DE943128C - Empfaengerschaltung fuer elektrische Schwingungen sehr hoher Frequenz - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1956

T 7834VIIIa/ 21 a*

ist als Erfinder genannt worden

Telefunken G. m. b. H., Berlin

Patenterteilung bekanntgemadit am 19. April 1956

Für den Empfang oder die Verstärkung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz ist eine Schaltung bekannt, in welcher zwei in Kaskade wirkende, gittergesteuerte Entladungsröhren in der Weise betrieben werden, daß die erste Stufe in Kathodenlbasisscihaltung und die zweite Stufe in Gitterbasisschaltung arbeitet, wobei die vom Anodenkreis der ersten Stufe abgenommene Spannung der Kathode -der zweiten Stufe aus Steuerspannung zugeleitet wird. Diese Schaltung wird in der Fachliteratur häufig als »Caseode-Schaltung« bezeichnet. Gewöhnlich wenden für 'diese Schaltung zwei Triodenröhren verwendet, deren Systeme in einem gemeinsamen Vakuuimgef äß untergebracht sein können. Diese bekannte Schaltung verbindet gute Empfangsempfindlidbikeit mit geringem Rauschen. Sie ermöglicht die Anwendung einer direkten Verbindung der Anode der ersten Stufe mit der Kathode der zweiten Stufe, wobei die Entlädungsstrecken der beiden Röhren inbezug aufdiieAnodenstromspeisung in Reihe geschaltet sind. Als Kopplungsglied zwischen der ersten und der zweiten Röhrenstufe wird häufig ein wenigstens ungefähr auf die Empfangsfrequenz abgestimmter Serienresonanzikreis verwendet. Für die Resonanzfrequenz ist der Außenwiderstand der ersten Röbrenstufe dann verhältnismäßig klein, wodurch die Söhwingneigung herabgesetzt wird.

Trotzdem ist zur Vermeidung der Schwingungserregung gewohnlich auch eine Neutralisation

erforderlich. Dazu ist die Ableitung einer gegenüber der Eingangsgitterspännung um i8o° phasenverschobenen Spannung vom Ausgang der zu neutralisierenden Röhrenstufe nötig. Die Beschaffung einer solchen Spannung bereitet aber infolge der besonderen Natur der Ausgangsschaltung der ersten Stufe gewisse Schwierigkeiten, besonders dann, wenn eine direkte Kopplung zur zweiten Stufe vorgesehen ist. Wegen der über einen großen Frequenz bereich unveränderlichen Phasendrehungen vom Eingang zum Ausgang hat man bei dieser Schaltung daher ,eine Neutrafeationsspannung geeigneter Phasenlage vom Anodenkreis der zweiten Stufe abgeleitet, in welchem üblicherweise ein Parallelresonanzkreis liegt. Duirch Anbringen einer Mittelanzapfung ader durch Verwendung eines Gegentakttopfkreises an dieser Stalle konnte die notwendige gegenphasiige Spannung abgeleitet und dem Gitter der ersten Stufe über einen einstellbaren Kondensator zugeführt werden. Eine derartige bekannte Schaltung ist beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift »Funksehau«, 25. Jahrgang, Heft 4 (2. Februarheft 1953), auf S. 66.

Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß • 25 eine Anzapfung an der Spule des Anadenkreises der zweiten Stufe vorgesehen sein muß. Da dieser Kreis scharf auf die Empfangsfrequenz abgestimmt sein und für diese Frequenz einen hohen Resonanzwiderstand im Ausgang dieser Röhrenstufe darstellen soll, ist eine solche Anzapfung nicht nur aus dem Grunde unenwünsciht, weil eine zusätzliche Verbindung an der Spule herzustellen ist. Jeder Eingriff in den scharf abgestimmten Kreis birgt die Gefahr der unkontrollierbaren Änderung seiner Abstimmung in sich; außerdem liegt bei der Anwendung eines geendeten Spulenalbgriffes nicht mehr die volle Resonanzspannung, sondern nur noch ein Teilbetrag im Anodenkreis der zweiten Röhrenstufe.

Die Erfindung überwindet die erwähnten Schwierigkeiten und vermeidet die Notwendigkeit, eine Anzapfung an einem Sdhwiinguingskreise vorzusehen oder gar Gegentakttopikreise zu verwenden. Die Neuitral.isationsspanou.ng wird dabei nicht vom Ausgangskreis der zweiten Röhrenstufe, sondern vom Ausgangsfcreis der ersten Stufe abgenommen und dem Eingangsgitter zugeführt. Ausgehend von einer Empfängerschaltung für elektrische Schwingungen sehr hoher Frequenz mit einer Verstärkerröhre und mit einem auf die Empfangsfrequenz abgestimmten, als Parallelresonanzkreis wirkenden Kopplungsgiied zwischen Steuergitter und Kathode und mit einem auf eine etwas niedrigere Frequenz als die Empfangsfrequeniz äbgestimmtenKopplungselement von Serienresonanizfcreiseharakter zwischen Anode und Kathode, an welches. eine nachfolgende Verstärkerstufe angekoppelt ist, soll erfindungsgemäß eine Sclhwingunigserreiguing vermieden sein durch Einschalten einer kleinen Kapazität (Neutralisationskapazität) zwischen einem Abgriffspunkt zwischen der Spule und dem Kondensator eines in der AusgangskoppluMg enthaltenen Serienresonanzkreises und dem Steuergitter.

In der Zeichnung zeigt Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung.

Die von der Antenne über die Leitung 1 ankommende Empfangsspannung wird über den Ankopplungskanidensator 2 dem Eingangsgitterkreis 3, 4 der Röhre 5 zugeführt. Der Kreis 3, 4 ist als Parallekesonanizkreis auf die Empfangsfrequenz abgestimmt, wobei die über den Kondensator 2 angekoppelte Antenne mit ihren Blindwiderständen teilweise in diese Abstimmung eingeht. Der Ausgangskreis der Röhre 5 wird im wesentlichen durch einen aus der Spule6 und dem Kondensator/ bestehenden Serienkreis gebildet. Dieser Kreis soll auf eine etwas niedrigere Frequenz als die Empfangsfrequenz albgestimmt sein, dadurch ergibt sich aber nicht die höchste Verstärkung, jedoch ein geringeres Eigenraiusdhen: .

Die Steuerspannung für die Kathode der zweiten Röhre 8 wird an dem Reihenkondensator 7 des Serienkreises abgenommen. Das Steuergitter der Röhre 8 ist über den Kondensator 9 mit Erde verbunden. Der Ausgangskreis der Röhre 8 wird durch einen auf die Empfangsfrequeniz abgestimmten Parallelresonanzkreis gebildet, der die Spule 10 und den Kondensator 11 enthält. Die Anodenspannung wird an der Spule 10 zugeführt. Die Entladungsstrecken der Röhren 8 und 5 sind für den Anoden- gleichstrom hintereinandergeschaltet. Es ist ohne weiteres möglich, beide Entladungsstrecken meinem gemeinsamen Vakuumgefäß unterzubringen. Bei den besprochenen bekannten Schaltungen wurde die Neutralisationsspannung vom Kreise 10, 11 abgeleitet, indem die Anodenspannung an einer kapazitiv geerdeten Anzapf ungder Spule 10 zugeführt wurde; die Wechselspannung am unteren freien Ende des Schwingungskreises wurde dann als Neutralisationsspannung benutzt. ■

In der dargestellten Schaltung erfolgt-die Neutralisation über den Kondensator 12, welcher den Punkt zwischen der Spule 6 und dem Kondensator 7 mit dem Steuergitter der Röhre 5 verbindet. Zur Herstellung des Abgleichs ist der Kondensator 12 zweckmäßigeiTweise als einstellbarer Kondensator ausgebildet.

Es erscheint überraschend, daß eine Neutralisation durch Abzweigung einer Spannung am Verbindungspunkt zwischen der Spule 6 und dem Kondensator· 7 bewirkt werden kann, ohne daß eine Symmetrierangsanordnung mit Mittelabgriff zur Hilfe genommen wird. Zur Erklärung ist in Abb. 2 die erste Stufe mit der Röhre 5 durch die Kapazität 13 zwischen Anode und Steuergitter und durch die Kapazität 14 zwischen Anode und Erde ergänzt dargestellt. Man erkennt, daß durch die beiden Kapazitäten 7 und 14' ein der Spule 6 parallel geschalteter Spannungsteiler gebildet wird, dessen Zwischenpunkt geerdet ist. Am unteren Schwingkreisende liegt also eine gegenüber der Anodenspannung um i8o° phasenverschobene Spannung, die zum Ausgleich der über die Anoden-Gitter-Kapazität 13 übertragenen Spannung benutzt werden kann, indem man eine entsprechende kapazitive Verbindung über den Kondensator 12 schafft. Die

Spannungsteiilung durch die Kondensatoren 7 und 14 ergibt natürlich keine Symmetrierung, d. h., der geerdete Zwischenpunkt ist im allgemeinen nicht der Spannungsmittelpunkt des Kreises, weil die zur Abstimmung erforderliche Größe des Koindensators 7 nicht der Größe der Anodenkapazität 14 gleich ist. Dies ist aber für die Zwecke der Neutralisation auch nicht erforderlich. Bei einem Schwingungskreis für sehr hohe Frequenzen liegt die Größe der Abstimrnkapazität 7 aber im allgemeinen in der gleichen Größenordnung wie die Anodenkapazität der Röhre. Dementsprechend ist dieNeuträlisationskapazität 12 im allgemeinen in der gleichen Größenordnung zu wählen wie die Gitter-Anoden-Kapazität der Verstärkerröhre.

Die beschriebene Schaltung hat sich in der Praxis zur Vermeidung der Selbsterregung bei ortsbeweglichen Empfangsanlagen vonKraftfahrzeug-Spredhfunksystemen außerordentlich bewährt.

Abb. 2 zeigt, daß eine Selbsterregung über die Gitter-Anoden-Kapazität 13 in der Art des sogenannten Huth-Kühn-Generators möglich ist. Bekanntlich ist die Phasenbedingung erfüllt für Frequenzen, bei denen sowohl der Gitterkreis 3, 4 als auch der Anodenkreis 6, 7, 14 sich induktiv verhält. Dies kann auch für die Empf angsf requenz eintreten, wenn die Antennenanpassung zeitweise verloren geht, wie beispielsweise bei der Bedeckung mit Eis, beim Einknicken des Antennenleiters durch AnStO-ßen an Hindernisse usw.

Die zweite Röhrenstufe 8 ist in der dargestellten Schaltung nicht mit einer besonderen Neutralisation versehen, da sich in der Praxis ergab, daß bei der angewendeten Kopplung über den Kondensator 7, der den Eingangskreis bildet, keine Neigung zur Selbsterregung bestand.

Claims (2)

1. PATENTANSPBOgHE:

   ι . Empfängerschaltung für elektrische Schwingungen sehr "hoher Frequenz mit einer Verstärkerröhre mit einem auf die Empfangsfrequenz aibgestimmten, als Parallelresonanzkreis wirkenden Kopplungsglied zwischen Steuergitter und Kathode und mit einem auf eine etwas niedrigere Frequenz als die Empfangs frequenz abgestimmten Koppkmgselement von Serienresonanzkreisriharakter zwischen Anode und Kathode, an welches eine nachfolgende Verstärkerstufe angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingcmgserregung vermieden ist durch Einschalten einer kleinen Kapazität (Neutralisati'onskapazität) zwischen einem Abgriffspunkt zwischen der Spule und dem Kondensator des den Au'ßenwiderstand der Röhre bildenden Serienresonanzkreises und dem Steuergitter.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisationskapazität (12) die gleiche Größenordnung hat wie die Gitter-Anoden-Kapazität der Verstärkerröhre.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 829 908, 868 626; Rothe-Kleen, Elektronenröhren als Anfangsstufenverstärker, Leipzig, 1948, S. 165, 166; Futikschau, 1952, S. 443.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 609 502 5.56