Rundfunktechnisches Handbuch: Band 2 Die physikalischen Grundlagen, die Konstruktion und die Schaltung von Spezialempfängern für den Rundfunk [Reprint 2020 ed.] 9783112342022, 9783112342015

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Rundfunktechnisches Handbuch II. Teil

Die physikalischen Grundlagen, die Konstruktion und die Sehaltung v o n Spezialempfängern für den Rundfunk. Mit 4 1 6

Abbildungen von

Dr. Heinrich Wigge Professor für Physik und Funkentelegraphle am Polytechnikum Cöthen

BERLIN W 10 VERLAG VON 1927

M. K R A Y N

Copyright 1927 by M. Krayn Berlin W 10 Alle Rechte, namentlich das der Übersetzung, vorbehalten

Druck von Paul Dünnhaupt, Cöthen-Anhalt

Dieses Buch widme ich

meinem Vater z u m 70.

Geburtstag.

Vorwort für den II. Band. In

dem

Zeitraum,

der

zwischen

der

Veröffentlichung

des

I.

und

I I . Bandes liegt, hat die Radiotechnik eine bedeutende Ausdehnung erlebt. Besonders auffallend ist die Fülle der Spezialschaltungen, die in dieser Zeit erfunden

worden

sind.

Das

ist

ein beredtes

Zeugnis

dafür,

daß

Empfangsproblem noch keine endgültige Lösung gefunden hat. man für jeden speziellen Verwendungszweck der

besten

mit

dem

Lösung. Ordnen

Gesichtspunkten.

Der dieser

erste

Teil

vielen

des

das

So sucht

des Empfangsapparates nach II.

Bandes

Spezialschaltungen

beschäftigt

nach

sich

einheitlichen

Dabei ist besonderer Wert auf erschöpfende Darstellung

der physikalischen Vorgänge gelegt worden, die den betreffenden schaltungen zugrunde liegen.

Spezial-

Vor allen Dingen sind auch die möglichen

störenden Nebenerscheinungen jeweils klargelegt und die Mittel angegeben, die

zu

der

ihrer

auf

Beseitigung

den

im

ersten

dienen. Bande

Das

Studium

entwickelten

soll

eben

Grundlagen

den

Leser,

aufbaut,

be-

fähigen, gute Spezialempfänger zu bauen und womöglich vorauszuberechnen, bei

denen

störende,

Nebenerscheinungen I I . Bandes

dienen

stärkerproblem,

mit

dem

unterdrückt dieser

den

betreffenden werden.

Aufgabe.

Schaltungsprinzip Die

ersten

Sie behandeln

Trartsponierungsempfänger,

und den Reflexempfänger.

sechs

das

die

verknüpfte Kapitel

des

Hochfrequenzver-

Pendelrückkopplung

Der Doppelgitterröhre wurde wegen ihrer Wich-

tigkeit ein eigenes Kapitel gewidmet, welches auch die Verwendung dieser Röhrenart

in

den

wichtigsten

Spezialschaltungen

berücksichtigt,

so

daß

dieses Kapitel gewissermaßen als Ergänzung zu den vorhergehenden zu betrachten ist.

Anschließend gibt das sechste Kapitel einen Überblick über die

bisher bekannten Spezialröhrenkonstruktionen und ihre Verwendung in der Rundfunktechnik.

Das Schlußkapitel ist der praktischen Herstellung von

Mehrröhrengeräten

gewidmet, sei es, daß diese dem Empfang im Hause

oder auf der Reise oder zum Experimentieren

dienen.

Die Füll^ des Stoffes ließ es geboten erscheinen, noch einen Band

abzutrennen,

dem

dann

die

Behandlung

von

Störungen,

dritten kurzen

Wellen, Amateursendern und der Meßtechnik vorbehalten bleibt. Zum Schluß ist es mir eine angenehme Pflicht, dem Verlag für das stets gezeigte Entgegenkommen und für die gute Ausstattung des Buches zu dannen, ebenfalls meinem Vater, der sich der Mühe unterzog, die Korrektur zu lesen. C ö t h e n , den 7- Januar 1927-

Der Verfasser.

Inhaltsverzeichnis des II. Bandes. Kapitel

I.

Seite

Das Problem des H. F. Verstärkers. § 1.

§ 25 3. § 4-

§ 5§ 6.

Streukopplung in H . F . Kreisen A. Induktive Kopplungen B . Kapazitive Kopplungen Bekämpfung der Schwingneigung durch künstliche Dämpfung . Bekämpfung der Schwingneigung durch Verzicht auf Abstimmung Beseitigung der Schwingneigung durch Entkopplung . . . A. Theorie der Entkopplung B . Neutrodyneschaltungen C. Praktische W i n k e für die Herstellung von Neutrodvneempfängern Verringerung der Schwingneigung durch Änderung der R ö h r e n kopplung Andere Hochfrequenzverstärkungsverfahren, welchc Selbsterregung vermeiden Kapitel

1 2 5 8 16 18 18 31 36 51 56

II.

Transponierungsempfänger. § § § § §

1. Die Theorie des Transponierungsempfängers 2- D e r gewöhnliche Transponierungsempfänger 3- Transponierungsempfänger mit Selbstüberlagerung . . . . 4- D e r Ultradyneempfänger 5- Die Verwendung einer Stufe Hochfrequenz vor dem ersten Detektor § 6- D e r Zwischenfrequenzverstärker A. Allgemeines B . Spannungsverstärker C. Stromverstärker § 7- Allgemeine W i n k e Kapitel

57 65 73 78 81 84 84 86 89 95

III.

Die Pendelrückkopplung. §. 1 . § 2-

§ 3-

6

Die T h e o r i e des Pendelrückkopplungsempfängers . . . . Erzeugung der Hilfsschwingung durch Rückkopplung . . . A. Erzeugung der Hilfsfrequenz in einer besonderen Schwingröhre B . Zweiwellige Schwingsysteme C. Autoplexschaltungen Erzeugung der Hilfsfrequenz durch Pendeln der E m p f ä n g e r röhre . . . .

97 104 104 108 113 117

Seite A. Erzeugung des Pendeins durch hohe positive Gitterspannung (Flewelling) B. E r z e u g u n g des Pendeins durch Parallelschaltung von Kapazität und ohmschem Widerstand § 4. Erweiterung des Pendelrückkopplungsempfängers . . . . A. Durch Niederfrequenzverstärkerstufen B. Durch Hochfrequenzverstärkerstufen C. Andere Kaskadenanordnungen Kapitel

117 122 128 128 128 133

IV.

Reflexempfänger. § 1. Theorie des Reflexempfängers A. Wirkungsweise B. Störungen C. Maßnahmen zur Beseitigung der Störungen § 2- Einröhrenreflexempfänger mit T r a n s f o r m a t o r und Kristalldetektor § 3. Reflexschaltungen mit Audion § 4- Tranformatorfreie Reflexschaltung A. Voigt-Reflexschaltungen B. Resistoflexschaltungen § 5- Mehrstufige Reflexempfänger Kapitel

135 135 138 141 142 153 162 162 165 168

V.

Die Doppelgitterröhre. § 1. Die Doppelgitterröhre als Verstärker § 2. Die Doppelgitterröhre als E m p f ä n g e r A. Audionschaltungen B. Die Negadyneschaltung C. Pendelrückkopplungsempfänger D. Transponierungsempfänger E . Reflexschaltungen § 3. Solodyneschaltungen § 4. Freigittersteuerung Kapitel

179 188 188 190 192 194 196 201 204 VI.

Speziair Öhren. § § § 5 § § § §

12. 345. 678-

Röhren mit mehreren Elektroden Einbau von Apparateteilen in Empfangsröhren Röhren mit ungewöhnlicher Steuerung Sekundärelektronenröhren Gasgefüllte Röhren Röhren mit eigenartiger Heiz Vorrichtung Flüssigkeitsröhren Die Selbstherstellung von Röhren Kapitel

208 217 219 222 226 233 234 236

VII.

Mehrröhrengeräte. § 1. Richtlinien für den B a u von Mehrröhrenempfängern A . Allgemeine Anleitungen B. Einzelteile

.

.

.

239 239 241 7

§ 2-

§ 3. § 4§ 5-

8

C. Drahtführung D. Gehäuse E. Abschirmung F . Bedienung G. Röhren Schaltprobleme A. Antennenkopplung B. Fernhörer und Niederfrequenzverstärker C. Hochfrequenzverstärker D. Vergrößerung des Wellenbereiches E. Fernbedienung Einheitssätze Experimentierempfänger Reiseempfänger Figurenverzeichnis Sachregister Bezugsquellenverzeichnis

Seite 247 249 252 253 254 256 256 259 261 264 269 272 275 283 286 294 315

1.

K a p i t e l .

Das Hochfrequenzverstärkerproblem. § 1. Streukopplungen in Hochfrequenzverstärkerkreisen. F ü r große Reichweiten ist eine m e h r s t u f i g e H o c h f r e q u e n z v e r s t a r k u n g e r f o r d e r l i c h . Sobald jedoch m e h r e r e H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r r ö h r e n h i n t e r einander geschaltet werden, zeigt es sich, daß der V e r s t ä r k e r sehr zur Selbsterregung neigt, wenn e r einigermaßen wirksam sein soll. Diese Schwingneigung hat i h r e n G r u n d in d e n abgestimmten S c h w i n g u n g s kreisen, die sich zwischen je zwei a u f e i n a n d e r f o l g e n d e n R ö h r e n b e f i n d e n . Man k a n n zwar die R ö h r e n auch d u r c h Drosselspulen, W i d e r s t ä n d e u n d Kapazitäten koppeln, jedoch sind diese V e r f a h r e n n u r f ü r lange Wellen angebracht Bei k ü r z e r e n liefern sie sehr ungunstige Ergebnisse, so daß es keinen Zweck hat, auf dem W e g e über aperiodische Kopplungen eine Losung des P r o b l e m s zu suchen. Man muß vielmehr d a n a c h trachten, die abgestimmten Kopplungskreise zu behalten, also entweder mit Sperrkreiskopplung oder mit abgestimmten T r a n s f o r m a toren zu arbeiten, und sodann deren schädlichen E i n f l u ß auf die Schwingneigung bekämpfen. Diese r ü h r t von Kopplungen m a n n i g f a c h e r Art her, die F i g . 1. zwischen den abgestimmten Kreisen entstehen k ö n n e n . D a z u k o m m t , daß der H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r s e h r empfindlich ist u n d schon g a n z geringe zurückgekoppelte E n e r g i e n zur E r regung des Selbstschwingens ausreichen. Diese Kopplungen m ü s s e n u n schädlich gemacht w e r d e n . D a s ist jedoch erst möglich, wenn m a n ihre l'rsachen und Wirkungen kennt. In Fig. 1 ist die e i n f a c h s t e F o r m einer H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r s t u f e abgebildet. Ein a b g e s t i m m t e r S c h w i n g u n g s k r e i s liegt am Gitter der Röhre, der andere im Anodenkreis. D e r letztere e n t h ä l t außerdem noch die A n o d e n batterie. D a diese aber dem A n o d e n w e c h s e l s t r o m im allgemeinen keinen nennenswerten W i d e r s t a n d entgegensetzt, k a n n m a n sie u n b e a c h t e t lassen oder, wenn m a n ganz sicher gehen will, d u r c h einen großen K o n d e n s a t o r kurz schließen. Es k o m m t d a n n darauf an, daß die S p a n n u n g zwischen d e n P u n k t e n Ai und A 2 , welche zur n ä c h s t e n R ö h r e f ü h r e n , möglichst groß w i r d . W e g e n der V e r s t a r k e r w i r k u n g ist die E n e r g i e im Schwingungskreis L 2 C 2 größer als im Schwingungskreis L t C t . Sobald Kopplung_n zwischen d e n beiden Kreisen v o r h a n d e n sind, m u ß d a h e r der E i n f l u ß des Schwingungskreises L 2 C 2 auf den S c h w i n g u n g s k r e i s L t C t größer sein, als u m g e k e h r t der des Schwingungskreises L j C1 auf den Schwingungskreis L 2 C 2 , w a s aber gleichbedeutend mit einer R ü c k k o p p l u n g ist. Jede Kopplung zwischen beiden Kreisen ist also Rückkopplung. Diese k a n n auf zweierlei Art geschehen, n ä m l i c h e r s t e n s d u r c h induktive u n d zweitens durch kapazitive Einwirkung. W i g g e , Handbuch II.

1

1

A. Induktive Kopplungen. Li

In Fig. 2 sind die Kraftlinien eingezeichnet, welche die beiden Spulen und L» durchsetzen. Abgesehen hiervon, sind noch ü b e r a l l dort

Li ü::!

F i g . 3. Induktionen möglich, w o g e s c h l o s s e n e Stromkreise von den magnetischen Kraftlinien geschnitten werden, vor allen D i n g e n im Heizstromkreis. Dieser kann, auch wenn sich die beiden Spulen nicht direkt beeinflussen, doch als

2

Zwischenträger wirken, besonders dann, w e n n er von Selbstinduktionen erregt wird, die später folgenden V e r s t ä r k e r s t u f e n a n g e h ö r e n . Zunächst soll n u r die induktive W i r k u n g der Spulen a u f e i n a n d e r besprochen w e r d e n . M a n k a n n gegenseitige Kopplung d a d u r c h verhindern, daß m a n i h n e n eine ringförmige Gestalt gibt, also die F o r m von sogenannten Toroiden. In diesem Falle verlaufen die magnetischen Kraftlinien, wie F i g . 3 zeigt, vollkommen i n n e r h a l b der Spulen selbst, so daß eine F e r n w i r k u n g gar nicht möglich ist. Solche Spulen sind jedoch nicht leicht zu wickeln. Ein verhältnismäßig e i n f a c h e s Rezept ist in Fig. 3 angegeben. M a n schneidet zunächst a u s K a r t o n einen R i n g nach Fig. 3 b und biegt diesen längs der punktierten Linien so, daß, von der Seite gesehen. F i g . 3 c entsteht. Sodann schneiden w i r u n s einen Kartonstreifen nach Fig. 3 d, ritzen ihn e b e n f a l l s l ä n g s der punktierten Linien ein u n d knicken ihn nach Fig. 3 ulen f i n d e n , bei denen dasselbe Ziel auf bequemere W e i s e erreicht wird. In Fig. 4 sind eine Reihe solcher S p u l e n f o r m e n wiedergegeben. Fig. 4 a zeigt die Binokelform. Es werden zwei Spulenkörper verwendet. Die W i c k lung wird erst auf den einen, d a n n auf den a n d e r e n Spulenkörper a u f g e b r a c h t , u n d zwar auf beide im entgegengesetzten W i c k l u n g s s i n n . W e n n die linke Spule d a n n oben z. B. einen N o r d p o l hat, m u ß die 1*

rechte einen Südpol haben. Die beiden Spulen sind mit zwei Stabmagneten zu vergleichen, die mit den ungleichnamigen Polen aufeinandergelegt werden. Auf diese Weise werden die magnetischen Kraftlinien auf dem kürzesten Wege vom einen Pol zum andern gehen, wodurch ihre Fernwirkung wesentlich eingeschränkt wird. Statt erst die eine Spule und dann die andere zu wickeln, kann man die ganze Wicklung so anordnen, daß man immer gleichzeitig auf beide Spulenkörper eine Windung in Form einer Acht auflegt (Fig. 4 b). Dasselbe Endziel kann man auch mit einem einzigen zylinderförmigen Spulenkörper erreichen, wenn man ihn in der Längsrichtung durchschneidet und die beiden so entstehenden Hälften als Spulenkörper betrachtet. Fig. 4 c zeigt die Ansicht, Fig. 4 d einen Querschnitt. Zu einer körperlosen Spule dieser Art gelangt man nach Fig. 4 e und 4 f. wenn man die ganze Wicklung um vier feststehende Stäbe aus Isoliermaterial herumwickelt. Dadurch, daß sicli der Kraftlinienfluß dieser Spulen beinahe unmittelbar an den Enden schließt, werden schädliche Dämpfungen durch in der Nähe befindliche Metallteile vermieden. Das ist von Bedeutung. Um nämlich die Spulen gegen kapazitive Kopplungen zu schützen, muß man sie metallisch einkapseln. Bei gewöhnlichen Spulen ist das nicht ohne Wirbel-

Fig. 5. stromverluste, also schädliche Dämpfungen möglich. Die Ringspule und die in Fig. 4 angedeuteten Abarten derselben gestatten' aber die Anwendung dieses Kunstgriffes, ohne daß schädliche Dämpfungen auftreten können. Man muß nur dafür sorgen, daß der magnetische Kraftlinienfluß sich vollständig innerhalb der Einkapselung schließt. Immerhin ist diese Form von Spulen ziemlich unbequem, so daß man meistens versuchen wird, normale Spulen zu verwenden und sie so anzuordnen, daß eine Einwirkung der Kraftlinien nicht möglich ist. Das bedeutet, daß die Kraftlinien, die von einer Spule ausgehen, die Windungen der anderen Spule nicht durchsetzen dürfen. Ist das aber unvermeidlich, so müssen die Kraftlinien die Windungen in zwei entgegengesetzen Richtungen durchschneiden, so daß sich ihre Wirkungen aufheben. Eine Spulenanordnung nach dem ersteren Verfahren ist in Fig. 5 abgebildet. Hier sind die Spulen unter einem Winkel von 60 Grad gegeneinander geneigt und in einer solchen Entfernung angeordnet, daß die Ebene, die man durch den oberen Begrenzungskreis der ersten Spule legen kann, zugleich den unteren Begrenzungskreis der zweiten enthält. Diese Anordnung ist durch den später zu besprechenden Neutrodyne-Empfänger bekannt geworden. Fig. 6 zeigt eine Spulenanordnung, bei der die Kraftlinien jeder Spule die beiden benachbarten Spulen zwar treffen, jedoch keine Induktionswirkung auf sie ausüben. Bei . dieser Anordnung kommt es natürlich sehr darauf an, daß die Spulen genau in derselben Achscnrichtung angeordnet sind. Liegen sie nämlich unsymmetrisch, z. B.

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wenn die zweite Spule etwas tiefer angebracht wird als die erste, d a n n werden m der einen R i c h t u n g mehr K r a f t l i n i e n durch die erste Spule h m d u r c h g e s ,'hickt (m unserem Beispiel nach oben), als in der

anderen Infolgedessen heben sich ihre W i r k u n g e n nicht auf, und es entsteht eine elektromotorische K r a f t der Induktion, also eine Ruckkopplung

B. Kapazitive Kopplungen. Kapazitive Kopplungen zwischen den beulen Schw ingungskrciscu können entstehen durch die Kapazitatcn innerhalb der R ö h r e , nämlich die Kapaz i n t e n zwischen Cutter und \ n o d e , Gitter und Heizfaden und \node und H e i z f a d e n Zu diesen Kapazitäten gehören auch diejenigen zwischen den entsprechenden Zuleitungen u n d zwischen den R ö h r e n f ü ß e n u n d Rohrensockeln, die meist sogar größer sind als die Kapazitäten zwischen den Metallteilen i n n e r h a l b der Rohre In Fig 7 sind die Röhrenkapazitaten gestrichelt eingezeichnet Man sieht, daß die Kapazitat zwischen Gitter u n d H e i z f a d e n parallel z u dem viel größeren K o n d e n s a t o r Cj, die A n o d e n h e i z f a d e n k a p a z i t ä t parallel zu dem Kondensator C 2 geschaltet ist. F ü r die Kopplung kommt also n u r die Kapazität C a u zwischen Anode und Gitter in nn F r a g e D a s Ersatzschaltbild ist ! in Fig. 8 angegeben. Man erj i kennt, daß m a n es hier mit einer ' ' / ¡_-j i sehr gebräuchlichen Art der kapazitiven Kopplung zweier S c h w m g u n g s k r e i s e zu t u n hat. i Selbst wenn diese R ö h r e n k a p a zität nicht vorhanden wäre, Fig. 8. würden die beiden Schwingungskreise kapazitiv gekoppelt sein. Die W i n d u n g s f l ä c h e n der einzelnen Spulen k ö n n e n nämlich ebenfalls als Belegungen eines K o n d e n s a t o r s a u f g e f a ß t werden. Sobald die Spulen weit v o n e i n a n d e r e n t f e r n t werden, sind die gegenseitigen Kapazitäten allerdings ziemlich klein, aber an deren Stelle t r e t e n die Kapazitäten zwischen Spulen und E r d e Das W o r t Erde ist

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nicht wörtlich zu n e h m e n . D a m i t sind alle größeren Metallteile gemeint, d e r e n Kapazität gegen E r d e beträchtlich sein k a n n , o d e r die direkt mit der E r d e leitend v e r b u n d e n sind. D a z u gehören z. B. die Batterien oder a u c h der Stanniolbelag des Schaltbrettes. Diese gegenseitigen K a p a zitäten sind als H o c h f r e q u e n z w i d e r s t ä n d e a u f z u f a s s e n , also als leitende B a h n e n f ü r die H o c h f r e q u e n z s t r ö m e . Auf diese W e i s e sind die beiden S c h w i n g u n g s k r e i s e d a n n streng genommen d u r c h ein g a n z e s Netz von

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Fig. 9Kapazitätskreisen m i t e i n a n d e r verkoppelt. In Fig. 9 ist eine A n o r d n u n g von solchen kapazitiven Kopplungen eingezeichnet, wie sie v o r k o m m e n k a n n . M a n sieht in dieser Figur, daß auch die- K o n d e n s a t o r e n C , u n d C 2 störend wirken können, w e n n sie nahe beieinander stehen. Zwischen den ä u ß e r e n P l a t t e n der K o n d e n s a t o r e n kann eine beträchtliche Kapazität entstehen, welche, da die obere Platte von C j mit dem Gitter, die obere von C 2 mit der Anode verbunden ist, der R ö h r e n k a p a z i t ä t zwischen Gitter u n d Anode parallel liegt u n d damit deren koppelnde W i r kung verstärkt. Daraus folgt allein schon, daß m a n die D r e h kondensatoren so weit voneina n d e r e n t f e r n e n muß, wie es irgend geht, weil sie eine der wesentlichsten Quellen für die Störungen durch Selbsterregung darstellen. E i n e b e s o n d e r e B e t r a c h t u n g verdient noch die W i r k u n g der Kapazität in den T r a n s f o r m a t o r e n . Sobald nämlich zwei a u f e i n a n d e r f o l g e n d e Hochf r e q u e n z v e r s t ä r k e r s t u f e n m i t e i n a n d e r durch T r a n s f o r m a t o r e n gekoppelt sind, sind auch die Kopplungen d u r c h W i n d u n g s k a p a z i t ä t zu berücksichtigen. In Fig. 10 ist ein solcher T r a n s f o r m a t o r gezeichnet. Die Anodenkreisspule ist mit ihrem u n t e r e n E n d e an die Anodenbatterie angeschlossen, w ä h r e n d die Sek u n d a r s p u l e in, Gitterkreis der nächsten R ö h r e liegt u n d mit ihrem unteren E n d e am H e i z f a d e n oder an der Heizbatterie endigt. D a wir die Batterien f ü r die H o c h f r e q u e n z als Kurzschluß b e t r a c h t e n k ö n n e n , so besitzen die mit ihnen v e r b u n d e n e n Enden beider Spulen dasselbe H o c h f r e q u e n z potential, k ö n n e n also als direkt m i t e i n a n d e r v e r b u n d e n angesehen werden. Eine Kapazität ist also zwischen diesen Spulenenden nicht v o r h a n d e n . W i r

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können sie uns vielmehr an den oberen Spulenenden konzentriert denken. Außer dieser Kapazität, die durch die Kapazitätsflächen der W i c k l u n g s l a g c der beiden Spulen entsteht, besitzt jede Spule noch eine gewisse E i g e n kapazität, die so wirkt wie ein kleiner Kondensator, den man der Spule parallel geschaltet hat. M a n sieht aus F i g . 10, daß die beiden Kreise, denen die beiden Spulen angehören, nicht nur induktiv miteinander gekoppelt sind, sondern auch kapazitiv W e n n dann z. B . in der Sekundärspule durch magnetische Induktion eine Spannung hervorgerufen wird, so kann diese über die gegenseitige Kapazität C k einen Strom durch die P r i m ä r spule treiben, welcher dem ursprünglichen P r i m ä r s t r o m entgegengesetzt gerichtet 'St. E s ist möglich, daß die kapazitive Kopplung der induktiven Kopplung entgegenarbeitet. Man beobachtet dann, daß die Sekundärspannung, die man ja möglichst groß haben möchte, zunächst mit der

Fit'. 11 Windungszahl wachst, dann aber mit wachsender Windungszahl wieder abnimmt, weil die kapazitive Kopplung größeren E i n f l u ß gewinnt. Allerdings ist es auch möglich, daß die kapazitive Kopplung in demselben Sinne wirkt wie die induktive. D a s geschieht, wenn man den Richtungssinn der induktiven Kopplung ändert, indem man vielleicht eine Spule mit umgekehrtem Wicklungssinn verwendet Betrachtet man diese Verhältnisse im R a h m e n des ganzen Hochfrequenzverstärkers, so kann man aus F i g . 11 erkennen, daß die gegenseitige Kapazität zwischen den beiden Spulen in demselben S i n n e wirkt, wie die Gitter-Anodenkapazität der R ö h r e . Die Eigenkapazität der P r i m ä r spule liegt ferner parallel mit der Anoden-Heizfadenkapazitat der ersten Röhre und die Kapazität der zweiten Spule mit dem Drehkondensator des Gitterkreises. D u i c h die kapazitiven W i r k u n g e n zwischen den T r a n s foi matorenspulen werden also auch die Röhrenkapazitäten verstärkt D i e Tatsache, daß die induktive Kopplung der kapazitiven entgegenwirken kann, führt unter Umstanden dazu, daß die Kopplungen sich gegenseitig aufheben. D o c h ist es zwecklos, dies V e r f a h r e n systematisch auszubauen, weil diese Kopplungen sich zu sehr mit der Frequenz ändern. Derselbe Effekt wird manchmal bei Rückkopplungsempfängern störend empfunden, weil die Kapazität zwischen Rückkopplungsspule und Gitterspule der induktiven Rückkopplung entgegenwirkt und zwar um so mehr, j e näher die Spulen einander gebracht werden. Man beobachtet sehr o f t , daß bei kurzen W e l l e n die Schwingung wieder aussetzt, wenn die Kopplung zu fest wird.

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§ 2. Bekämpfung der Schwingneigung durch künstliche Dämpfung. M a n k a n n die S c h w i n g n e i g u n g eines H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r s am einf a c h s t e n u n d primitivsten bekämpfen, indem m a n eine künstliche D ä m p f u n g in einen der S c h w i n g u n g s k r e i s e einbaut, so daß die rückgekoppelte E n e r g i e d u r c h dieselbe a u f g e z e h r t wird. W i r e r i n n e r n u n s d a r a n , daß m a n die Rückkopplung als negativen W i d e r s t a n d a u f f a s s e n k a n n . Selbste r r e g u n g tritt n u r ein, wenn der negative W i d e r s t a n d größer ist als der positive. Man k a n n sie also v e r h i n d e r n durch V e r g r ö ß e r n des

A

letzteren. N u n ist aber bei allen diesen V e r f a h r e n zu beachten, daß die Schwingneigung lediglich von der Kopplung zwischen Anodenkreis u n d Gitterkreis abhangt u n d nichts mit der Güte der V e r s t ä r k u n g zu t u n hat. E s k a n n also ein E m p f a n g e r sehr wohl bis dicht a n die Schwinggrenze eingestellt sein und doch n u r außerordentlich geringe V e r s t ä r k u n g ergeben.

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A n d e r e r s e i t s kann ein richtig bemessener V e r s t ä r k e r sehr hohe V e r s t ä r k u n g s z i f f e r n a u f w e i s e n u n d doch noch sehr weit von der Schwinggrenze e n t f e r n t sein. D a s f o l g t theoretisch s o f o r t a u s dem D i a g r a m m Fig. 4 5 9 Bd. I . D e r V e r s t ä r k e r a r b e i t e t a m besten in der N ä h e des Lotes Mbl—Mgr. E s ist also ein I r r t u m , w e n n m a n die V e r s t ä r k u n g e t w a danach einschätzt, wie riahe m a n sich a n der S c h w i n g g r e n z e b e f i n d e t . B r i n g t m a n in solchem Falle noch eine künstliche D ä m p f u n g an, so w i r d der E m p f a n g natürlich noch erheblich schlechter. Künstliche D ä m p f u n g ist also, allgemein a n gewendet, ein z w e i f e l h a f t e s Heilmittel. T r o t z d e m k a n n m a n aber gute Resultate erzielen, w e n n der E m p f ä n g e r richtig k o n s t r u i e r t u n d auf besten E m p f a n g berechnet ist.

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Es ist nicht nötig, daß die künstliche Dämpfung durch ohmsche Widerstände erzielt wird. In Fig. 12 ist der Gitterkreis einer Hochfrequenzverstärkerröhre direkt mit der Antenne verbunden. Infolge der sehr festen Kopplung ist die Dämpfung groß und die Schwingneigung gering, wenn die Antenne kleiner wird. Man sieht, daß eine Veränderung in der Antennenabstimmung die Stabilität des Hochfrequenzverstärkers außerordentlich beeinflußt. Die in Fig. 1 3 abgebildete Schaltung neigt viel eher zum Selbstschwingen, weil die Dämpfung des Gitterkreises kleiner ist.

In Fig 14 ist eme Schaltung abgebildet, bei welcher der Empfänger von der Antenne nahezu unabhängig ist. Diese Schaltung ist von Scott Taggart „konstante Antennenabstimmung" genannt. Die Fig. 15 zeigt einen Sekundärempfanger, für welchen dasselbe gilt, was für den Audion-

A

sekundärempfänger mit Rückkopplung gesagt ist. Die Schwingneigung hängt in erster Linie von der Kopplung zwischen L t und L 2 und von der Abstimmung ab. Sobald die Kopplung fest ist, wird die Dämpfung des Gitterkreises größer sein und damit die Schwingneigung geringer. Dieselben Verhältnisse liegen vor, wenn man zwei Röhren durch beiderseitig abgestimmte Transformatoren koppelt. Bei positiver Gitterspannung fließt zwischen Gitter und Heizfaden ein Gitterstrom. Die Strecke Gitter—Heizfaden hat dann einen ohmschen Widerstand, der parallel zum Gitterkondensator liegt. Man kann diese positive Vorspannung erfolgreich dadurch erzielen, daß man nach

9

F i g . 1 6 parallel zur Heizbalteric ein Potentiometer schaltet, an welchem man die richtige Vorspannung abgreift, wodurch der Gitterstrom und damit die Dämpfung einreguliert wird. W e n n man allerdings die Gitterspannung von 0 bis 6 Volt, also bis zum vollen B e t r a g e der Batteriespannung

emregulteren will, so ist es erforderlich, daß man den Heizwiderstand in die Zuleitung vom Heizfaden zum positiven Pol der Batterie einschaltet.

Damit fließt,

der Hochfrequenzstrom nicht durch den Potentiometerwiderstand schließt man diesen am besten durch einen großen Kondensator

kurz. Denselben E r f o l g kann man übrigens erzielen, wenn man parallel zum Gitterkreis einen veränderlichen W i d e r s t a n d von 1 0 0 0 0 0 bis 5 Millionen Ohm schaltet. ( F i g . 1 7 . ) In F i g . 1 8 ist ein W i d e r s t a n d von 2 0 bis 5 0 Ohm direkt in den Gitterkreis eingeschaltet. Ebensogut kann man 10

diesen Dämpfungswiderstand in den Anodenkreis legen ( F i g . 1 9 ) oder nach Fig- 2 0 parallel zum Sperrkreis. Man muß übrigens beachten, daß dem Sperrkreis der innere Röhrenwiderstand, also die S t r e c k e Heizfaden—Anode, parallel geschaltet ist, die eine nicht unbedeutende Dämpfungsvergrößerung darstellt, demnach in P a r a l l e l e zu setzen ist mit der W i r k u n g der positiven Gitterspannung. H i e r a u s ist auch die eigentümliche Erscheinung zu erklären, die man bei Sperrkreisverstarkern häufig beobachtet, daß nämlich die Röhre schwingt, wenn man die Heizung zurückstellt. D a n n wird

der innere verkleinert.

Widerstand

der

Röhrt-

vergrößert

und

damit

die

Dämpfung

Nun wirkt jede Art der Energieentziehung dampfend auf einen Sciiwingungskreis ein, so daß außer den eben angegebenen Methoden noch eine ganze R e i h e anderer denkbar sind. Von Bedeutung ist hier vor allem

das Verfahren der B r e m s k r e i s e . Man kann mit einem der beiden Schwingungskreise, Anodenkreis oder Gitterkreis, einen S t r o m k r e i s koppeln. Macht man die Kopplung fester, so wird die Energieentziehung größer. Die Bremswirkung läßt sich besonders gut einregulieren, wenn man die Brciuskreise abstimmt. D a n n wird im F a l l e der R e s o n a n z die Energieentziehung und damit die Dämpfung am größten sein. F i g . 2 1 zeigt ein solches V e r f a h r e n . Ebensogut kann man, wie schon gesagt, die Bremskreise mit dem Gitterkreis koppeln. E i n ähnliches V e r f a h r e n benutzt der Cockaday-Empfänger. ( B d . I, Seite 304-^

11

Die Sperrkreisschaltimgen sind nur sehr wirksam, wenn es sich dabei tatsächlich um eine vollkommene Parallelschaltung einer Selbstinduktion mit einer Kapazität handelt, d. h., wenn sich der Strom so teilt, daß ein Teil durch die Selbstinduktion, der andere durch den Kondensator fließt. Eine Änderung tritt ein, wenn man die Selbstinduktionsspule anzapft, so daß der vorher rein kapazitive Zweig nunmehr auch noch einen Teil der Selbstinduktionsspule enthält, wahrend der andere Zweig durch den übrigen Teil der Selbstinduktionsspule gebildet wird. Eine solche Sperr-

kreisschaltung ist in Fig. '22 abgebildet. Hier wird der Sperrkreis auch bei exakter Abstimmung keine vollkommene Sperre mehr darstellen, so daß durch den vergrößerten Anodenstrom auch die Dämpfung vergrößert wird. Durch eine angezapfte Selbstinduktionsspule im Sperrkreis könnte man also die Dampfung beliebig einstellen. In Fig. 2 3 ist dieses Prinzip dazu benutzt worden, Sperrkreis-' und Transforinatorenkopphing

miteinander zu kombinieren, so daß gewissermaßen eine Autotransformation entsteht. Der Sperrkreis ist gleichzeitig Gitterkreis der nächsten Röhre. Natürlich können die beiden Belegungen des Gitterkondensators nicht direkt mit Gitter und Heizfaden der zweiten Röhre verbunden werden, weil die positive Anodengleichspamiung am Sperfkreis liegt. Die Verbindung zum Gitter wird deshalb durch einen Kondensator von etwa 5 MF hergestellt, während die Verbindung mit dem Heizfaden durch einen Kondensator von 250 cm Kapazitat bewirkt wird. Damit die negativen Gitteraufladungen abfließen können, verbindet man das Gitter mit der Kathode durch einen Gitterwiderstand von 1 bis 5 Millionen Ohm. 12

I n einem gewöhnlichen Rückkopplungsempfanger wirkt die Rückkopplung wie ein negativer W i d e r s t a n d . Kehrt man die Richtung der Rückkopplung um, so wird natürlich keine Vermehrung, sondern eine Verringerung der Energie eintreten. Man könnte dann also eine umgekehrte Rückkopplung mit der Einschaltung eines positiven W i d e r s t a n d e s vergleichen, denn sie bedeutet ja ebenso wie die Bremskreise eine Energieentziehung. In Fig 24 wird durch umgekehrte Rückkopplung tatsachlich

eine dampfende Wirkung erreicht, sofern die Kopplung lose ist. Macht man sie fester, so wird die umgekehrte magnetische Induktionswirkung übertroffen durch die kapazitive Kopplung zwischen den Spulen T.] und L 2 , welche in demselben Sinne wirkt wie die kapazitive Kopplung innerhalb der Röhre. Es wird also die Schwingneigung bei fester Kopplung wieder zunehmen. Deshalb ist eine solche Kopplung, wie sie Fig. 24 zeigt, nicht sehr praktisch. Die Wirkung wird besser, wenn man

den Anodenkreis nicht abstimmt. Eine gute Lösung zeigt Fig. 25Hier ist eine besondere Rückkopplungsspule vorhanden, welche mit dem abgestimmten Anodenkreis in Serie geschaltet ist. Die umgekehrte Rückkopplungsspule L r k a n n in diesem Falle sehr klein gehalten werden. Bei allen Verfahren, die eine umgekehrte Rückkopplung vom Anodenkreis aus zum Ziel haben, besteht immer die bereits oben erwähnte Gef a h r , daß die die Schwingneigung vergrößernde kapazitive Kopplung zwischen Anode und Gitter ebenfalls gesteigert wird. Diesen Nachteil vermeidet die sogenannte „Monophase-Schaltung", welche in Fig 2 6 a abgebildet ist. Hier ist die umgekehrte Rückkopplung durch eine kleine 13

Spule erreicht, welche in den negativen Zweig der Heizleitung eingefugt ist. Die umgekehrte Rückkopplung wird dabei gleichzeitig mit einem

8

Bremskreis verbunden. Dieser wird durch umgekehrte Rückkopplungsspule, Heizfaden, Heizwiderstand und Heizbatterie gebildet. Wenn man einen solchen Empfänger so einstellt, daß f ü r lange Wellen die Schwingneigung 14

gerade aufgehoben wird, dann verhindert diese Einstellung auch bei kürzeren Wellen die Selbsterregung, denn sowohl die umgekehrte Rückkopplung als auch die Bremskreisdampfung nehmen mit der Frequenz zu. Die Transformatoren haben bei dieser Schaltung ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis. Man wickelt sie auf Zylinder von 15 cm Länge und 7 cm Durchmesser. Die Wicklungsanordnung für den Spulensatz der ersten Stufe ist aus Fig. 26 b zu erkennen. Die umgekehrte Rückkopplung

26b.

Fig. 26c.

ist veränderlich, wahrend bei den übrigen Stufen eine feste Anordnung genügt, so daß die Spulen nach Fig. 26 c gewickelt werden können. Bei den zuletzt besprochenen Verfahren wirkt die Gegenrückkopplung auf den Gitterkreis. Im Gegensatz dazu steht die in Fig. 27 dargestellte

Methode, nach welcher der Anodenkreis der zweiten Röhre mit dem Anodenkreis der ersten Röhre gekoppelt wird und zwar derart, daß durch diese Rückkopplung der Sperrkreis gebremst wird. Macht man also die Rückkopplung ganz lose, so wird der Empfänger schwingen; macht man sie fester, so wird er stabiler. Dieses Verfahren wird gern und häufig angewandt, wenn es sich nur um eine einzige Stufe Hochfrequenzverstärkung handelt. Da jedoch der Sperrkreis gleichzeitig Gitterkreis der zweiten Röhre ist, so bedeutet die Schaltung Fig. 27 keine prinzipielle Neuerung. Die 15

Rückkopplungsspule entzieht dem S p e r r k r e i s Energie, wirkt also genau so wie jede in den, Anodenkreis e i n g e f ü h r t e D ä m p f u n g . Am radikalsten könnte m a n k ü n s t l i c h e D ä m p f u n g durch V e r r i n g e r u n g des H e i z s t r o m e s erzielen. D a s zeigt jedoch mit aller Deutlichkeit die Schwächen aller Versuche, durch künstliche D ä m p f u n g e n die Schwingneigung zu bekämpfen. Alle derartigen V e r f a h r e n arbeiten wirksam n u r auf Kosten der V e r s t ä r k u n g .

§ 3. Bekämpfung der Schwingneigung durch Verzicht au! Abstimmung. Die G e f a h r der Selbsterregung ist in einem E m p f ä n g e r dadurch gegeben, daß Gitter- und A n o d e n k r e i s a u f e i n a n d e r abgestimmt sind. Bei der Sperrkreisschaltung ist jeder Sperrkreis gleichzeitig Gitterkreis der folgenden Röhre. Anstatt nun die Kreise künstlich zu d ä m p f e n u n d damit die rückgekoppelte Energie zu verzehren, k a n n man auch auf A b s t i m m u n g verzichten. In Fig. 2 8 ist z. Ii. ein V e r f a h r e n angegeben, bei welchem die

beiden Sperrkreise gegeneinander u n d gegen die E m p f a n g s w e l l e d u r c h den K o n d e n s a t o r C v , welcher aus drei Teilen besteht, v e r s t i m m t werden. Der K o n d e n s a t o r ist so gestaltet, daß der eine Stator mit der einen Anode, der a n d e r e Stator mit der a n d e r e n Anode v e r b u n d e n ist. Die d u r c h den R o t o r und je einem Stator gebildeten K a p a z i t ä t e n sind je einem S p e r r k r e i s k o n d e n sator parallel geschaltet. Man s t i m m t die Sperrkreise zunächst so ab, daß vollkommene Abstimmung h e r r s c h t , wenn die Teilkapazitaten von C v gleich groß sind. Verstellt man jetzt den K o n d e n s a t o r , so werden die beiden S p e r r kreise n a c h verschiedenen Seiten hin v e r s t i m m t . Die Eigenwelle des einen Sperrkreises wird großer, die des a n d e r e n kleiner werden als die E m p f a n g s welle. Man k a n n durch diese A n o r d n u n g die V e r s t i m m u n g so fein regulieren, daß sie nicht größer wird, als zur V e r h i n d e r u n g der Selbsterregung unbedingt nötig ist. Man k a n n mit diesem V e r f a h r e n zwei H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r s t u f e n beherrschen. Meist wird die V e r s t i m m u n g jedoch ziemlich groß sein müssen. U n g e f ä h r d e t k a n n m a n beliebig viele H o c h f r e q u e n z v e r s t a r k e r s t u f e n a n e i n a n d e r r e i h e n , w e n n m a n auf A b s t i m m u n g in den Anodenkreisen überhaupt verzichtet, w e n n m a n die K o n d e n s a t o r e n wegläßt. Zwar ist unterU m s t ä n d e n auch d a n n Selbsterregung möglich, wenn nämlich die Spulen genügend groß sind, so daß sie mit ihrer Eigenkapazität u n d der Röhren16

kapazität zwischen Anode und Kathode Schwingungskreise bilden, welche ungefähr auf die ankommende Welle abgestimmt sein können. Aber die Anodenkreisspulen lassen sich dabei so bemessen, daß diese zufällige Resonanz vermieden wird. Eine solche Schaltung ist in F i g . 29 abgebildet. Allerdings läBt sich durch dieses V e r f a h r t n nur eine außerordentlich geringe Verstärkung erzielen. In Wirklichkeit bedeutet es auch eine

unnoiig weit getriebene Vorsichtsmaßregel. E s würde vollkommen genügen, wenn man die Anordnung so träfe, daß immer ein abgestimmter und ein nicht abgestimmter, also aperiodischer Anodenkreis aufeinanderfolgen. Eine sotche Schaltung hat Scott T a g g a r t entwickelt (Fig. 30) und T . A. T.-

S j s t e m genannt, das heißt „tuned — aperiodic — tuned", und bedeutet: abgestimmt — aperiodisch — abgestimmt. Bei diesem E m p f ä n g e r wird in den Verstarkerstufen, welche den abgestimmten Sperrkreis enthalten, immer eine sehr gute Verstärkung erzielt, wahrend die dazwischenliegenden Stufen mit der aperiodischen Anodenkreisspule keine wesentliche Verstärkung ergeben können. Scott T a g g a r t hat die Wirkungsweise seiner Schaltung sehr treffend durch d a s Vorwärtsschreiten eines Hinkenden veranschaulicht. W i g g e , Handbuch II

2

17

Eine andere Empfangsschaltung, welche besonders bei kurzen W e l l e n gute Resultate ergibt und zum T e i l auf Abstimmung verzichtet, ist in F i g . 3 1 angegeben. S i e geht von dem gewöhnlichen Widerstandsverstärker aus, der bekanntlich für kurze Wellen nur sehr geringe Verstärkungsziffern ergibt, weil die Kapazität zwischen Gitter und Heizfaden schließlich einen ziemlich kleinen Hochfrequenzwiderstand darstellt, so daß sich längs des Gitterwiderstandes kein nennenswerter Spannungsabfall ausbilden kann. M a n kann den Nachteil vermeiden, wenn man zwischen Gitter und H e i z f a d e n den Silitstab durch einen abgestimmten Sperrkreis ersetzt. Durch die Kopplungskondensatoren C ^ kann die Schwingneigung einreguliert werden. Der in Fig. 3 1 wiedergegebene E m p fänger benutzt die Reinartzrückkopplung.

§ 4. Beseitigung der Schwingneigung durch Entkopplung. A. Theorie der Entkopplung. I . Man kann die Rückkopplung zwischen zwei Stromkreisen so deuten, daß von dein einen Stromkreis aus in dem andern eine zusätzliche elektromotorische K r a f t erzeugt wird. W i l l man nun die Rückkopplung unwirksam machen, so bedeutet das, daß diese zusätzlichen elektromotorischen K r ä f t e vernichtet werden müssen. I m Prinzip ist diese Aufgabe so zu lösen, daß man eine zweite Kopplung zwischen den beiden Kreisen anbringt, welche die erstere aufhebt. Die zweite Kopplung ruft also elektromotorische K r ä f t e hervor, die denen der ersteren entgegengesetzt gleich sind. D i e Kopplungen selbst können nur induktiv sein oder auf einer Stromverzweigung beruhen. Zu der letzteren Kopplungsart gehören auch die kapazitive und die direkte oder galvanische Kopplung (siehe Band I S. 3 1 ) . Beim H o c h frequenzverstärker handelt es sich um kapazitive Kopplung durch die Röhrenkapazitäten. D i e Entkopplung kann dann geschehen durch eine zweite Kopplung, die entweder induktiv ist oder auf Stromverzweigung beruht. W i r wollen zuerst die induktive Entkopplung betrachten. In F i g . 3 2 bedeutet Ci L i n den Gitterkreis, Ca L2 rz den Anodenkreis, der erstere liegt zwischen Gitter G und Kathode K, der zweite zwischen Anode A und Batterie B . D e r Kopplungskondensator C a g ist die R ö h r e n kapazität zwischen Anode und Kathode. W i r koppeln nun die beiden

18

Spulen L 4 und L 2 induktiv, um dadurch zu erreichen, daß eine im Gitterkreis vorhandene Schwingung nicht mehr auf den Anodenkreis und umgekehrt eine im Anodenkreis vorhandene nicht mehr auf den Gitterkreis einwirken kann. Auf den Gitterkreis wirkt von außen her irgendwie eine sinusförmige EMK (5; ein, die in ihm einen Strom J t zur Folge hat und einen Strom Jk durch den aus den drei Kondensatoren C l t C a g und C 2

Fig. 32bestehenden Kopplungskreis treibt. Für die drei Kreise gelten dann nach den Kirchhoff sehen Regeln folgende Gleichungen: t)

2) 3)

o

-

^ + jwCj

J&L jiuCa +

(j^Ci + j ^ g

3 k

+

jröcj

Aus der dritten Gleichung folgt:

4)

3k =

3i

1.

_1

Ci

C2

I + I + Gl C2

32

J _ Cag

3i 1 + ^

I + I + J Ci C2 Cag 32

+ ^

l +

F + r

Setzen wir diesen Wert für ^fk in die Gleichungen 1) und 2) ein, so gehen diese über in: la)

«=3i/j

f t , L

i +

+32/i®M-

r

i +

1

1

p

r~ I

1

2*

19

2a)

0

„I» +

+

3i/j»M-

,, + ^

-

H^+W),

Die B e d i n g u n g d a f ü r , daß beide Kreise entkoppelt sind, daß also die erste Gleichung n u r ^ u n d die zweite n u r enthält, ist die, daß das Kopplungsglied, das ja in beiden Gleichungen gleich ist, verschwindet. Daß es aber in beiden Kreisen gleich sein muß, folgt schon daraus, daß die Einwirkung des ersten Kreises auf den zweiten gleich der des zweiten auf den ersten ist. Die Bedingung f ü r die Entkopplung ist also: j (O M

7

^-TTV = »»

oder

5)

M(C1

C

+

2

+

^ )

Diese Gleichung kann n u r dann e r f ü l l t sein, wenn M negativ ist, w e n n also die Anodenkreisspule im u m g e k e h r t e n Sinne gewickelt ist, wie die Gitterspule, oder wenn ihre Anschlüsse vertauscht w e r d e n . Aus der Gleichung 5> k ö n n e n wir sofort einen großen Nachteil dieser Entkopplung erkennen, nämlich die außerordentlich starke Frequenzabhangigkeit. M ist u m g e k e h r t proportional dem Q u a d r a t der Frequenz, ist also sehr kritisch in der Einstellung u n d m u ß f ü r jede W e l l e von neuem ermittelt werden. Gleichzeitig e r k e n n e n wir aus den Gleichungen l a ) u n d 2a), daß f ü r die Abstimmung in den beiden Kreisen nicht deren Eigenk a p a z i t ä t e n Cj und C 2 maßgebend sind, sondern statt deren die W e r t e :

U-|-l'ag

Ui-t-Lüg

D a s heißt also, die Eigenkapazität jedes Kreises wird u m die Seriens c h a l t u n g der beiden a n d e r e n vergrößert. Die E i g e n f r e q u e n z e n der beiden Kreise sind also: 1

i

Die genaue A b s t i m m u n g beider Kreise ist also nicht die K o n d e n s a t o r e n e i n s t e l l u n g jedes Kreises von der h ä n g i g ist. 20

ganz leicht, weil des anderen ab-

II. Statt nun die beiden Kreise direkt aufeinander induzieren zu lassen, ist vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck einen besonderen Hilfskreis zu verwenden. In F i g . 3 3 ist Ca La rs der Hilfskreis, der mit dem Gitterkreis durch die Kopplung M, mit dem Anodenkreis durch die Kopplung N verbunden ist. Die Kirchhoffschen Gleichungen lauten dann: 8)

« = S i (j • Li +

«1 + ¿ r )

+ j- M 3s+jl^r

»)

_ _ 3 i j CO c x

,

3s j (O c.,

, o. / i „ _ , ° \ j Cag ja>L' + r' 1 — 71 _ Cag ' 3» ~ Cn' aus 2 5 ) und 2 6 ) : 28)

3 a g [ j 'o(L' +

M) +

r'l =

3 n [j » ( L " +

M) +

und

23)

r").

Aus 2 7 ) und 2 8 ) findet man dann wieder die Entkopplungsbedingung 2 1 ) . Dieses V e r f a h r e n gilt als das günstigste und einfachste zur Entkopplung von H o c h f r e q u e n z v e r s t ä r k e r n und wird hauptsächlich wegen der Frequenzunabhängigkeit bevorzugt. Die Brückenschaltung von ScottT a g g a r t (s. d.) beruht auf diesem Prinzip. F a s t stets wird in der P r a x i s dabei die Spule L 2 in der M i t t e angezapft, so daß der Neutralisicrungskondensator C n der R ö h r e n k a p a z i t ä t gleich gemacht werden muß.

24

Bei g e n a u e r B e t r a c h t u n g f i n d e t m a n jedoch, daß die Verhältnisse in Wirklichkeit wesentlich u n g ü n s t i g e r liegen. D e r Zweig A S wird z w a r vollständig entkoppelt, aber dieser ist ja gar nicht der Anodenkreis, s o n d e r n der Zweig AB. Betrachten wir die Verhältnisse von diesem S t a n d p u n k t aus, so ergibt sich F o l g e n d e s . D u r c h den Anodenwechselstrom entsteht zwischen A und B die Anodenwechselspannung @a. Diese induziert über C a g eine G i t t e r s p a n n u n g im Gitterkreis. D u r c h die Entk o p p l u n g s s c h a l t u n g soll d a n n im Gitterkreis eine entgegengesetzt gleiche E M K h e r v o r g e r u f e n werden, so daß sich beide a u f h e b e n . Die B e d i n g u n g e n d a f ü r müssen dieselben sein, f ü r die sich das V e r s c h w i n d e n von @AB a u s den Gleichungen 22}—26) ergibt. M a n f i n d e t : 29)

( j « L ' + r') (ja>L" + r " ) - f

+

Cn Cag / j o L ' + r ' _ Cn+CatA

C„

[tt»M\ Cag)

•

F ü r den Fall, daß die Spule in der Mitte angezapft wird und C n — C u i i ist, k a n n die Gleichung d u r c h js i' p t-ag ' n

40) folgt, wenn g n =

3ag,

]

cy 'i

3n j linder der Sekundarspule hineinpaßt. D a man einen solchen Zylinder aber wohl nur zufällig in der richtigen Größe bekommen würde, nimmt man einen von

Ji^

denselben Abmessungen wie zur Sekundarspule und sägt in der Längsrichtung einen Streifen von etwa 1 cm Breite heraus. D a n n biegt man den Zylinder soweit zusammen, daß er gerade in den Sekundarzvlinder hineinpaßt und wickelt die 1 8 Primarwindungen so darauf, daß er durch diese 1 8 Windungen den nötigen D u r c h m e s s e r behalt.

42

Man kann auch nach F i g . 63 a verfahren, indem man einen festen Primärzyiinder nimmt von etwa 8 0 mm Durchmesser, darauf die 18 Primärwindungen wickelt und den übrigen R a u m auf dieser Spule so mit Papierstreifen bewickelt und beklebt, daß der äußere l ' m f a n g überall gleich ist. Darüber deckt man dann einen Fiber-

80%

18Wdg F i g . 63-

"

A C)

streifen von der Breite der Spule und wickelt hierüber die 5 4 .Sekundärwindungen. Man verwendet für Primär- und Sekundärspule umsponnenen Draht von 0,5 nun Dicke. Bei der Herstellung dieser Transformatoren muß man darauf achten, daß man diu Anschlüsse richtig wählt. Es kommt j a darauf an, daß die Zapfstelle der Sekundärspule, welche mit dem Ausgleichskondensator verbunden wird, gerade das entgegengesetzte Potential hat, wie der Anodenanschluß der Primärspule. Der richtige Anschluß der Spulenenden ist in F i g . 6 3 a abzulesen. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Spulen beide in demselben Sinne gewickelt sind. Man erkennt auch aus Fig. 63, daß die Primärspule nicht mitten auf ihren Spulenkörper gewickelt werden darf, sondern etwas seitlich, so daß die 18 Primärwindungen unter die 18 Sekundärwindungen zu liegen kommen, welche zwischen Batterie und Ausgleichskondensator liegen. Man pflegt diese Transformatoren mit den Drehkondensatoren der Sekundärspule zu einer Schaltungseinheit zu vereinigen, die F i g . 64man „ N e u t r o f o r m e r " nennt. Man befestigt die Sekundärspule direkt auf der Rückwand des Drehkondensators, so daß sie gleichzeitig mit diesem an der Schaltplatte des Empfängers gehalten wird. F i g . 6 4 zeigt einen solchen Neutroformer. Die Neutroformer sind so auf der Schaltplatte zu befestigen, daß die Spulen sich gegenseitig nicht beeinflussen können. Man verwendet hier den in F i g . 5 bereits angedeuteten K u n s t g r i f f . Die einzelnen Spulen sind um 60 Grad gegen die Horizontale geneigt und 16 cm voneinander entfernt. F i g . 6 5 zeigt die Rückansicht des fertigen Apparates. F ü r die Ausgleichskondensatoren ist, wie man sieht, d a s in Fig. 56 dargestellte Verfahren benutzt worden.

43

44

v.

+

ti

0

1

+ +