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Hochfrequenter kapazitiver Spannungsteiler mit angeschlossener Entladungsröhre
Die
Erfindung betrifft einen veränderbaren kapazitiven Spannungsteiler für Hochfrequenzspannungen
im Kurzwellen- und Ultrakurzwellenbereich mit eingangs- und/oder ausgangsseitig
angeschlossener Entladungsrblhre, insbesondere Diode für Spannungsmessung. Im Ultrakuriwellenbereich
besteht bei kapazitiwen Spannungsteilern die Schwierigkeit, daß die Grundspannung
des Teilers leicht falsch gemessen wird, wenn die Meßstelle, die s. B. durch eine
Diode gebildet werden kann, und der Spannungsteiler sich nicht am gleichen Ort befinden.
Das Meßergebnis wird hierbei durch den auftretenden Resonanrzfehler gefälscht (Resonanz
zwischen Leitungsinduktivität und Teilerkapazität).
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Bei den üblichen Ausführungen, bei denen eine Diode mit Zuleitungen
und ein geschirmter Spannungsteiler, der gleichfalls mit Zuleitungen von I bis 2
cm Länge versehen ist, zur Verwendung kommen, ist ein Resonanziehler schon bei Wellen
von I m unvermeidlich. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird. der Spannungsteiler
erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß eine Elektrode, z. B. die Anode der Entladungsröhre,
selbst die eine Belegung der außerhalb der Entladungsstrecke befindlichen veränderbaren
Teilerkapazität bildet. Hierdurch wird die schädliche Induktivität zwischen Meßstelle
und Teiler sehr verkleinert und der Resonanzfehler vermieden. Außerdem wird eine
Halte-
rungskapazität für eine besondere Belegung erspart.
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Die Induktivität der Kathodenleibung verursacht gleichfalls einen
Resonanzfehler. Sie kann, z. B. durch doppelte Herausführung, klein gehalten werden.
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Im einfachsten Fall kann der Spannungsteiler aus einem zylindrischen
Hohlraum bestehen, in dessen Mittelachse die Betätigungswelle für einen schwenkbaren
Kapazitätsbeiag liegt. Im Innern des Spannungsteilers, d. b. des zylindrischen HXoWlraumes,
ist die Entladungsröhre angebracht. Die als Teilerkapazitätsbelegung benutzte Elektrode
der Röhre kann dabei zweckmäßig möglichst nahe an der Glaswand angeordnet sein,
um dadurch hohe Maximalkapazität des Spannungsteilers zu ermoglichen.
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Sie kann als Anode auch selbst Teil der Röhrenwandung sein, um die
Maximal'kapazität nocih weiter zu erhöhen. Sie kann auch so ausgebildet sein, daß
sie gleichzeitig als Belegung einer Ausgleichskapazität dient. Die Diode wird zweckmäßig
so angebracht, daß die Zuleitung zur Anode möglichst wenig in den Raum des Spannungsteilers
einstrahlt, damit nur die Anode selbst mit ihrer definierten Spannung wirksam ist.
Die Kathode wird entsprechend kurz geerdet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt.
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Fig. I veranschaulicht hierbei das Schaltschema, während Fig. 2 das
Ausführungsbeispiel im Querschnitt und Fig. 3 im Längsschnitt schematisch darstellt.
In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem Ausführungsbeisp.iel handelt es sich um eine Meßdiode in
Verbindung mit einem Spannungsteiler. Die zu messende Spannung liegt dabei an den
Eingangsklemmen I und 2, wie aus Fig. I hervorgeht, und wird mit Hilfe der Entladungsröhre
3 gemessen. Die Entladungsröhre 3 möge eine Anode 4 und eine Kathode 5 besitzen.
Die Kathode 5 ist als indirekt geheizte Kathode dargestellt. Es ist aber auch denkbar,
eine direkt be heizte Kathode zu verwenden. Der Spannungsteiler befindet sich zwischen
Anode und Kathode der Entladungsröhre und wird durch die Kondensatoren 6 und 7 gebildet.
Die geteilte Spannung kann an den Klemmen 8 und 9 abgenommen werden. Bei den üblichen
Ausführungen, die etwa nach dem Schaltschema von Fig. I aufgebaut sein mögen und
bei denen eine Diode mit Zuleitungen und ein geschirmter Spannungsteiler verwendet
wird, macht sich infolge der Länge der Zuleitungen ein Resonanzfehler störend bemerkbar,
der die Messung fälscht. Erfindungsgemäß wird daher der an der Klemme I bzw. an
der Anode 4 Iiegende Belag des Kondensators 6 durch die Anode 4 der Röhre selbst
gebildet. Der an der Klemme 8 liegende Belag wird durch den Schwenkarm des veränderharen
Spannungsteilers dargestellt, während der an der Klemme 9 liegende Belag, der geerdet
sein kann, eine feste Belegung. des kapazitiven Spannungsteilers bedeutet.
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Der räumliche Aufbau des in Fig. I im Schaltschema dargestellten
Ausführungsbeispiels soll durch die Fig. 2 und 3 veranschaulicht werden. Der Spannungsteiler
kann als Kanalspannungsteiler aufgebaut sein und besteht dann z. B. aus einem zylindrischen
Hohlkörper, der in den Fig. 2 und 3 mit 10 bezeichnet ist. Im Innern des Spannungsteilers
ist die Entladungsröhre 3 angebracht. Die Entladungsröhre 3 ist dabei so angeordnet,
daß die Anode sich ganz im Innern des zylindrischen Hohlkörpers 10 befindet, während
der andere Teil der Röhre durch eine Durchbrechung aus dem Spannungsteiler herausragt.
Die mit 5 bezeichnete Kathode möge mit zwei Zuleitungen 11 und I2 versehen sein.
Die Zuleitung ii ist hierbei so kurz als irgend möglich geerdet, d. h. zweckmäßig
im Kanaispannungsteiler selbst. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann durch doppelseitiges
Herausführen der Kathodenzuleitungen weitgehend vermieden werden, daß die Kathode
Hochfrequenzspannungen führt. Es ist daher auch die Zuleitung I2 außerhalb des Spannungsteilers
geerdet.
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Die Anode 4 ist möglichst nahe an der Glaswand I3 der Entladungsröhre
angebracht. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Zuleitung 14 zur Anode 4 so anzuordnen,
daß eine Einstrahlung der Anodenzuleitung in den Raum des Spannungsteilers weitgehend
vermieden wird, so daß nur die Anode selbst mit i'hrer definierten Spannung wirksam
ist.
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Die an der Klemme 8 liegende Belegung der Kondensatoren 6 und 7 wird
durch einen für die beiden. Kapazitäten gemeinsamen Schwenkarm 15 gebildet, der
um die im Innern des Spannungsteilers befindliche Achse I6 drehbar angeordnet ist.
Beim Drehen des Schwenkarms 15 im Uhrzeigersinn (Fig. 2) wird der Schwenkarm der
Anode 4 genähert und ergibt in der Enldestellung Maximalkapazität des Kondensators
6 und Minimalkapazität des Kondensators 7. Die entgegengesetzte Drehung des Schwenkarms
15 ergibt Annäherung gegen den mit der Wandung des Spannungsteilers in Verbindung
stehenden und gleichfalls geerdeten Sektor, d. h. also Maximalkapazität des Kondensators
7 und Minimalkapazität des Kondensators 6. Um eine möglichst große Maximalkapazität
zwischen Schwenkarm 15 und Anode 4 zu erreichen, kann der Schwenkarm durch entsprechende
Formgebung, z. B. durch gebogene Ausbildung, der Form der Röhrenwandung bzw. der
Anode 4 angepaßt sein.