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Verfahren zur Herstellung einer phasenreinen Rückkopplung bei Röhrensendern
Das Zustandekommen von Schwingungen bei einem Röhrensender in Rückkopplungsschaltung
nach A. M e i s s n e r wird bekanntlich folgendermaßen erklärt.
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Dias Gitter der Senderöhre erhält beispielsweise im Augenblick des
Einschaltens durch den Einschaltvorgang oder durch irgendeine Unregelmäßigkeit in
der Elektronenbewegung od. d,1. einen positiven Ladungsstoß, was zur Folge hat,
daß .der Anodenstrom steigt. Diese Anodenstro:m-bzw. Anodenspannungsänrderung wird
nun durch die sogenannte Rückkopplung auf das gesamte Gitter so zurückgeführt, daß
in diesem eine weitere Erhöhung der positiven Ladung erzielt wird. Hierdurch ergibt
sich aber wieder ein weiteres Steigen des Anodenstroms und demnach eine weitere
Erhöhung der Gitterladung. Der Anodenstrom nimmt auf diese Weise bis zum Sättigungsstrom
oder wenigstens bis zu einer Stelle geringerer Steilheit der Kennlinie zu.
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In dem Augenblick jedoch, wo der Höchstwert .des Anodenstroms erreicht
ist, wird keine positive Gitterladung erhalten. Ist aber die Gitterspannung gesunken,
so nimmt auch der Anodenstrom ab, was. nur eine negative Gitterladung zur Folge
hat. Dies verursacht eine weitere Abnahme des Anodenstroms usw., bis er schließlich
den Wert Null erreicht oder wenigstens in einem Bereich der Kenn-
Linie
mit geringerer Steilheit gesunken ist, Hierdurch wird aber die negative Aufladung
des Gitters wieder geringer, und so steigt daher infolge der Rückkopplunigswirkung
(der Anodenstrom wieder bis zum Höchstwert: Auf diese Weise entsteht eine fortwährende
Zu-und Abnahme des Anodenstroms und der Gitterspannung, also eine Schwingungserzeugung.
Die Frequenz dieses bestimmt sich durch die Thomsonsche Formel. Ein Maß für die
zur Schwingungserzeugung nötige Rückkopplung ist. der Rückkopplungsfaktor. Er gibt
an, wie groß der Teil idfer Anodenwechselspannung sein ruß, der auf das Gitter zurückzuführen
ist, damit Schwingungen zustande kommen oder aufrechterhalten werden können.
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Die Bedingung für stationäres Bestehenbleiben selbsterregter Schwingungen
-ist durch die sogenannte Selbste@rregerformel gegeben
Von den vier in dieser Formel vorkommenden Größen sind D (Durchgriff der Röhre)
und S (Steilheit) von den Eigenschaften der Röhre, und X von den Eigenschaften der
Schaltung abhängig. Die obengenannte Selbsterregungsformel (vgl. H. B a r k h a
u s e n, »Elektronenröhren«, Bd.III, i9.35) besagt, :daß die durch die äußere Schaltung
bedingte Rückkopplung gerade so groß gemacht ist, ;daß sie die zur Aufrechterhaltung
der Schwingungen am Gitter erforderliche Wechselspannung .gerade wieder hervorruft:
Bei einem anderen Wert von R ist ein stationäres Schwingungsgleichgewicht nicht
möglich. Jede Frequenz, für die R der Selbsterregungsformel entspricht, kann sich
selbst erregen.
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Die durch hie Rückkopplung erzeugte Gitterspannung ruß: jedoch, damit
selbsterregte stationäre Schwingungen bestehen können,- nicht nur der Amplitude,
sondern auch der Phase nach gerade den richtigen Wert besitzen (vgl. obiges Zitat
S. i i). Würde nämlich die durch Ri ausgedrückte Steuerwirkung zu früh oder zu spät
einsetzen, so würden nie Schwingungen schneller oder langsamer erfolgen, die Frequenz
würde sich ändern: Diese beilden physikalischen Beidingungen: richtige Phase und
richtige Amplitude, kommen in der Selhsterregungsformeldadurch zum Ausdruck, daß
!A und 32 gerichtete Größen sind, die erst durch ihren reellen, und ihren imaginären
Teil bestimmt sind. Die Röhrengrößen S und D besitzen keine Phasenverschiebung.
Bei stationären. selbsterregten Schwingungen besteht daher eine ganz bestimmte Phasenbeziehung
zwischen A,.' und -t.
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Eine weitestgehend phasenreine Rückkopplung ist für rückgekoppelte
Röhrensenderschaltungen besonders wichtig, da. andernfalls auch -2 nicht
phasenrein und damit die Leistungsabgabe t1117 günstig wird.
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Die vorliegende Erfindung. gibt nun ein besonders einfaches Verfahren
zur Herstellung einer phasenreinen Rückkopplung bei selbsterregten Röhrensendern,
z. B. Röhrensummern an.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand der in der Zeichnung schematisch
dargestellten beispielsweisen Sendexschaltüng näher erläutert. In der Abbildung
ist mit i eine Triode bezeichnet; die über den Widerstand 2 anodenseitig an der
Anodenspannungsquelle + A liegt. Der Anodenschwingkreis mit der Selbstinduktivität
L2 und der veränderbaren Kapazität C2 enthält nicht die Anodenspannung. Der Anodenschwingkreis
ist über den veränderbaren Kondensator CK, z. B. in der Größenanordnung von 2öo
pF, an den Anodenkreis angekoppelt. Der aus dem Kondensator C1 und dem Widerstand
R1 aufgebaute Parallelschaltkreis dient als Begrenzungsglied und liegt zwischen
der Rückkopplungsspule L3 und dem Gitter der Triade i. Die- Röhrenfrequenz kann
beispielsweise an den Klemmen 3 und q. abgenommen werden.
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Bei geeigneter Bemessung von Cl< erreicht man, daß die Frequenz
des Senders unabhängig von der Anodenspannung wird. Gleichzeitig regelt Cl< den
Rückkopplungsgradl. Zur Änderung der Anodengleichspannung ist schließlich noch ein
Spannungsteiler vorgesehen, der aber in der Zeichnung nicht besonders dargestellt
ist.
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Die Erfindung besteht somit in einem Verfahren zur Herstellung einer
phasenreinen Rückkopplung bei Röhrensendern., die mit Selbsterregung arbeiten, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß für verschiedene Einstellwerte des den Schwingungskreis
L2, C2, welcher die Anodenspannung nicht enthält, an die Anode des Röhrensenders
ankoppelnden Kondensators. CK jedesmal, insbeson-.dere durch Spannungsteiler, hie
Anodenspannung geändert und diejenige Größe für den Kopplungskondensator CK ermittelt
wird, bei der eine Anodenspannungsänderung einen Einfluß auf die Frequenz des Senders
nicht bewirkt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bleibt die
Einstellung des aus L2 und C2 gebildeten Schwingungskreises univerändert.
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Die Verbraucherspannung kann bei der Erfindung auch durch Ankopplung
an den Gitterkreis oder den Anodenkreis entnommen werden. Die Erfindung ist von
besonderer Bedeutung insbesondere dort, wo es darauf ankommt, konstant arbeitende
i Röhrensumme! herzustellen.