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Mischröhre Für die multiplikative Mischung in Hochfrequenzempfängern,
beispielsweise in Rundfunkempfängern, benutzt man in,dier Regel als Mischröhre eine
Hexode, bestehend aus ,der Kathode, dem ersten Steuergitter oder Eingangsgitter,
einem Schirmgitter, dem Mischgitter, einem weiteren Schirmgitter und der Anode.
In der Regel ist das Hexodensystem in einem Kolben mit einem Triod!ensystem, das
zur Erzeugung -der Os.zillatorschwin gungen benutzt wird, vereinigt. Bei den üblichen
Röhren ist das. Oszillatorgitter des Triodensystems mit dem Mischgitter des Hexodensystems
galvanisch verbunden.
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In Abb. i ist im Prinzip ein Schnitt durch d!as Hexodensystem einer
solchen Röhre dargestellt. Das erste Steuergitter ist mit i, das darauffolgende
Schirmgitter mit a, ,das Mischgitter mit 3, das anschließende Schirmgitter mit q.
und die Anode mit 5 bezeichnet. Die von der Kathode 6 emittierten Elektronen werden
einerseits durch die am Mischgitter 3 l.iegendenOszillatorschwingunbrnen gesteuert.
Das erste Steuergitter bewirkt eine: Raumladesteuerung @6er Elektronen. Infolge
der ,durch das Mischgitter erfolgenden Steuerung werden die Elektronen teilweise
umgelenkt -und gelangen entweder auf das erste Schirmgitter a oder aber fluten noch
weiter zurück und gelangen beispielsweise auf dem Wege der in Abb. i dargestellten
Pendelbewegung auf das erste Steuergitter. Diese zurückflutenden Elektronen bewirken
insbesondere bei sehr kurzen Wellen eine Dämpfung,des Eingangskreises, was .sich
letzten Endes in einer Verstärkungsminderung auswirkt.
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Diese bisher üblichen Mischröhren haben jedoch auch noch andere Nachteile.
Infolge der statischen Kapazität zwischen .den beiden Gittern i. und 3 und als Folge
der rückflutenden Elektronen erfolgt nämlich eine Ausstrahlung :der Oszillatorfrequenz
über
den. Eingangskreis, sofern man vor der Mischröhre nicht noch eine besondere Vorröhre
anordnet. Dne Ausstrahlung,der Oszillatorfrequenz wirkt sich insbesondere auf den
Fernsehempfang umgünstig aus; weil ,ein Fernsehempfänger sehr breitbandig ausgebildet
ist.
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Weiterhin sei -darauf hingewiesen, daß bei den üblichen, das Misch-
und das Oszillatorsystem enthaltenden Röhren eine Frequenzverwerfung dies Oszillators
durch Änderung von Röhrenkapazitäten in Abhängigkeit von der Regelung, bedingt durch
induzierte Aufladungen an den Steuergittern, leicht eintritt. Schließlich wird bei
diesen, Systemen noch das Auftreten einer doppelten Mischung als nachteilig empfunden,
die dadurch zustande kommt, daß die Zwischenfrequenz von der Anode des Mischsystems
kapazitiv auf die Anode des: Oszillatorsystems, gelangt. Da die Anode und glas Gitter
des Oszillatorsystems rückgekoppelt sind, gelangt @die Zwischenfrequenz damit auch
auf das, Gitter. Zusammen mit der Oszillatorfrequenz entsteht die Eingangsfrequenz,
die über das: Mischgitter -des Mischsystems. kapazitiv auf das Eingangsgitter gelangt.
Je nach Phasenlage kann nun im Mischsystem eine unerwünschte Rückkopplung oder Gegenkopplung
hervorgerufen werden.
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Alle diese Nachteile sind im wesentlichen gegeben durch die infolge
der Stromverteil.ungssteuerung auf,das erste Steuergitter rückflutenden Elektronen,
wie es: in Abb. i dargestellt ist. In Abb. a ist noch eine schaubildliche Darstellung
gezeigt, in der in Abhängigkeit von der negativen Verspannung der Anodenstrom IQ
und die Summe der ,Schirmgitterströme Ig 2 -I- 4 aufgetragen sind. Aus diesem Schaubild
ist zu ersehen, Jaß man, den Arbeitspunkt des- Mischsystems stets in einen Bereich
legen muß, in dem auch ein beachtlicher Schirmgitterstrom fließt, so daß man also
tatsächlich in, diesem Arbeitspunkt auch mit zurückflutenden Elektronen zu tun hat.
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Wenn man auch einen Teil,der erwähnten Nachteile der üblichen Mischröhren,
beispielsweise die Ausstrahlung der Oszillatorfrequenz, dadurch beseitigen kann,
.daß man vor dlie Mischstufe eine abgestimmte Vorstufe setzt, so wird doch das Bedürfnis
nach einem Mischsystem .immer dringender, das ,die eingangs erwähnten Nachteile
nicht mehr aufweist. Das erwähnte Vo-rstufensystem beseitigt eben nur einen Teil
der erwähnten Nachteile, außerdem bringt die Verwendung einer Vorstufe eine wesentliche
Verteuerung eines Empfangsgerätes mit sich.
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Die erwähnten Nachteile werden dann vermieden, wenn man gemäß der
Erfindung das Eingangsgitter in üblicher, eine Raumledesteuerung des Elektronenstromes
bewirkenden Weise anordnet und ausbildet und wenn das Mischgitter aus eine Quersteuerung
des von der Kathode ausgehenden Elektronenstromes bewizkenden AblenIkplatten besteht.
Die Erfindung besteht aI.s:o in der Kombination,der an sich bekannten. Raumladesteuerung
des Eingangsgitters mit einer Quersteuerung des Mischgitters. Die Vorteile dieser
Kombination bestehen nicht nur in der Vermeidung der eingangs geschilderten, den
bisher üblichen Mischröhren anhaftenden Nachteile, sondern auch noch darin, daß
man bei einer großen Primärsteilheit eine verhältnismäßig kurze Röhre erhält, während
die Quersteuerung im allgemeinen einen verhältnismäßig großen Raum beansprucht.
Durch die kleinen Elektrodenabstände für,das Primärsystem, die erst durch die Verwendung
der Quersteuerung für Idas Mischgitter ermöglicht werden, erhält man mit einer solchen
Röhre,die Vorteile normaler Kurzwellenröhren; gleichzeitig genießt man jedoch die
Vorteile, die mit der Quersteuerung verbunden sind.
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An sich ist,die Verwendung der Quersteuerung in einer Mischröhre bereits:
bekannt. Die bekannte Anordnung verwendet jedoch sowohl für die Steuerung,des Eingangs-
als auch für die Steuerung des Mischgitters die Querablenkung des Elektronenstrahls.
Diese vorgeschlagene Röhre ist in einem üblichen Empfänger infolge ihrer außerordentlichen
Länge nicht zu verwenden. Im übrigen besitzt sie nicht ,die Vorteile, die das vorgeschlagene
System ,durch die Raumladesteuerung,des Eingangsgitters auszeichnen,.
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Es ist auch bereits eine Elektronenröhre bekannt, die einerseits mit
Raumladüngssteuermitteln versehen ist, um in Abhängigkeit von den Steuerspannurigen
die Intensität des Elektronenstromes zu beeinflussen, und bei der andererseits elektrostatische
Ablenkmitt.el vorgesehen sind, mit deren Hilfe .in Abhängigkeit von der Steuerspannung
ein wechselnd großer Teil des Elektronenstromes auf -die Anode bzw. in die weitere
Entladungshahn gelenkt wird. Bie.i :dieser bekanntenAnordnung handelt es sich im
Gegensatz zur Erfindung nicht um eine Mischröhre. Es werden also mit dieser bekannten
Anordnung gar nicht die Vorteile erzielt, die der erfindungsgemäßen: Anordnung eigen
sind. Die Anwendung ;dies an sich bekannten Vorschlages, eine Raumladesteuerung
mit einer Ablenksteuerung zu kombinieren, bei einer Mischröhre, bei der das Eingangsgitter
in eine Rauml,aides-teuerung des Elektronenstromes bewirkender Weise angeordnet
und ,ausgebildet ist und das Mischgitter aus A'blenkplatten -besteht, ergibt ein
Mischsystem, das vor allen Dingen gegenüber den bisher üblic her Mischröhren den
Vorteil besitzt, -daß .durch die Trennung der Steuerungen eine Ausstrahlung der
Oszillatorfrequenz vermieden wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb.3 bis 5 -dargestellt.
Während Abb.3 schematisch das Prinzip der Erfindung .darstellt, ist in Abb. q. leinhorizontaler
Schnitt durch eine vertikal aufgestellte Röhre wiedergegeben. Abb. 5 stellt eine
Besonderheit des Ablenksystems für die Quersteuerung des Mischgitters dar.
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Das primäre System ist in Abb. 3 in einem auf Kathodenpotential liegendenAbschirmkäfigg
untergebracht. Es_ besteht .aus der Kathode 7 und dem Eingangsgittr 8, ,das
in üblicher Weise linsenförmig ausgebildet ist. Um die Eingangskapazität, d. h.
also die Kapazität Kathode/Gitter, so klein wie möglich zu halten, ist die Kathode
7 innerhalb
dies von den Winidungen des Gitters 8 eingeschlossenen
Raumes derart angeordnet, daß das emittierende Stück der Kathodenoberfläche den
Gitterwindungen am nächsten liegt. Man, könnte zwar lediglich ein halbes Gitter
vorsehen, da die von Bier emittierenden Seite der Kathode abgekehrte Seite der Gitterwindung=
für den Steuerungsvorgang nicht benötigt wird. Eine solche Ausbildung ,des Gitters
wäre jedoch konstruktiv schwierig. Man: erzielt die gleichen Vorteile, wenn man
d;ie Kathode in der beschriebenen Weise unsymmetrisch zu den Gitterwindungen anordnet.
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Wie bereits erwähnt, braucht nur der in Richtung der -das Mischgitter
.darstellenden Ablenkplatten liegende Teil de-,r Kathode mit einer Emissionsschicht
versehen zu sein. Das eigentliche Mischsystem ist in einem weiteren Abschi:rmkäfig
io angeordnet, der auf Schirmgitterpotential liegt. Eine in Strahlrichtung liegende
Öffnung dieses Absc'hirmkäfigs io enthält das eigentliche Schirmgitter i i, durch
das die von,dem ersten Steuergitter 8 gesteuerten Elektronen hin@durchtreten. An
der gegenüberliegenden Seite besitzt der Abschirmkäfig io eine weitere Öffnung,
die den Elektronenstrahl auf de Anode 13 durchtreten läßt.
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Die Steuerung in Abhängigkeit von der Oszillatorspannung erfolgt mit
Hilfe der Able ,nkpl.atte:n 12, wodurch bewirkt wird, daß der Elektronenstrahl entweder
auf der Innenkante des auf Schirmgitterpotential liegenden Abschirmkäfigs io oder
mehr oder weniger auf die Anode 13 gelangt. Eine Umkehr der Elektronen auf das Eingangsgitter
ist bei dieser Art der Steuerung nicht mehr möglich.
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Während .die eine Ablenkplatteii2 bei .der Anordnung nach Abb.3 auf
Kathodienpotential liegt und der anderen Ablenkplatte die hochfrequente Oszill.atorspannung
zugeführt wird, ist bei Ader Anordnung nach Abb. 5 noch eine Gleichvorspannung an
die Ablenkplatte gelegt. Diese Gleichvorspannung bewirkt von. vornherein eine Ablenkung
des Elektronenstrahls, die deshalb nicht störend wirkt, weil die Ablenkplatten in
der dargestellten Form gekrümmt sind. Die Frontplatte 18 des Abschirmkäfigs ist
nunmehr seitlich angebracht, in gleicher Weise die Anode i9. Der Vorteil der bei
dem Ausführungsbeispiel nach Abb.5 gewählten Strahlumlenkung gegenüber der Anordnung
nach Abb. 3 besteht darin, d:aß man mit diieser Anordnung eine Fokussierung des
Strahles erreicht, d;ie unabhängig von Spannungsschwankungen ist. Außerdem ergibt
,diese Anordnung eine größere Steilheit des Mischsystems.
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In Abb. 4 .ist die konstruktive Ausbildung der in Abb. 3 im Prinzip
dargestellten Anordnung wiedergegeben. Die gleichen Teile sind durch die gleichen
Bezugszeichen :gekennzeichnet, so daß sich eine Beschreibung :des. Mischsystems
gemäß Abb.4 erührigt. Es sei lediglich dürauf hingewiesen, daß sowohl dieses Mischsystem
,als .auch das lediglich diurch eine gestrichelte Umrandung dargestellte Triodensystem
15 in einem gemeinsamen: Röhrenkolben 14 untergebracht sind.