DE1118894B

DE1118894B - UHF push-pull double triode for grid-based operation

Info

Publication number: DE1118894B
Application number: DES70625A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Egon Scheddin
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-09-29
Filing date: 1960-09-29
Publication date: 1961-12-07

Description

UHF-Gegentaktdoppeltriode für Gitterbasisbetrieb Die Erfindung betrifft eine UHF-Gegentaktdoppeltriode für Gitterbasisbetrieb aus parallel zueinander angeordneten Flachsystemen mit Flachkathode und Flachgitter.UHF push-pull double triode for grid-based operation The invention relates to a UHF push-pull double triode for grid-based operation from parallel to each other Flat systems with flat cathode and flat grid.

Der Erfindung liegen nachfolgende Überlegungen zugrunde: In einer Gitterbasisschaltung liegt das Gitter der Elektronenröhre an Erde. Es schirmt dadurch den aus Gitter und Kathode bestehenden Eingangskreis gegen den aus Gitter und Anode bestehenden Ausgangskreis weitgehend ab. Lediglich eine unvermeidbare Rückwirkung bleibt wegen der zwischen Anode und Kathode verhandenen Durchgriffskapazität C",t übrig. Im UHF-Bereich, in dem die Abmessungen der Röhrenbauteile in vergleichbare Größen zu den Wellenlängen kommen, unterscheiden sich bereits die Potentiale der Elektroden in der Entladungsebene von ihren außen angelegten Größen; insbesondere befindet sich die Gitterebene im Entladungsraum trotz außen angelegter Erdung der betreffenden Gitterzuleitung nicht mehr auf Erdpotential. Da das Gitter aber in einer Gitterbasisröhre die gemeinsame Basis von Eingangs- und Ausgangskreis darstellt, entsteht somit eine Verkopplung dieser Kreise, deren Ausmaß mit wachsender Frequenz zunimmt. Bei Röhren, die für einen größeren Durchstimmbereich vorgesehen sind, hat man daher bisher versucht, durch konstruktive Mittel die Gitterzuleitungen so niederohmig wie nur irgend möglich zu machen. Dabei ist es insbesondere notwendig, daß die Zuleitungsinduktivität zum Gitter auf ein Minimum gebracht wird. Bei Röhren gelingt dies bis zu einem gewissen Grad durch äußerst nidrige Bauhöhe des Elektrodensystems und unmittelbare Anordnung über dem Tellerfuß, durch Ausgestaltung der Gitterzuführung als breites Band und am wirksamsten vermittels vielfacher, z. B. bis zu fünffacher Herausführung dieser Zuleitung. Mit diesen Maßnahmen sind jedoch die Grenzen des Möglichen erreicht.The invention is based on the following considerations: In one The grid of the electron tube is connected to earth. It shields through it the input circuit consisting of grid and cathode versus that of grid and anode existing starting circle largely. Just an unavoidable retroactive effect remains because of the penetration capacitance C ″, t existing between anode and cathode left over. In the UHF range, in which the dimensions of the tube components are comparable When sizes come to the wavelengths, the potentials of the already differ Electrodes in the discharge plane from their externally applied sizes; in particular the grid level is in the discharge space despite the external grounding of the The grid lead concerned is no longer at ground potential. But since the grid is in a grid base tube represents the common basis of the input and output circuit, This creates a coupling of these circles, the extent of which increases with the frequency increases. For tubes that are intended for a larger tuning range, has therefore one tried so far, by constructive means, the grid leads so low resistance as possible to do. It is particularly necessary that the lead inductance to the grid is brought to a minimum. With tubes this works to a certain extent Degree due to the extremely low overall height of the electrode system and direct arrangement above the plate base, by designing the grid feed as a wide band and most effectively by means of multiple, e.g. B. up to five times this out Supply line. With these measures, however, the limits of what is possible have been reached.

Man kann nun diese Schwierigkeiten dadurch umgehen, daß man vom Eintakt- zum Gegentaktbetrieb übergeht. Es ist dann nicht mehr notwendig, daß die Leitungsinduktivität des Steuergitters nach außen hin verringert wird, sondern der Wert braucht nur noch gegenüber dem Steuergitter des korrespondierenden Röhrensystems genügend klein zu sein. Ordnet man die für einen Gegentaktbetrieb notwendigen zwei Röhrensysteme innerhalb ein und derselben Röhre an, so ist es für den Gitterbasisbetrieb nicht mehr nötig, die Gitter sehr niederohmig nach außen zu führen, sondem lediglich die Verbindung zwischen den Gittern muß genügend niederohmig, d. h. entsprechend den obigen Ausführungen genügend niederinduktiv sein; nach außen hin genügt eine beliebig gestaltete Gleichstromzuleitung.These difficulties can now be avoided by switching from single-ended to push-pull operation. It is then no longer necessary for the line inductance of the control grid to be reduced towards the outside, but the value only needs to be sufficiently small compared to the control grid of the corresponding tube system. If the two tube systems required for push-pull operation are arranged within one and the same tube, then it is no longer necessary for grid base operation to lead the grid to the outside with very low resistance, only the connection between the grids must be sufficiently low, i.e. H. be sufficiently low inductive in accordance with the above; An arbitrarily designed direct current supply line is sufficient to the outside world.

Die angestellten Überlegungen mit dem Ziel der Schaffung einer in einem breiten Frequenzbereich durchstimmbaren Röhre haben zu einer oben be- schriebenen UHF-Gegentakttriode für Gitterbasisbetrieb geführt, bei der nach der Erfindung für beide Systeme die Steuergitter als ein gemeinsames, über einen Holmenspannrahmen gewickeltes Spanngittef ausgebildet sind, in dessem Inneren nebeneinander die beiden mit getrennten Heizern und getrennten Zuleitungen versehenen Kathoden angeordnet sind.The considerations made with the aim of creating a tube that can be tuned over a wide frequency range have led to the above-described UHF push-pull triode for grid base operation, in which, according to the invention, the control grids for both systems are designed as a common tension grid wound over a spar tensioning frame , in the interior of which the two cathodes provided with separate heaters and separate supply lines are arranged next to one another.

Es ist bereits eine Gegentaktröhre bekannt, die eine Pseudosättigung hervorrufenden Raumladegitter der beiden Einzelsysteme durch ein breites Band derart niederohmig zu verbinden, daß sie hochfrequenzmäßig auf Kathodenpotential liegen, während die jeweiligen Steuergitter voneinander getrennt herausgeführt werden und daher hochfrequenzmäßig kein für Gitterbasisbetrieb erforderliches gleiches,beispielsweiseErdpotential erhalten.A push-pull tube that has pseudo saturation is already known causing space charge grille of the two individual systems by a wide band in this way to be connected with low resistance so that they are at cathode potential in terms of high frequency, while the respective control grids are led out separately from each other and therefore, in terms of high frequency, no equal, for example earth potential, required for grid-based operation obtain.

Es ist an sich weiterhin bekannt, bei mehreren innerhalb eines Entladungsgefäßes untergebrachten Elektrodensystemen entsprechende Elektroden mit gleichem Potential der einzelnen gleichwertigen Systeme miteinander zu verbinden, wie dies z. B. zur konstruktivenVereinfachung bei einerNiederfrequenz Mehrsystem-Endverstärkerröhre durch Verbinden sowohl der Steuergitter als auch der Anoden untereinander geschehen ist.It is also known per se if there are several within a discharge vessel electrodes with the same potential corresponding to the placed electrode systems to combine the individual equivalent systems with one another, as z. B. to structural simplification for a low-frequency multi-system power amplifier tube by connecting both the control grid as well as the anodes with each other happened.

Entsprechend ist bei einer Doppelsystemröhre das der gemeinsamen Anode zugeordnete Schirmgitter wegen der ungünstigen Länge der frei tragenden Gitterdrähte eines Flachgitters als zwei getrennte, aber mechanisch miteinander verbundene Einzelflachgitter ausgebildet.In the case of a double system tube, this is the same as that of the common anode associated screen grids because of the unfavorable length of the self-supporting grid wires of a flat grille as two separate, but mechanically interconnected individual flat grids educated.

Die zuletzt beschriebene Schwierigkeit der Herstellung eines für zwei verschiedene Elektrodensysteme gemeinsamen Gitters wird nach der Erfindung vorteilhaft dadurch vermieden, daß das gemeinsame Steuergitter als Spanngitter ausgebildet ist. Hierdurch wird außerdem erreicht, daß die wirksamen Steuergitterelemente beider in Gegentakt arbeitenden Systeme im Betrieb wirklich hochfrequenzmäßig gleiches Potential aufweisen.The last described difficulty of making one for two different electrode systems common grid is advantageous according to the invention avoided in that the common control grid is designed as a tension grid. This also ensures that the effective control grid elements of both systems that work in push-pull really do the same in terms of high frequencies during operation Show potential.

Man wählt im allgemeinen die Anode so, daß bei doppelseitig, aber auch bei einseitig ausgebildeter Enüssionsfläche die Kathoden mit den Schmalseiten einander benachbart sind. In manchen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn bei jeweils einseitig ausgebildeter Emissionsfläche die Kathoden mit den Flachseiten einander benachbart sind.In general, the anode is chosen so that it is double-sided, but the cathodes with the narrow sides even if the enusion surface is formed on one side are adjacent to each other. In some cases, however, it can also be advantageous if with the emission surface formed on one side in each case, the cathodes with the flat sides are adjacent to each other.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand mehrerer in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden.Further details of the invention are to be found in the drawings with reference to several schematically illustrated embodiments are explained.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die beiden Kathoden 1 und 11 mit den Schmalseiten nebeneinander angeordnet und jeweils beide Flachseiten mit einer Emissionsschicht bedeckt sind. Sie befinden sich im Innenraum der als Spanngitter ausgebildeten Steuerelektrode 2. Diese ist in bekannter Weise über einen aus einem Hohnenpaar gebildeten Spannrahmen gewickelt. Zu beiden Flachseiten sind jeder Kathode zwei Teilanoden 3 bzw. 13 zugeordnet. Je nach konstruktivem Aufbau können die Teilanoden als eine mechanische Einheit ausgebildet oder aber auch lediglich innerhalb des Röhrenkolbens galvanisch und UHF-mäßig miteinander verbunden sein.In Fig. 1 , an embodiment is shown in which the two cathodes 1 and 11 are arranged with the narrow sides next to one another and both flat sides are each covered with an emission layer. They are located in the interior of the control electrode 2, which is designed as a tensioning grid. This is wound in a known manner over a tensioning frame formed from a pair of horns. Two partial anodes 3 and 13 are assigned to each cathode on both flat sides. Depending on the structural design, the partial anodes can be designed as a mechanical unit or else they can only be galvanically and UHF connected to one another within the tubular bulb.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem jeweils die Kathoden 1 und 11 einseitig mit einer Emissionsschicht bedeckt sind. In gleicher Weise wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese von einem Spanngitter 2 umgeben und den Emissionsflächen, die sich von beiden Kathoden auf der gleichen Seite befinden, jeweils die einseitigen Anoden 3 bzw. 13 zugeordnet. Während die erstbeschriebene Ausführungsform besonders für stehende Systeme geeignet ist, hat die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung besondere Vorteile für liegend angeordnete Elektrodenaufbauten. Dadurch, daß das System besonders dicht unmittelbar über dem Durchführungsteller angeordnet werden kann, sind eine sehr kurze Kathodenzuleitung und eine relativ kurze Anodenzuleitung möglich. Im Bedarfsfall kann man bei den beiden beschriebenen Systemen zur Abschirmung der beiden Anoden, aber auch der Kathode gegeneinander zwischen diesen ein entsprechendes Abschirmblech vorsehen, das man vorteilhafterweise an der Steuerelektrode anbringt oder mit dieser leitend verbindet. Eine gute Abschirmung beider Systeme gegeneinander erreicht man bereits dadurch, daß man das in Fig. 2 dargestellte System in der Weise abändert, daß man die einseitigen Emissionsflächen der beiden Kathoden nach verschiedenen Seiten hin anordnet. In Fig. 3 ist ein derartiges Ausführungsbeispiel wiedergegeben, bei dem entsprechend den Kathoden 1 und 11 die Anoden 3 bzw. 13 auf verschiedenen Seiten des zwischengefügten, die Kathode einschließenden Spanngitters 2 angeordnet sind. Diese Anordnung ist im Gegensatz zur vorher beschriebenen besonders vorteilhaft bei stehend angeordnetem Elektrodenaufbau.In FIG. 2, an embodiment is shown in which the cathodes 1 and 11 are covered on one side with an emission layer. In the same way as in the previously described embodiment, these are surrounded by a tensioning grid 2 and the one-sided anodes 3 and 13 are assigned to the emission surfaces that are located on the same side of both cathodes. While the embodiment described first is particularly suitable for standing systems, the arrangement shown in FIG. 2 has particular advantages for electrode structures arranged horizontally. Because the system can be arranged particularly close to the feed-through plate, a very short cathode lead and a relatively short anode lead are possible. If necessary, in the two systems described, for shielding the two anodes, but also the cathode from one another, a corresponding shielding plate can be provided between them, which is advantageously attached to the control electrode or connected to it in a conductive manner. A good shielding of the two systems from one another can already be achieved by modifying the system shown in FIG. 2 in such a way that the one-sided emission surfaces of the two cathodes are arranged on different sides. In Fig. 3 such an embodiment is shown, in which, corresponding to the cathodes 1 and 11, the anodes 3 and 13 are arranged on different sides of the interposed tensioning grid 2 enclosing the cathode. In contrast to the previously described arrangement, this arrangement is particularly advantageous in the case of an upright electrode structure.

In Fig. 4 ist ein Elektrodenaufbau dargestellt, bei dem, abweichend von den vorher beschriebenen Anordnungen, von den beiden einseitig emittierenden Kathoden jeweils die nicht emittierenden Flachseiten einander zugewandt sind. Die Anordnung des Steuergitters 2 sowie der Anoden 3 und 13 erfolgt in entsprechender Weise. Bei der dargestellten Elektrodenanordnung kann man trotz relativ großflächiger Kathoden ein sehr gedrungenes und dadurch besonders stabiles Spanngitter erzielen.4 shows an electrode structure in which, in contrast to the arrangements described above, of the two cathodes emitting on one side, the non-emitting flat sides face one another. The control grid 2 and the anodes 3 and 13 are arranged in a corresponding manner. With the electrode arrangement shown, a very compact and therefore particularly stable tensioning grid can be achieved despite the relatively large-area cathodes.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. UHF push-pull double triode for grid base operation from flat systems with flat cathode and flat grid arranged parallel to one another, characterized in that the control grid for both systems is designed as a common clamping grid wound over a Hohnenspanning frame, inside which the two with separate heaters and are next to each other Separate supply lines provided cathodes are arranged.

2. UHF push-pull double triode according to spoke 1, characterized in that the cathodes are each adjacent to one another with a narrow side (Fig. 1, 2, 3). 3. UHF push-pull double triode according to claims 1 and 2, characterized in that each cathode is covered on both sides with an emission layer and each anode has two effective surfaces assigned to the emission surfaces, which are designed as a mechanical unit or as galvanically and UHF-wise connected partial electrodes (Fig. 1). 4. UHF push-pull double triode according to claim 2, characterized in that both cathodes are provided with an emission layer only on one flat side and an anode is arranged in front of each (Fig. 2, 3). 5. UHF push-pull double triode according to spoke 4, characterized in that the emission layers of the two unilateral cathodes are on the same side and the anodes are accordingly arranged next to one another (Fig. 2). 6. UHF push-pull double triode according to spoke 4, characterized in that the emission layers of both cathodes and correspondingly the anodes are arranged on different sides of the tensioning grid (Fig. 3). 7. UHF push-pull double triode according to claim 1, characterized in that the cathodes are covered on one side only with an emission layer, with the non-emitting flat sides adjacent to one another and the anodes are arranged on different sides of the control electrode (Fig. 4). 8. UHF push-pull double triode according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that in the case of anodes arranged next to one another or in the case of cathodes adjacent to the flat sides between these, a shielding plate connected in particular to the control electrode or several of them are provided. Considered publications: German Patent Nos. 732 254, 626 306; German Auslegeschrift No. 1 021 958; U.S. Patent No. 2,837,672.