welchem die Kreise 12 und 13 jeder resultierend als Kapazität arbeiten. Im ersteren Falle entsteht eine niedrige Frequenz W₁ und im zweiten Falle eine höhere Frequenz w₂. Die anderen an sich möglichen Freiheitsgrade ergeben in Zusammenschaltung mit der Röhre nicht die Möglichkeit zum Entstehen von Schwingungen, weil dann die Gitterspannung gegenüber der Anodenspainnung in der Röhre nicht mehr in der richtigen Phase von etwa i8o° verschoben wäre. Solcher Fall liegt z. B. vor, wenn der eine der Kreise 12 und 13 resultierend als Kapazität und der andere Kreis resultierend als Selbstinduktion wirkt. Auch die parallel zum Kreis 7', 9 liegende Röhrenkapazität kann vernachlässigt werden.

Es ist bekannt, daß bei einemSchwingungsgebilde, bei welchem eine Kathodenröhre als Generator verwendet ist, nie gleichzeitig zwei voneinander unabhängige Schwingungen auftreten, sondern immer nur die eine oder die andere, also für den vorliegenden Fall W₁ oder w₂. Welche von diesen beiden Schwingungen einsetzt, ist von' der Kopplung der Röhre mit dem Schwingungsgebilde abhängig, d.h. es wird jeweilig diejenige Schwingung einsetzen, für welche eine günstigere Kopplung zwischen Röhre und Sahwingungskreis besteht. Man unterscheidet im allgemeinen eine Gitterkopplung und eine Anodenkopplung, Die Kopplungen sind um so fester, je höhere Gitterspannungen bzw. Anodenspannungen vorhanden sind. Die Größen dieser Spannungswierte sind abhängig von der Größe der vorhandenen kapazitiven bzw. induktiven Gitter- oder Anodenkoppiungen für die Frequenzen U)₁ oder W₂.

Um nun die Unsicherheit beim Betriebe mit Kaühadenröhren zu beheben und! um zu erreichen, daß nur die gewollte Frequenz, z.B. U)₁, und nicht die ungewollte Frequenz w₂ eintritt, soll gemäß der vorliegenden Erfindung für das gewollte w die Kopplung günstiger bzw. für das nicht gewollte ω ungSnstiger gestaltet werden.

Dies wird nach der Erfindung durch Zuschaltung von Selbstinduktion oder Kapazität oder eines besonderen auf die nicht gewollte Frequenz abgestimmten Kreises erreicht. In

Abb. 3 ist ein Auisfüh'rungsbeispiel nach der Erfindung unter Zugrundelegung der Schaltung laut Abb. ι dargestellt. Wie vorher gezeigt, bestehen in bezug auf die Frequenz die zwei Freiheitsgrade, bei denen die Selbstinduktionen 3 und 4 mit den parallelliegenden Röhrenkapazitäten io und ι r resultierend beide als Selbstinduktionen oder beide als Kapazitäten wirken. Im ersteren Falle ergibt sich die kleine Frequenz W₁;, im zweiten Falle die große Frequenz u>₂. Soll nun erwirkt werden, "daß die Schwingung bei der ■ Frequenz cu₂ nicht einsetzt, so müssen die Kopplungen für dieses w₂ ungünstig gemacht

t5 werden. Im vorliegenden Falle kann, dies z. B. dadurch erreicht werden, daß die Gitterkopplung, d. h. die Kopplung der Röhre mit dem Kreis 4-11 vermindert wird. Das geschieht durch Herabsetzung der sich an diesem Kreis auf Grund des Schwingungsstromes ergebenden Spannungsdifferenz. Für diesen Kreis ist der Spannungsabfall e = — ¹-~,

es ist aber die resultierende Kapazität C

— C ^t- wenn C die Röhrenkapazität 11

a' L· ^x

zwischen Gitter und Kathode und L der Wert der Selbstinduktion 4 ist. Will man nun den Wert von C vergrößern, um e Meiner zu gestalten, so ist es nur erforderlich, daß C zu vergrößern, und das geschieht, indem man zur Röhrenkapazität 11 eine Kapazität 14 parallel schaltet. Diese parallel zu schaltende Kapazität 14 spielt für die Schwingung mit W₁ bei dem Schwiingungsvorgang eine nur sehr geringe Rolle, wenn nämlich 3 und 4 resultierend als Selbstinduktionen wirken. Es ist nämlich die resultierende Selbstinduktion der Kreise 11,14, 4:

_T

Der Wert fällt naturgemäß recht klein

aus.

Um dasselbe Ergebnis, nämlich¹ die Verminderung der Gitterspannung, zu erreichen, wäre es auch möglich, in die Zuleitung zum Gitter 6 eine Selbstinduktion 15 einzuschalten.

Der Spannungsverlust in dieser Selbstinduktion ist ι · tu · L. Für die große Frequenz ou₂ ist dieser Spannungsverlust groß, während er für die kleine Frequenz U)₁ klein ist. Für jede beliebige andere zur Schwingungserzeugung geeignete Schaltung sind die angegebenen Mittel sinngemäß anzuwenden, und zwar so, daß die nicht gewollte Schwingung nicht in die Erscheinung treten kann. Entsprechend den Eigenarten der jeweils zu verbessernden Schaltung wird es erforderlich sein, eine Auswahl unter den verschiedenen Schaltungekombinationen zu treffen, indem entweder parallel oder in Serie zu den jeweils als wichtig erkannten inneren Röhrenkapazitäten entweder nur Zusatzkondensatoren fis oder nur Zusatzselbstinduktionen oder beide Hilfsmittel gleichzeitig zugeschaltet werden. Die bei den verschiedenen Schaltungen jeweils anzuwendeniden Ausführungen können durch eine Analyse, wie sie im obigen an Hand der Ahb. 1 und 2 beispielsweise gegeben wurde, leicht bestimmt werden, da ja die Wirkungsweise von zugeschalteten Selbstinduktionen und Kapazitäten allgemein bekannt und leicht erkennbar ist.

Ein auf die nicht gewollte Frequenz abgestimmter Kreis verursacht für die nicht gewollte Frequenz einen großen übertragenden Widerstand, der naturgemäß die Kopplungsspannungen für diese Frequenz ungünstig be- einflußt.

Die im vorstehenden beschriebenen Mittel, welche die Bestimmung· haben, die ungewollten Schwingungen der Kathodenröhre nicht aufkommen zu lassen, sind zusätzliche und gehören keineswegs zu denjenigen Elementen, welche einerseits erforderlich sind, um die gewollte Frequenz im Schwingungskreis herzustellen und anderseits notwendig sind, um die Rückkopplung zwischen Röhre und Schwingungskreis herzustellen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schaltungsweise zur Unterdrückung nicht gewollter Schwingungen bei Kathodengeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenkopplung durch Zuschalten von Zusatzkondensatoren, Selbstinduktionen, Widerständen oder auf die nicht gewollte Frequenz abgestimmten Kreisen derart bemessen wird, daß sie für die nicht gewünschte Schwingung ungünstiger als für die gewollte Schwingung ist, wobei die erwähnten besonderen Hilfsmittel zur Schwingungserzeugung der normalen Welle keine Mitwirkung haben.

2. Schaltungsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel oder in Serie zur Kapazität Gitter—Kathode, Anode—Kathode ader Anode—Gitter Zusatzkondensatoren geschaltet sind, die in Verbindung mit Selbstinduktionen oder auch ohne diese für die nicht gewollte Frequenz einen solchen Widerstand darstellen, daß die ungewollte Frequenz nicht auftreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.