DE588586C

DE588586C - Anordnung zur Schwingungserzeugung

Info

Publication number: DE588586C
Application number: DEH132439D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Heegner
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1932-07-08
Filing date: 1932-07-09
Publication date: 1936-03-20

Description

Die Schwingungserzeugung vermittels einer mit einem Steuergitter versehenen Kathodenröhre erfolgt, wie allgemein bekannt, in der Weise, daß ein Schwingungskreis in Schwungradschaltung in den Anodenkreis oder Gitterkreis gelegt wird und durch besondere Schaltelemente am Gitter bzw. an der Anode eine Spannung erzeugt wird, welche bezüglich der Anodenspannung bzw. Gitterspannung entgegengesetzt ist. Bekannt ist auch die Verwendung von Serienschaltungen 'aus Selbstinduktion und Kapazität zur Kompensation von Scheinwiderständen in dem Anodenkreise der Röhre. Die Zuführung erfolgt sodann im allgemeinen über einen der Serienschaltung parallel gelegten Widerstand. Auch für Zwecke der Verstärkung elektrischer Ströme sind solche Seriengebilde herangezogen worden. Erfindungsgemäß wird nunmehr dieses

ao Seriengebilde zur Schwingungserzeugung verwendet, indem durch besondere Schaltelemente am Gitter eine Spannung erzeugt wird, welche der Anodenspannung entgegengesetzt ist. Von einer Anregung der Eigenfrequenz des Seriengebildes kann jedoch nur in dem Falle gesprochen werden, wenn die die Rückkopplung vermittelnden Schaltelemente selbst keine Eigenfrequenz besitzen oder wenn deren Eigenfrequenzen wesentlich von der des Serienkreises verschieden sind.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1. In den Anodenkreis einer Röhre ist eine Serienschaltung L, C gelegt und parallel dazu ein Widerstand R₀, der von derselben Größenordnung ist wie der Spulenwiderstand. Somit wird L, C, R_a ein schwingungsfähiges Gebilde, dessen Amplitude aufrechterhalten werden kann, wenn durch die Röhre ein Strom getrieben wird, der bezüglich der Phase der durch den Schwingungsstrom an R₀ erzeugten Spannung entgegengesetzt ist. Diese Phase wird erhalten, indem an die Selbstinduktion ein Zweig aus einem Widerstand R_g und einer Selbstinduktion L_g geschaltet wird und L_g in den Gitterkreis der Röhre gelegt wird, und zwar ist R_g ^> Lw, L_gw zu wäh-' len. Der Ausführung steht die Schwierigkeit entgegen, daß eine Röhre von sehr großer Steilheit erforderlich ist, die aber sofort behoben wird, wenn an Stelle des Widerstandes R_g eine verstärkende Röhre nach Fig. 2 gesetzt wird. Zufolge der durch die Verstärkerröhre gegebenen Phasenumkehr sind L und C miteinander zu vertauschen. Der innere Widerstand der Verstärkerröhre kann durch ein Schirmgitter groß gegen L_gw gemacht werden, oder es kann auch statt L_g ein Transformator verwendet werden. Die Beziehung der beiden Röhren zueinander kann symmetrisch gestaltet werden, wenn in den Anoden-

*.) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Kurt Heegner in Berlin-Steglitz.

kreis der hinzugefügten Röhre Selbstinduktion und Kapazität in umgekehrter Reihenfolge geschaltet werden (Fig. 3).

Das Eigentümliche des Generators besteht darin, daß der Serienkreis aus der Röhre eine verschwindend kleine Energie aufnimmt. Dies macht den Generator besonders geeignet für Anwendungen bezüglich der Frequenzkonstanthaltung. So kann in den Anodenkreis der

to einen Röhre ein Nutzkreis geschaltet werden, der bei Abstimmung auf den Serienkreis die Energie der Röhre aufnimmt. Sobald der Nutzkreis den Anodenstrom nach Amplitude und Phase nicht zu ändern vermag, wird die Frequenz ausschließlich durch den. Serienkreis gegeben sein. Dies wird erreicht durch Verwendung eines Schirmgitterrohres, dessen Schirmgitter nicht unmittelbar am Gehäuse, sondern über den kleinen Widerstand R_a zu erden ist, damit der volle Emissionsstrom der Röhre über R_a in unveränderter Phase fließt (Fig· 4)·

Eine zweite Anwendung ergibt sich, wenn in die Serienschaltung L, C ein piezoelektrischer Kristall eingeschaltet wird, wie in Fig. 5 ausgeführt ist. Die Frequenz ist sodann durch das Serienglied L -f- L_k, C + C_k gegeben, wenn L_k und C_k Selbstinduktion und Kapazität der elektrischen Nachbildung des schwingenden Kristalls bedeuten. Schwingt die Anordnung bei eingeschaltetem Kristall und wird dieser kurzgeschlossen, so wird die durch L und C gegebene Frequenz erhalten. Durch Verändern von L oder C läßt sich sodann der Generator auf die ursprüngliche Kristallwelle einsteilen, und beim abermaligen Einschalten des Kristalls wird mit großer Genauigkeit die durch Lf₁, C_k gegebene Kurzschlußfrequenz des Kristalls gegeben, die von den Daten des Röhrengenerators völlig unabhängig ist und nur von der Halterung und der Temperatur abhängt. Die gefundene Einstellung von L bzw. C läßt sich markieren und durch Änderung von L oder C eine Va-

+5 riation der Frequenz um die Kurzschlußfrequenz des Kristalls in engen Grenzen erzielen.

Wird in jeden der beiden Anodenkreise der Schaltung in Fig. 3 ein Kristall geschaltet, so können Schwingungen erhalten werden, wenn diese eine gemeinsame Eigenfrequenz besitzen. Haben diese Kristalle verschiedene Temperaturkoeffizienten bezüglich der Frequenz, so kann durch Änderung der Widerstände R_al und R_a2 der Temperaturkoeffizient des Generators innerhalb der durch die Tem-. peraturkoeffizienten der Kristalle gegebenen Grenzen geändert werden. Haben die Kristalle Temperaturkoeffizienten von entgegengesetztem Vorzeichen, so kann der Temperaturkoeffizient Null erzielt werden. Durch einen Thermostaten sind sodann die beiden Kristalle nahezu in Resonanz zu halten. Wesentlich ist, daß beide Kristalle auf gleicher Temperatur gehalten werden. Alsdann werden kleine Änderungen der Temperatur keinen Einfluß haben. Die Idee läßt sich durch Quarzkristall verschiedenen Schnittes realisieren. Die zur Aufrechterhaltung der Schwingungen notwendige Temperatur läßt sich sogar selbsttätig herstellen durch die Stromänderungen, welche der Generator erfährt, wenn die Kristalle bei Veränderung der Temperatur in Resonanz kommen.

Es ist klar, daß beide Anwendungen in den Schaltungen von Fig. 4 und 5 vereinigt werden können, indem etwa dem Serienglied L₁ C in Fig. 4 ein piezoelektrischer Kristall hinzugesetzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Schwingungserzeugung, bei welcher in den Anodenkreis einer Elektronenröhre eine Serienschaltung aus Selbstinduktion und Kapazität mit Parallelwiderstand gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenrichtige Rückkopplung über Schaltelemente erfolgt, die keine Eigenfrequenz besitzen oder deren Eigenfrequenzen wesentlich verschieden sind von der des Serienkreises.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung aus einem Stromzweig besteht, der Widerstand und Scheinwiderstand in Serie enthält, und dessen Scheinwiderstand in den Gitterkreis der Röhre gelegt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand durch eine Verstärkerröhre ersetzt ist in der Weise, daß ein Teil des Scheinwiderstandes des Anodenkreises in den Gitterkreis dieser Röhre gelegt ist.

4. Anordnung zur Schwingungserzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektronenröhren verwendet werden, von denen jede im Anodenkreis eine Serienschaltung aus Selbstinduktion und Kapazität mit Parallel widerstand enthält und im Gitterkreis einen Teil derjenigen Serienschaltung, welche im Anodenkreis der anderen Röhre gelegen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schirmgitterröhre Verwendung findet, die zwischen Anode und Schirmgitter einen Nutzkreis enthält und zwischen Schirmgitter und Kathode diejenigen Schaltelemente, welche bei der entsprechenden Dreielektrodenanordnung zwischen Anode und Kathode liegen.

6. Anordnung nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Serienschaltung aus Selbstinduktion und Kapazität ein piezoelektrischer Kristall in Serie geschaltet ist.

7. Zweielektronenröhrenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer oder jeder der beiden Serienschaltungen ein piezoelektrischer Kristall in Serie liegt.

8. Anordnung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kristalle verschiedene Temperaturkoeffizienten besitzen, insbesondere solche mit entgegengesetztem Vorzeichen.

9. Anordnung nach Anspruch 4, 7 und 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dämpfungen der beiden Kristallkreise durch Wahl der Werte der Parallel widerstände derart bestimmt ist, daß der Generator temperaturunabhängig ist.

10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Rückkopplung durch den Parallelwiderstand geregelt wird.

11. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Scheinwiderstände der Serienschaltung veränderlich ausgebildet ist, um der Kurzschlußfrequenz des Kristalls benachbarte Frequenzen einstellen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen