DE562745C

DE562745C - Circuit for glow amplifier tubes

Info

Publication number: DE562745C
Application number: DE1930562745D
Authority: DE
Original assignee: GEORG SEIBT AKT GES DR
Current assignee: GEORG SEIBT AKT GES DR
Priority date: 1930-04-20
Filing date: 1930-04-20
Publication date: 1932-10-28

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
28. OKTOBER 1932ISSUED ON
OCTOBER 28, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 562745 KLASSE 21a⁴ GRUPPEVR 562745 CLASS 21a ⁴ GROUP

Dr. Georg Seibt Akt.-Ges. in Berlin-Schöneberg Schaltung für GlimmverstärkerröhrenDr. Georg Seibt Akt.-Ges. in Berlin-Schöneberg circuit for glow amplifier tubes

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. April 1930 abPatented in the German Empire on April 20, 1930

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem Gleichstrom- oder Wechselstromnetz gespeiste Schaltung aus einer oder mehreren in Kaskade angeordneten Verstärkerröhren, bei denen als Elektronenquelle eine Glimmentladung dient, die zwischen zwei hierzu vorgesehenen Elektroden, den sogenannten Glimmentladungselektroden, übergeht. Weiterhin besitzen diese Röhren eine oder mehrere Steuerelektroden und eine sogenannte Verstärkeranode, die einen Teil der durch das Glimmfeld gebildeten Elektronen zu sich zieht. Den speziellen Erfindungsgegenstand bildet eine Zusammenfassung der einzelnen Speisestromkreise dieser Röhrenschaltung in einer Weise, daß unnötige Stromverluste vermieden werden. Eine derartige Anordnung ist mit den bisher bekannten Mitteln der Röhrentechnik nicht verwirklichbar gewesen.
Bei den üblichen Heizfadenröhren bereitet die Speisung des Heizkreises einerseits und des Anodenkreises andererseits bekanntlich folgende Schwierigkeiten: Da der Heizkreis geringe Spannungen und relativ große Ströme, der Anodenkreis hingegen hohe Spannungen und geringe Ströme aufweist, so ist es stets schwer, beide Stromarten aus der gleichen Stromquelle zu entnehmen. Bei Batteriegeräten hat man bekanntlich zwei verschiedene Stromquellen; bei Netzanschlußgeräten, bei denen man zunächst nur eine einzige Stromquelle hat, muß man indessen zu anderen Hilfsmitteln greifen, die einerseits die Herstellung und andererseits vor allem den Betrieb des Gerätes verteuern. Hat man z. B. ein Wechselstromnetzgerät, so ist es notwendig, für Heizung und Anodenspannung je einen besonderen Transformator, zum mindesten aber je eine gesonderte Sekundärwicklung des Speisetransformators vorzusehen, von denen die eine Wicklung auf hohe Spannung und geringen Strom und die andere auf niedrige Spannung und höheren Strom eingerichtet ist. Bei Gleichstromnetzanschlußgeräten liegen die Verhältnisse womöglich noch ungünstiger; hierbei ist es notwendig, im Heizstromkreis ungefähr 95% der zur Verfügung stehenden Netzspannung durch einen entsprechend bemessenen Vorschaltwiderstand zu vernichten. Außerdem muß man, um noch größere Verluste zu vermeiden, bei Kaskadenschaltungen sämtliche Heizfäden in Reihe anordnen.The invention relates to a circuit, fed from a direct current or alternating current network, comprising one or more amplifier tubes arranged in cascade, in which the electron source is a glow discharge that passes between two electrodes provided for this purpose, the so-called glow discharge electrodes. These tubes also have one or more control electrodes and a so-called amplifier anode, which attracts some of the electrons formed by the glow field. The special subject of the invention is a combination of the individual feed circuits of this tube circuit in such a way that unnecessary current losses are avoided. Such an arrangement could not be realized with the previously known means of tube technology.
With the usual filament tubes, the supply of the heating circuit on the one hand and the anode circuit on the other hand is known to cause the following difficulties: Since the heating circuit has low voltages and relatively large currents, whereas the anode circuit has high voltages and low currents, it is always difficult to get both types of current from the same power source refer to. It is well known that battery devices have two different power sources; in the case of mains connection devices, in which one initially only has a single power source, one must, however, resort to other aids which, on the one hand, make the production and on the other hand, above all, the operation of the device more expensive. Has one z. B. an AC power supply, it is necessary to provide a special transformer for heating and anode voltage, but at least a separate secondary winding of the supply transformer, of which one winding for high voltage and low current and the other for low voltage and higher current is set up. In the case of DC power supply units, the situation may be even more unfavorable; In this case, it is necessary to destroy around 95% of the available mains voltage in the heating circuit by means of an appropriately dimensioned series resistor. In addition, in order to avoid even greater losses, all the filaments must be arranged in series in the case of cascade connections.

Alle diese Schwierigkeiten werden durch eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt. Die die Erfindung charakterisierenden Merkmale der neuen Netzanschlußschaltung liegen darin, daß die in Kaskade geschalteten Verstärkerröhren mit einer Glimmentladungsstrecke als Elektronenquelle versehen sind, deren Speisestromkreise so geschaltet sind, daß der Glimmentladungsstromkreis zusammen mit einem relativ niedrigen Vorschaltwiderstand selbst als Spannungsteiler für die an die Verstärkeranode führenden Verstärkerspannungen dient. Dadurch ist es möglich, jeden der einzel-All of these difficulties are overcome by an arrangement in accordance with the present invention eliminated. The features of the new network connection circuit which characterize the invention lie in that the cascade-connected amplifier tubes are provided with a glow discharge path as an electron source, whose feed circuits are switched so that the glow discharge circuit together with a relatively low series resistance itself as a voltage divider for the amplifier anode leading amplifier voltages. This makes it possible to use each of the individual

nen Stromkreise trotz gleichzeitiger unmittelbarer Stromentnahme aus der gleichen Stromquelle praktisch verlustfrei zu speisen.electrical circuits despite simultaneous direct current consumption from the same power source to feed practically loss-free.

Es ist an sich bei Röhrenschaltungen für Gleichstromnetzanschluß schon vorgeschlagen worden, die Heizfäden in Reihe zu einem Widerstand anzuordnen, an welchem die Anodenspannungen abgegriffen werden und der mit den Heizfäden zusammen den gesamten Spannungsabfall, der für Anode und Heizspannung erforderlich ist, trägt. Hierbei entstehen aber, wie schon angegeben wurde, äußerst beträchtliche Verluste. Diese Verluste treten beim Erfindungsgegenstand wegen der größenordnungsmäßig etwa gleichen Bemessung der Glimmspannung einerseits und der Verstärkerspannung andererseits nicht auf. Vor allem hat aber die Erfindung, verursacht durch die speziellen Eigenschaften einer Glimmentladung, noch folgenden Vorteil: Es entsteht durch den in Reihe mit der Glimmstrecke geschalteten Widerstand und das Abnehmen der Verstärkeranodenspannungen von diesem Widerstände eine Art Gleichstromrückkopplung, die eine erhebliche Vergrößerung des Verstärkungsgrades der Röhre zur Folge hat. Auf diese Wirkung wird am Schluß der Beschreibung noch eingegangen werden.It has already been proposed per se in the case of tube circuits for direct current mains connection been to arrange the filaments in series to form a resistor at which the anode voltages be tapped and the total voltage drop with the filaments, required for the anode and heating voltage. However, as has already been stated, this results in extremely considerable amounts Losses. These losses occur in the subject matter of the invention because of the order of magnitude approximately the same dimensioning of the glow voltage on the one hand and the amplifier voltage on the other hand does not have. But above all, she has Invention, caused by the special properties of a glow discharge, also include the following Advantage: It is created by the resistor connected in series with the glow path and the decrease of the amplifier anode voltages from these resistors a kind of DC feedback, which greatly increases the gain of the tube has the consequence. This effect will be discussed at the end of the description will.

Die Erfindung sei zunächst an Hand der vereinfachten Schaltung gemäß der Abbildung näher erläutert. Das Schaltschema zeigt als Beispiel zwei Glimmverstärkerröhren T₁ und r₂ in Kaskadenschaltung mit Transformatorkopplung. Die Speisung beider Röhren erfolgt durch eine Stromquelle q, die in der Praxis entweder ein Gleichstromnetz oder ein von einem Wechselstromnetz aus betriebener Gleichrichter ist. Es wird dabei angenommen, daß die Gleichspannung, die an q vorherrscht, bereits geglättet ist. Diese Spannung, die beispielsweise 220 Volt betragen möge, ist nun über einen Vorschaltwiderstand w und über die in Reihe mit diesem, aber untereinander parallel geschalteten Glimmentladungsstrecke g_x und g₂ der Röhren T₁ bzw. r_% geschlossen. Der gezeigte Vorschaltwiderstand w dient nun nicht nur zur Regelung der Glimmspannungen in den Glimmstrecken g_lt g.₂, sondern gleichzeitig als Potentialwiderstand für die nach den Verstärkeranoden V₁, W₂ führenden Zuleitungen. So ist die Verstärkeranodenspannung der Röhre r₂ von dem Punkte +220 des Spannungsteilers abgeführt; die Spannung an der Verstärkeranode V₁ ist etwas geringer; sie liegt bei etwa 210 Volt. Aus der angegebenen Spannungsverteilung ist bereits ersichtlich, daß an dem Schaltwiderstand w nur ein kleiner Teil (etwa 10%) der Gesamtspannung liegt. Diese Spannungsdifferenz, die gemäß der Abbildung 25 Volt beträgt, entspricht derjenigen Spannung zwischen der Glimmentladungsanode und der Verstärkeranode V₁ bzw. v.₂, die nicht überschritten werden darf, um den Verstärkerstrom nicht in einen reinen Glimmstrom zu verwandeln. Es ist dies die sogenannte Ionisierungsspannung der Gasfüllung der Röhren. Der Vorschaltwiderstand w besitzt einen Widerstandswert in der Größenordnung von einigen hundert, höchstenfalls ι 000 bis 3 000 Ohm; er verursacht also praktisch keinen Stromverlust, da der Widerstand der Glimmstrecke bedeutend höher ist und da der Verstärkerstrom und der Glimmstrom so bemessen werden können, daß sie ungefähr gleich groß sind. Der Ohmwert des Vorschalt- und Spannungsteilerwiderstandes w liegt etwa in der Größe des inneren Röhrenwiderstandes zwischen der Glirnrnstrecke und der Verstärkeranode. Es kann von Vorteil sein, den Widerstand w auch als Vorschaltwiderstand der Glimmstrecke regelbar zu machen. Zur weiteren Regelung bzw. Einstellung könnte man auch parallel zu der bzw. den Glimmstrecken noch einen Widerstand anordnen, der mdessen beträchtlich größer sein müßte als der Vorschalt- und Potentiometerwiderstand w. The invention will first be explained in more detail with reference to the simplified circuit according to the figure. The circuit diagram shows as an example two glow amplifier tubes T ₁ and r ₂ in a cascade connection with transformer coupling. Both tubes are fed by a current source q, which in practice is either a direct current network or a rectifier operated from an alternating current network. It is assumed that the DC voltage that prevails at q has already been smoothed. This voltage, which may be 220 volts, for example, is now closed via a series resistor w _{and via the glow discharge path g x} and g _{2 of} the tubes T ₁ and r _% , which are connected in series with this but parallel to one another. The series resistor w shown is not only used to regulate the glow voltages in the glow gaps g _lt g. ₂ , but at the same time as a potential resistance for the supply lines leading to the amplifier anodes V ₁ , W _2. So the amplifier anode voltage of the tube r _{2 is} dissipated from the point +220 of the voltage divider; the voltage at the amplifier anode V ₁ is somewhat lower; it is around 210 volts. From the given voltage distribution it can already be seen that only a small part (about 10%) of the total voltage is applied to the switching resistor w. This voltage difference, which is 25 volts according to the figure, corresponds to that voltage between the glow discharge anode and the amplifier anode V ₁ or v. ₂ , which must not be exceeded in order not to transform the amplifier current into a pure glow current. This is the so-called ionization voltage of the gas filling in the tubes. The series resistor w has a resistance value in the order of magnitude of a few hundred, at most ι 000 to 3,000 ohms; so it causes practically no current loss, since the resistance of the glow path is significantly higher and since the amplifier current and the glow current can be dimensioned so that they are approximately the same size. The ohmic value of the ballast and voltage divider resistance w is roughly the same as the internal tube resistance between the glow path and the amplifier anode. It can be advantageous to make the resistor w adjustable as a series resistor of the glow path. For further regulation or setting, a resistor could also be arranged parallel to the glow path or lines, which would mean considerably greater than the ballast and potentiometer resistor w.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht in folgendem: Nimmt man an (vgl. die Patentzeichnung), daß in der Röhre Y₁ bei einer bestimmten negativen Vorspannung am Steuergitter S₁ ein bestimmter Strom fließt, so wird zunächst in Abhängigkeit vom Durchgriff dieser Röhre eine Verringerung des Entladungsstromes zwischen V₁ und g_x eintreten, wenn die Vorspannung an S₁ nach negativeren Werten hin verändert wird. Diese Veränderung des Anodenstromes in Abhängigkeit von der Gittervorspannung wird nun durch die spezielle Kopplung zwischen Glimmstrecke und Verstärkerstrecke mittels des Widerstandes w stark vergrößert: Wenn nämlich, von einem gewissen Anfangszustand ausgegangen, die Vorspannung des Gitters S₁ sich nach negativeren Werten zu verändert, so verändert sich nicht nur der Entladungsstrom zwischen V₁ und g_v sondern es findet auch eine Rückwirkung auf die Glimmstrecke ^₁ statt. Wenn durch das Negativwerden der Gittervorspannung an S₁ der innere Widerstand der Röhre V₁ steigt, so wird in dem Parallelwege, der durch w und g_x gebildet wird, eine Stromerhöhung stattfinden, die sich infolge des negativen Widerstandes der Glimmstrecke ^₁ in einem Abfall der zwischen den Glimmelektroden liegenden Spannung äußert. Diese beträchtliche Abnahme der Glimmspannung hat geringere Elektronenausbeute und infolgedessen eine weitere Verringerung des Verstärkerstromes zwischen V₁ und g_x zur Folge. Daraus erklärt sich die starke Vergrößerung des Verstärkungsgrades.Another advantage of the described arrangement consists in the following: If one assumes (cf. the patent drawing) that a certain current flows in the tube Y ₁ at a certain negative bias at the control grid S ₁ , then depending on the penetration of this tube a Reduction of the discharge current between V ₁ and g _x occur when the bias voltage at S ₁ is changed towards more negative values. This change in the anode current as a function of the grid bias is now greatly increased by the special coupling between the glow path and the amplifier path by means of the resistor w : If, assuming a certain initial state, the bias of the grid S ₁ changes towards more negative values, then it changes Not only does the discharge current change between V ₁ and g _v, but there is also a retroactive effect on the glow path ^ ₁ . If the internal resistance of the tube V ₁ rises due to the negative grid bias at S ₁ , a current increase will take place in the parallel path formed by w and g _x , which will decrease as a result of the negative resistance of the glow path ^ ₁ the voltage between the glow electrodes. This considerable decrease in the glow voltage results in a lower electron yield and consequently a further reduction in the amplifier current between V ₁ and g _x . This explains the strong increase in the degree of reinforcement.

Die Erfindung ist vor allem in Verbindung mit solchen Glimmverstärkerröhren geeignet, bei denen gemäß früherer Patente des Er-The invention is particularly suitable in connection with such glow amplifier tubes, in which, according to previous patents of the

finders die Entladungsanode derartig ausgebildet ist, daß sie als Abschirmung zwischen Glimmstrecke und Verstärkerelektroden wirkt.finders the discharge anode is designed in such a way that it acts as a shield between the glow path and amplifier electrodes acts.

Claims

Claim:

Circuit fed from a direct current or alternating current network from a or several tubes arranged in a cascade with glow discharge paths as electron source, characterized in that that in the circuit of the glow discharge paths connected in parallel with one another, namely connected in series with them, there is a resistance, from which at the same time the supply lines to the amplifier anodes, whose potential is higher than that of the positive glow electrode, preferably changeable are tapped.

1 sheet of drawings