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WYDZIAŁY POLITECHNICZNE KRAKÓW

BIBLIOTEKA GŁÓWNA

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Elektrotechnische

Bibliothek

aus der Sammlung Göschen

Elektrotechnik. Einführung ln die Starkstromtechnik von Prof. I. Herrmann.

I.    Die physikalischen Grundlagen. Mit 87 Fig. u. 16 Taf. Nr. 196

II.    Die Gleichstromtechnik. Mit 121 Figuren u. 16 Tafeln. Nr. 197

III.    Die Wechselstromtechnik. Mit 153Figuren u. löTafeln. Nr. 198

Nr. 657

IV.    Die Erzeugung u. Verteilung der elektrischen Energie.

Mit 100 Figuren und 16 Tafeln .... •.....

Luftelektrizität von Dr. Karl Kähler. Mit 19 Abbild. . . Nr. 649

Erdmagnetismus, Erdstrom und Polarlicht von Prof.

Dr. A. Nippoldt. Mit 18 Figuren und 7 Tafeln . . . . . Radioaktivität von Prof. Dr. P. l-nH^win

Physikaln Biblioteka Politechniki Krakowskiej Technisch Mit 106 Fl Technisch

des Masch Deutsch-F Deutsch-E

Nr. 175 MH ля »t-ь. Nr.317 Nr. 650

Nr. 579

453, 454 395, 396

100000295800

Englisch für Techniker. Ein Lese- und Übungsbuch für Ingenieure von Albany Featherstonhaugh und Ing. Carl Volk. 2 Teile. Mit 44 Figuren Schaltanlagen in elektrischen Betrieben von Prof. Dr. F. Niethammer.

Nr. 705, 706

I.    Allgemeines. Schaltpläne. Einfache Schalttafeln.

Mit 46 Figuren..................

II.    Schaltanlagen für hohe Spannungen und grobe Leistungen. Schaltkästen. Schutzvorrichtungen. Mit 53 Fig. Nr. 797

Einführung in die Hochspannungstechnik von Prof.

Dr.-Ing. K. Fischer. 2 Bände. Mit 138 Figuren . . . Nr. 609,940 Ströme und Spannungen in Starkstromnetzen von Diplom-Elektro-Ing. Josef Herzog und Prof. Feldmann.

Mit 68 Abbild.....................

Die zweckmäßigste Betriebskraft von Ober-Ing. Friedrich Barth.

I.    Einleitung. Dampfkraftanlagen. Verschiedene Kraftmaschinen. Mit 19 Figuren...........

II.    Gas-, Wasser- und Wind-Kraftanlagen. Mit 24 Abb. Nr. 225

III.    Elektromotoren. Betriebskostentabellen. Graph. Darstellungen. Wahl der Betriebskraft. Mit 13 Abb. Nr. 474

Elektromotorische Betriebe (Grundlagen für die Berechnung) von Prof. Dr.-Ing. A. Schwaiger. Mit 25 Abb. Nr. 827 Elektrische Bahnen von Prof. Dr.-Ing. A. Schwaiger. Mit 45 Abbild

Nr. 796

Nr. 456

Nr. 224

. Nr. 958

Straßenbahnen von Dipl.-Ing. A. Boshart. Mit 72 Abb. Nr. 559 Elektrokarren. Automobile. Personen- und Lastautomobile sowie Elektrokarren. Von Ing. R. Thebis. Mit 77 Abb.

Nr. 948

Die Elektrizität im Dienste der Kraftfahrzeuge von Geh. Reg.-Rat Dr.-Ing. Rich. Albrecht. Mit 46Figuren. Nr. 815 Die Elektromotoren* ihre Arbeitsweise u. Verwendungsmöglichkeit von Prof. Dr. F. Niethammer.

I.    Gleichstrommotoren, Mehrphas. Synchron- u. Asynchronmotoren. Mit 56 Figuren..........

II.    Kommutatormotoren. Mech. Aufbau. Wirtschaftlichkeit u. a. Mit 62 Figuren............

Transformatoren von Prof. Dipl.-Ing. Fr. Sallinger. Mit 66 Abbild, u. 12 Tafeln..... .........

Nr. 798

Nr. 799

Nr. 952

Gleichrichter von Dipl.-Ing. Josef Just. Mit 90 Abb. . . Nr. 945 DieGleichstrommaschine von Prof.Dipl.-Ing.Fr.Sallinger.

2 Bände. Mit 129 Figuren u. 6 Tafeln Aufgabensammlung über die Gleichstrommaschine mit Lösungen von Prof. Dipl.-Ing. Fr. Sallinger. Mit 38 Fig. Nr. 912 Wechselstromerzeuger von Prof. Dipl.-Ing. Fr. Sallinger.

Mit 77 Figuren....................

Blitzschutz der Gebäude von Baurat H. Kleiber. Mit 39 Abbild...............

Nr. 257. 881

Nr. 547

Elektrische Förderanlagen von Prof. Dr.-Ing. A.Schwaiger. Mit 30 Abb....................

Nr. 982

Nr. 678

EleKtrische Öfen v. Prof. Dr. Osw. Meyer. Mit 83 Abb. Nr. 704 Röntgensirahlen (Physik, Technik u. Anwendungen) v. Dr.

phil. nat. Rieh. Herz. Mit 48Textfig. u. 36 Abb. auf 16 Taf. Nr.950 Die elektrische Telegraphie mit Drahtleitung von Prof. I. Herrmann.

I.    Die Telegraphie mit Morsezeichen. Mit 124 Figuren . . Nr. 172

II.    Die Typendrucktelegraphen. Mit 76 Texlfig. u. 18 Abb.

auf 16 Tafeln....................

Das Fernsprechwesen von Dipl.-Ing. W. Winkelmann.

2 Bände. Mit 124 Figuren Bildtelegraphie vonProf.Dr.A.Korn. Mit41 Fig.und8Taf. Nr.873 Radiotechnik 1. Allgem. Einführung von Prof.I Herrmann.

Mit 75 Figuren im Text und 18 Abbild, auf 16 Tafeln . . Nr. 888

—    II. Wellentelephonie von Dr. Werner Bloch. Mit 80 Abb. Nr. 946

—    III. Die Empfänger von Dipl.-Ing. Hermann Saacke. Mit

82 Abbild.......................

—    IV. Stromquellen für Röhrenempfangsgeräte, galvanische

Elemente, Akkumulatoren und Netzanschlubgeräte von Dr.-Ing. Richard Albrecht Mit 61 Abbild.........

—    V. Die Elektronenröhre von Dipl.-Ing. Otto Stürner. Mit

88 Figuren und 35 Abbild, auf 16 Tafeln.........

Die Kraftstellwerke der Eisenbahnen von Oberbaurat a. D. S. Scheibner. 2 Bände. Mit 70 Abb. u. 1 Tafel. Nr. 689,690 Das elektrische Fernmeldewesen bei den Eisenbahnen von Geh. Baurat K. Fink. Mit 54 Abb.....

Die elektrischen Meßinstrumente. Die Wirkungsweise der gebräuchlichsten Meßinstrumente der Elektrotechnik

von Prof. 1. Herrmann. Mit 167 Figuren.......

Die elektrische Meßtechnik I von Prof. I. Herrmann.

Mit 85 Figuren....................

Physikalische Messungsmethoden von Professor Dr.

Wilh. Bahrdt. Mit 54 Figuren.............

Elektrizität und Magnetismus von Prof. Dr. G. Jäger.

Mit 33 Figuren....................

Elektromagnetische Lichttheorie und Elektronik

von Prof. Dr. G. Jäger. Mit 17 Figuren........Nr. 374

Elektrische Schwingungen von Professor Dr. Herm.

Rohmann. 2 Bände. Mit 133 Figuren......Nr. 751, 752

Die Akkumulatoren für Elektrizität v. Geh. Reg.-Rat

Dr.-Ing. Rieh. Albrecht. Mit 56 Figuren.........

Tragbare Akkumulatoren von Geh. Reg.-Rat Dr.-Ing.

Rieh. Albrecht. Mit 61 Abb...............

Tarife für den Verkauf elektrischer Arbeit von Dipl -Ing. Paul Munk. Mit 26 Abbild. .    ........

Nr. 975

Nr. 155,773

Nr. 951

Nr. 966

Nr. 974

Nr. 707

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Nr. 885

Nr. 301

Nr. 78

Nr. 620

Nr. 919

Nr. 969

Weitere Bände sind in Vorbereitung

Sammlung Göschen

Radiotechnik

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Die Empfänger unter besonderer Berücksichtigung: der Rundfunkempfangsschaltungen

Von

Dipl.-Ing. Hermann Saacke

Mit 82 Abbi

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Berlin und Leipzig

Walter de Gruyter & Co.

vormals G. J. Göschen’sche Verlagshandlung . J. Guttentag, Verlagsbuchhandlung • Georg Reimer . Karl J. Trübner . Veit & Comp.

1926

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Alle Rechte, insbesondere das Übersetzungsrecht, von der Verlagshandlung Vorbehalten.

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Druck von C. G. Röder G. m. Ъ. H., Leipzig. 898726

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Inhaltsverzeichnis.

I.    Die Aufgabe des Empfängers.........

I. Die Schwingungskreise.

2.    Der Wechselstrom..............

3.    Der Widerstand...............

4.    Die Induktivität...............

5.    Die Kapazität................

6.    Zusammensetzung gleichartiger Widerstände . .

7.    Reihenschaltung von verschiedenen Widerständen

8.    Parallelschaltung von Induktivität und Kapazität

9.    Der freie Schwingungskreis ..........

10. Die Dämpfung und die Resonanzkurve ....

II.    Gekoppelte Schwingungskreise.........

12.    Siebanordnungen ..............

13.    Brücken- und Differentialschaltung......

14.    Die Antenne.................

ńb. Die ausgesandten Wellen...........

16.    Die Einstrahlung ..............

II.    Detektor und Bohre.

17.    Der Detektor................

18.    Die Eingitterröhre..............

19.    Die Doppelgitterröhre.............

20.    Die Gleichrichtung mit der Röhre

21.    Das Audion.................

22.    Die Verstärkung...............

23.    Die Schwingungserzeugung..........

III.    Zubehörteile.

24.    Das Telephon ...............

25.    Der Lautsprecher..............

26.    Die Batterien ................

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IV. Bundfunkempfangsschaltungen.

27.    Grundschaltungen mit Detektor und Audion . . .

28.    Rückkopplungsschaltungen...........

29.    Verstärkerschaltungen.............

30.    Schaltungen für Schwingungsvermeidung.....

31.    Zwischenfrequenzverstärkung..........

32.    Pendelrückkopplungsschaltungen ........

33.    Doppelverstärkungsschaltungen.........

34.    Auswahl der Schaltungen ...........

35.    Zusammenbau der Schaltungen.........

36.    Industrieempfänger ..............

V. Telegraphieempfang.

37.    Anwendungsgebiet...............

38.    Empfang gedämpfter und ungedämpfter Sender

39.    Großstationsempfang..............

40.    Kurzwellenempfang...............

61

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84 '

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108

112

Literatur.

Grundlagen:

Rohmann, Elektrische Schwingungen. 2 Bde. (Sammlung Göschen Bd. 751 und 752.) Verlag Walter de Gruyter & Co., Berlin.

Herrmann, Elektrotechnik I: Die physikalischen Grundlagen. (Sammlung Göschen Bd. 196.) Verlag Walter de Gruyter & Co., Berlin.

Herrmann, Radiotechnik I: Allgemeine Einführung. (Sammlung Göschen Bd.888.) Verlag Walter de Gruyter & Co., Berlin.

Rein-Wirtz, Radiotelegraphisches Praktikum. Verlag Jul. Springer, Berlin.

Barkhausen, Elektronenröhren I. Verlag S. Hirzel, Leipzig.

Über Schaltungen:

Lübben, Röhrenempfangsschaltungen. Verlag Hermann Meusser, Berlin.

Lübben, Die neuesten Röhrenempfangsschaltungen. Verlag Hermann Meusser, Berlin.

Skott-Taggart, Die Vakuumröhren und ihre Schaltungen. Verlag Jul. Springer, Berlin.

Zeitschriften: Radioamateur. Verlag Jul. Springer, Berlin. Funk. Verlag Weidmannsche Buchhandlung, Berlin. Radioumschau. Verlag H. Bechhold, Frankfurt. Radio für alle. Verlag Franckh, Stuttgart.

Bezeichnungen.

A Einheit der Stromstärke = Ampere. c Lichtgeschwindigkeit = 3 • 10¹⁰ cm in der Sekunde.

C Kapazität.

0 Logarithmisches Dekrement der Dämpfung. e Wechselspannung.

E Gleichspannung, Wechselspannungsamplitude.

/ Frequenz, gemessen in: Hertz = Schwingungen je Sekunde. F Einheit der Kapazität = Farad = 9 • 10¹¹ „cm“.

Я Einheit der Induktivität = Henry = 10⁹ „cm“. г Wechselstrom.

I Gleichstrom, Wechselstromamplitude.

Tausendstel.

L Induktivität. fi Mikro ... = Millionstel. m Milli.

M Meg(a)... = Million. io Kreisfrequenz = 2 ж /.

£2 Einheit des Widerstandes = Ohm.

R Ohmscher Widerstand.

Ri innerer Röhrenwiderstand.

S Steilheit der Röhre. t Zeit in Sekunden.

T Zeit einer Schwingung.

V    Verstärkungsfaktor der Röhre.

V    Einheit der Spannung = Volt.

⁴ 4'

Co

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1. Die Aufgabe des Empfängers.

Die Aufgabe des Empfängers ist es, die von einem bestimmten Sender ausgestrahlten Wellen aufzufangen, zu verstärken, wenn notwendig, und die von ihnen getragenen Zeichen so wiederzugeben, wie sie auf den Sender gebracht wurden. Das Auffangen der Wellen übernehmen die Antennen, die Aussiebung erreicht man durch richtig gewählte Schwingungskreise; zur Verstärkung werden Röhren verwendet, die miteinander zweckmäßig gekoppelt sein müssen ; gleichfalls benutzt man die Röhre oder auch einen Detektor zur Umwandlung der Hochfrequenz in die übertragene Ton- oder Zeichenfrequenz. Zur endgültigen Verwandlung der elektrischen Energie in akustische dienen Telephon oder Lautsprecher. Diese einzelnen Glieder günstig miteinander zu verbinden, so daß man den Ansprüchen an Einfachheit, Lautstärke und Tonreinheit gerecht wird, ist die besondere Aufgabe der Schaltungstechnik. Dabei ergibt sich eine Fülle von Möglichkeiten, die für den Wissenschaftler wie für den Bastler dauernd neue Anregungen ergeben. Seltener werden wirklich neue Grundgedanken in den Kreis der Betrachtung gezogen, viel häufiger werden neue Anwendungen und Zusammenstellungen angegeben. Dazu kommt, daß Verbesserungen in der Wahl und im Aufbau der Einzelteile immer wieder neue Fortschritte bringen; denn das Schaltbild allein genügt oft nicht, um das beste Arbeiten einer Schaltung zu gewährleisten, da die Wirkung der Einzelteile nicht nur von ihren leicht erfaßbaren elektrischen Eigenschaften, sondern auch von ihrer besonderen Ausführungsform und der gegenseitigen Beeinflussung abhängt. Immer aber wird die genaue Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge und die Klarheit über die schaltungstechnische Zusammensetzung auch bei verwickelten Anordnungen zum Ziel führen, sowohl den, der sich mit dem kritischen Studium der Schaltungen befaßt, als auch den, der sich durch Selbstbau und Erproben in das Radiogebiet hineinarbeiten will.

I. Die Schwingungskreise.

2. Der Wechselstrom.

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Abb. 1. Wechselstromkreis (Reihenschaltung).

Grundlegend für das Verständnis sind die Vorgänge in einem Kreis, der Widerstand, Induktivität und Kapazität enthält und von einem Wechselstrom durchflossen wird. Die in Abb. 1 gezeichnete Wechselstromquelle (z. B. eine Ma- #-schine) liefert eine Spannung e, e \ welche sich sinusförmig mit der Zeit ändert und durch den Aus-druck e = E « sin со t (wo со = L 2 лi) gegeben ist; hierbei bedeutet E den Höchstwert (die Amplitude), / die Frequenz und t die Zeit, wie es aus Abb. 2 näher hervorgeht. In der Zeit

t — T = — ist gerade eine Schwingung abgelaufen, in einer

Sekunde finden demgemäß / Schwingungen statt. Diese werden nun von der Spannung e dem Kreise aufgedrückt, und es fließt ein Strom, dessen Größe in jedem Augenblick

von dem Widerstand, der Induktivität und der Kapazität abhängt, wie es in folgendem näher ausgeführt ist. Dabei sind der Betrachtung Ströme und Spannungen zugrunde gelegt, die sich rein sinusförmig mit der Zeit ändern. In Wirklichkeit hat man es allerdings mit mehr oder weniger verzerrten Kurvenformen zu tun; diese lassen sich aber immer als eine Summe reiner Sinuskurven von vielfachen

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m°

270°

360°

Abb.2. Sinusschwingungen.

einer Grundfrequenz darstellen und überlagern sich, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

Der Schwingungszahl nach unterscheidet man hauptsächlich zwei Gebiete, mit denen sich die Empfangstechnik zu befassen hat. Das erste umfaßt die Nieder- oder Tonfrequenz; man versteht darunter im weitesten Sinne alle Schwingungen, die das Ohr als solche aufnehmen kann: / = 16 bis 20000 Hertz¹). Darüber liegt die Hochfrequenz;

sie dient der eigentlichen drahtlosen Übertragung und erstreckt sich bis / = 50 Millionen Hertz. Für den Rundfunk im besonderen ist für große Sender eine Frequenz von 150000—300000 Hertz und die kleineren eine solche von 500000—1500000 Hertz gebräuchlich.

3. Der Widerstand.

Der Ohmsche Widerstand ist dadurch gekennzeichnet, daß eine an ihm liegende Spannung in jedem Augenblick einen proportionalen Strom hervorruft: e=i*R (Ohmsches Gesetz). Es wird in ihm eine elektrische Leistung verbraucht, die gegeben ist als das Produkt des Stromquadrates i² mit dem Widerstand R. Im Schwingungskreis braucht der Widerstand als solcher nicht besonders eingeschaltet zu sein, sondern er ist allgemein ein Maß für jeden erwünschten oder unerwünschten Energieverbrauch. Ein unerwünschter Energieverbrauch, d. h. ein Verlust, entsteht im Ohmschen Widerstand der Spule und der Zuleitungen, im Dielektrikum des Kondensators, durch Wirbelströme in benachbarten Leitern, durch schlechte Isolation oder durch Hysterese im Eisen; aus diesen Beträgen setzt sich der gesamte wirksame Widerstand zusammen und er ist deshalb wie jene von der Frequenz abhängig; er nimmt mit wachsender Frequenz zu. Das bedeutet, daß den einzelnen Verlustquellen um so mehr Beachtung geschenkt werden muß, je höher die Frequenz ist.

Der Ohmsche Widerstand eines Drahtes hängt von seiner Länge l, seinem Querschnitt q und dem spezifischen Widerstand des Materials ab, wie die unten folgende Formel zeigt; mißt man Йп m, q in qmm, so ergibt sich für:

Zinn

p = 0,016

q = 0,017

p = 0,14 Nickelin p = 0,4 Konstantan p = 0,5 Kohle

Kupfer Silber

p = 100—1000

Aluminium p = 0,028 Eisendraht p = 0,13

R = о •

Für eine Spule von 50 Windungen mit 5 cm Durchmesser (1= 50 • 7Г • 0,05 = 7,85 m), die aus Kupferdraht von 0,5 mm Durchmesser (q — 0,25 • тг • 0,5² = 0,2 qmm) besteht, errechnet sich der Widerstand:

0,016

7,85

0,64 Q.

0,2

?

Bei sehr hoher Frequenz des durchfließenden Wechselstromes wird der Strom an die Oberfläche des Drahtes gedrängt (Skineffekt); es steht ihm also nicht mehr der ganze Querschnitt zur Verfügung und der Widerstand erhöht sich. Für den oben angenommenen Draht würde sich bei einer Frequenz /- 100000 Hertz der Widerstand auf 0,73 Q und bei / — 3000000 Hertz auf 3 S2 erhöhen. In dickeren Drähten macht sich dieser Skineffekt noch stärker bemerkbar, in dünneren weniger stark.

Für die Herstellung von Regulierwiderständen, z. B. für den Heizkreis bei Röhren, verwendet man Material von hohem spezifischem Widerstand (q = 0,5); eine Berechnung ist auf Seite 60 durchgeführt. Für noch höhere Widerstände eignen sich Zusammensetzungen mit Kohle; es lassen sich dann je nach der Mischung bei gleicher äußerer Form beliebige Widerstandswerte (Ä= 10000—10 000 000 Q) erreichen. Die gewöhnlichen Silitwiderstände, die auf diese Weise hergestellt sind, lassen sich allerdings nicht sehr stark belasten ; bei Durchfluß von 5—10 m A ändert sich ihr Widerstand schon ganz bedeutend; bei neueren Hochohmwiderständen, die auf dem Markt zu haben sind, ist dieser Nachteil fast behoben.

4. Die Induktivität.

Fließt durch eine Spule ein Strom, so entsteht in ihr ein magnetisches Feld*) ; in diesem ist eine bestimmte Energie

aufgespeichert; als Maß für die Energie nimmt man die Induktivität L, die in Henry (R) gemessen wird, und von der Form, der Größe und der Windungszahl der Spule abhängt. Ändert sich der Strom i, so ändert sich die magnetische Energie Li²) der Spule; das äußert sich dadurch, daß die Spannung an der Spule der Änderung des Stromes proportional ist. Einem Wechselstrom setzt die Spule einen induktiven Widerstand (L • 2 nf = Leo) entgegen, der um so größer ist, je höher die Frequenz / ist. Der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung an der Spule ist in Abb. 2 dargestellt, wenn die gestrichelte Linie den Strom und die ausgezogene die Spannung darstellt. Man sieht, daß die Spannung der Änd er un g des Stromes proportional ist, und deshalb der Strom der Spannung um eine Viertelsehwingung nacheilt. Als Folge der Frequenzabhängigkeit des induktiven Widerstandes ist besonders hervorzuheben, daß der induktive Widerstand einer kleinen Schleife, der bei niederer Frequenz noch keine Rolle /f _x spielt, bei sehr hoher Frequenz eine beachtens-werte Größe erreichen kann.    L!'ÆК j

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Abb. 3.

Die Ledionspule von C. J. Vogel.

Das soll an einem Beispielge zeigt werden. Eine Drahtwindung von 15 cm Durchmesser hat eine In- ИГ duktivität²) von ungefähr L— 4,0 • 10—⁷ H ; eine solche Schleife kann sich als Zuleitung bei ungün-stiger Drahtführung leicht ergeben. Für eine Tonfrequenz z. B., f — 500 Hertz, ergibt sich ein induk- ^ tiver Widerstand von L (o = 4,0 • 10—⁷ • 2 • n • 500 = 0,00126 42, der für eine Rundfunksendefrequenz von / = 1000000 Hertz auf 2,56 42 steigt und für die hohen Telegraphiefrequenzen, z. B. / = 30000000, auf 76,8 42 steigt.

Die Abb. 3 zeigt eine der gebräuchlichen Arten von Spulen, die körperlose Ledionspule ; es gibt noch eine Reihe ähnlich gebauter, z. B. die sogenannten Honigwabenspulen; bei ihrer Herstellung sind die beiden Gesichtspunkte berücksichtigt, daß einer-seits bei gleicher Windungszahl die Induktivität um so größer ist, je näher die einzelnen Windungen beieinanderliegen, daß aber andererseits die Eigenkapazität, die schädlich wirkt, auch um so größer ist, je enger die Windungen aneinanderliegen und je länger sie nebeneinander herlaufen. Die folgende Tabelle zeigt für die handelsüblichen Honigwabenspulen den Zusammenhang von Windungszahl w, Induktivität L und Widerstand R

L in 10-3 Я

R in £2

25

35

50

75

100

150

200

ГГРРРРР

0,5

0,75

1,25

1,50

1,75

2,50

4,25

mm

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Abb. 4. Variometer mit Abzapfungen (Fabrikat Daimon).

Die Abb. 4 zeigt für den einfachen Fall einer Zylinderwicklung, wie die Induktivität stetig veränderlich gemacht werden kann. Die innere und äußere Spule sind hintereinandergeschaltet ; wird nun die innere so gedreht, daß die magnetischen Felder sich verstärken, dann ist die Induktivität groß und nimmt mit wachsender Verdrehung der inneren Spule bis auf den fünften bis achten Teil ab. Stufenweise Veränderung der Induktivität einer Spule kann man durch Abzapfungen oder durch einen verschiebbaren Abgriff erreichen; dabei macht sich oft der leerlaufende Teil der Spule, wenn er sehr groß ist gegenüber dem benutzten, schädlich bemerkbar.

5. Die Kapazität.

Für die Wirkung des Kondensators*) ist seine Kapazität C maßgebend; man versteht darunter das Verhältnis der aufgebrachten Elektrizitätsmenge zur entstandenen Spannung. Fließt ein Strom zum Kondensator, so nimmt seine Spannung allmählich zu. In der Abb. 2 würde z. B. die ausgezogene Linie den Strom darstellen und die gestrichelte die infolgedessen entstehende Spannung. Man sieht, daß der Strom der Spannung um eine Viertelschwingung voraus -eilt. Die Einheit für die Größe der Kapazität ist dasFaradF; gebräuchlich ist es, den millionsten Teil zu nehmen: Mikrofarad [äF oder auch den millionsten Teil des [iF, das Mikromikrofarad oder f^ąiF. Oft verwendet man das,,cm“, wobei 0,9 „cm“ = 11i^iF sind. Der kapazitative Widerstand eines

; er ist also um-

C • 2 я⁻/

gekehrt proportional der Kapazität C und der Frequenz /.

Wie ein Beispiel zeigen möge, bietet die kleine Kapazität von 5/и/nF, die z. B. von den Zuführungen zu einer Röhre gebildet sei, den Tonfrequenzen (/==1000) einen so hohen kapazitativen Wider-

Kondensators beträgt:    =

С со

stand Rc =

(5 • 10—12 • 2 7Г • 1000)

= 30 • 10⁶ 42, daß praktisch

kein Strom fließen kann; ist aber die Frequenz sehr hoch (z. B. / = 1000000), so geht bereits ein wesentlicher Anteil des Stromes verloren, da Rc nur noch 30000 42 beträgt.

Beträgt die Fläche eines Kondensators Q qcm, der Abstand der Belegungen a cm und die Dielektrizitätskonstante des Mediums s, so ergibt sich seine Kapazität zu

Es beträgt

für Luft Hartgummi, Öl £ = 2 — 3

£=3 — 8 £=5 £=6 — 8

Glas

Porzellan

Glimmer

Für feste Kondensatoren wird gewöhnlich Glimmer verwendet, für die veränderlichen neuerdings nur noch Luft, da dann auch

die dielektrischen Verluste wegfallen; bei den Drehkondensatoren bilden die feststehenden Platten die eine Belegung, und die drehbaren die andere; sie können beliebig geformt sein, um eine beliebige Abhängigkeit der Kapazität vom Drehwinkel erhalten zu können. Als Beispiel werde die Höchstkapazität eines Drehkondensators mit 11 festen und 10 drehbaren halbkreisförmigen Platten (Durchmesser D = 7 cm, also Q = 20 • 0,5 • ж • 3,52 = 386 qcm) und a = 0,1 cm Abstand gerechnet:

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Abb. 5. Leitmeyer-Drehkondensator (280 ,u^F).

n 1 • 386    ...    _

C 11.3-0.1    - :i40 " "/ -

Werden die Platten herausgedreht, so nimmt die Kapazität (in diesem Falle fast linear) ab und erreicht schließlich eine Restkapazität, die ungefähr ein Zehntel (hier 35 /и/uF) der größten Kapazität beträgt. Die Abb. 5 stellt einen Drehkondensator von ungefähr 280 fifi F dar; als Besonderheit ist zu sehen, daß eine Platte für sich gedreht und so eine sehr kleine Veränderung erreicht werden kann.

6. Zusammensetzung gleichartiger Widerstände.

Schaltet man mehrere Ohmsche Widerstände in Reihe, so wirkt in dem Kreis die Summe der Widerstände

7. Reihenschaltung von verschiedenen Widerständen. 15

R = Rx -f R₂ R₃ ... Entsprechend ist es mit in Reihe geschalteten induktiven Widerständen und damit auch mit den Induktivitäten: L = Lx + L₂ + L₃ . . . Da der kapazitative Widerstand umgekehrt proportional C ist, so findet man für in Reihe geschaltete Kapazitäten

T—1 Io

Ct⁺ C₂

(\-c₂

ist somit kleiner als die Einzel-

Сг + С₂

oder ausgerechnet für zwei Kapazitäten: Die Gesamtkapazität G — kapazitäten.

gegen addieren sich parallel geschaltete Kapazitäten C=C±:+C₂+CZ...

7. Reihen: cli al tung von verschiedenen Widerständen.

Bei der Zusammensetzung von verschiedenen Wechselwiderständen*) muß man die zeitliche Verschiebung (die ,,Phase“) zwischen Strom und Spannung berücksichtigen. Bildet man für die in Abb. 1 gezeichnete Reihenschaltung die Gesamtsumme der Einzelspannungen, die an R, Lund C auftreten, wenn ein Strom г durch siefließt, so erhält man

i-Z.

wo für 2л⁻/— a) gesetzt ist und die Nacheilung durch j = У—* 1 berücksichtigt ist. Der Ausdruck in der eckigen Klammer stellt dann den Gesamtwechselwiderstand Z dar.

den Wert R\ dann ist also

Er hat für La) —

(Cm)

t=^

2 7Г

2nVL-C’

man bezeichnet diesen Fall mit Resonanz; die Wechselwiderstände an Spule und Kondensator heben sich gerade

auf und der Kreis verhält sich so,als obnurderWider-stand R da wäre. Die Abb. G zeigt, wie der Gesamt-wechselwider-stand Z von der Frequenz / abhängt; für kleine Frequenzen ist er stark ka-pazitativ,dahier La) gegenüber

fast keine

Widerstand

/induktiv

Phase

Phase

90°*

512000Hertz

Abb. 6. Frequenzabhängigkeit des Wechselwiderstandes bei Reihenschaltung.

f-493000

503000

(Ca)

Rolle spielt.

Im Resonanz-

punkt

ändert

sich seine Phase sehr schnell vom kapazitativen zum induktiven Wert, und für hohe Frequenzen ist er stark induktiv.

Für die Kurve der Abb. 6 ist angenommen, daß L— IG"“⁴ Я, C — IO“⁹ F und Ä=l£sei; Z, der ab-

8. Parallelschaltung von Induktivität und Kapazität. 17

solute Betrag von Z errechnet sich aus obiger Formel als Wurzel der Quadratsumme der Glieder ohne und mit j, während der Tangens des Phasenwinkels cp durch das Verhältnis dieser Glieder gegeben ist:

м/*<+(

1 \²

Leo —

Cco

4<P =

Leo

Cco

8. Parallelschaltung von Induktivität und Kapazität.

Eine besondere Bolle spielt die in Abb. 7 angeführte Parallelschaltung von Induktivität und Kapazität. Der Widerstand R ist auf der Seite der Spule eingefügt, da in ihr im allgemeinen die Verluste liegen. Aus der Überlegung, daß Spule und Widerstand hintereinander zum Kondensator parallel liegen, ergibt sich der Gesamtwiderstand zu

RĄ- j Leo

+ j Cco

Abb. 7. Wechselstromkreis (Parallelschaltung).

Daraus errechnet sich, indem man j aus dem Nenner wegschafft und das Glied R:coC gegenüber L : C vernachlässigt :

Ol о

und

4<ï>= —

Leo —

Cco'

Die Abb. 8 zeigt die mit denWerten L = 10~⁴ #, G = 10~⁹F und R= lJ2 errechneten Kurven, in denen der Absolutwert Z und die Phase g> des Gesamtwiderstandes Z in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt ist. Für die Keso-

_ =t= 503 000 Hertz wird

nanzfrequenz / =

2Tt-fL-G

R-C

— 100 000 J2. Der Kreis wirkt also gerade für

diese Frequenz als besonders hoher Widerstand und man

nennt ihn dar-Sperr-

100000

Sl

Widerstand

um

80000

kreis.

Man hat sich

60000

90000

Phase

20000

induktiv

die Wirkung dieses Kreises so vor zu st eilen, daß wohl vom Kondensator zur Spule und umgekehrt große Wechsel-

Phase in Grad

95°

kapazitiv

90°

f* 993000

503000

512000Herb.

Abb. 8. Frequenzabhängigkeit des Wechselwiderstandes eines Sperrkreises.

ströme fließen, die sich aber im Resonanzfall nach außen fast auf heb en, dasiejaumeine halbe Schwin-z eit lieh

gung verschoben

sind. Nur infolge der Verluste in R ist ein kleiner Zusatzstrom von außen notwendig. Je kleiner demnach R ist, um so höher ist der Widerstand nach außen. Wie bei der

0. Dor freie Schwingungskreis.

10

vorhergehenden Anordnung ist auch hier der schnelle Übergang von der induktiven zur kapazitativen Wirkung an der Besonanzstelle bemerkenswert.

9. Der freie Schwingungskreis.

i—МАЛА/—i

niïïli

Ist der in Abb. 9 gezeichnete Kreis nicht mit einer Wechselstromquelle verbunden, sondern erhält er nur durch einen einmaligen Anstoß (z. B. eine Aufladung des Kondensators) Energie zugeführt, so führt diese freie Schwingungen aus: die Ladungsenergie des Kondensators gleicht sich über die Spule aus, die in ihrem magnetischen Feld diese Energie aufnimmt und sie "zur umgekehrten Aufladung des Kondensators wieder abgibt usw. Bei jeder Umsetzung geht ein Teil der Energie der Schwingung im Widerstand verloren. Es entstehen demnach Abb. 9. Schwingungskreis, gedämpfte, d. h. abklingende

Schwingungen. Die Frequenz ergibt sich unter der Annahme sinusförmiger Schwingungen aus der Gleichheit der

Spannungen an Spule und Kondensator: i-Lco = zu / =

Cco

. Eine strengere Betrachtung bestätigt

2 nfLC

diesen Wert und ergibt mit Berücksichtigung des Wider-Standes

/=

2vLc4t)!; das Glie<1 'HÄ)

(wobei ô die sogenannte Dämpfungskonstante ist) darf nicht größer werden als —^,. sonst treten keine Schwin-gungen mehr auf, und der Kondensator entlädt sich aperiodisch.

Oft wird auch ein nicht abgestimmter Kreis, der aber Induktivität und Kapazität enthält, als aperiodisch bezeichnet. Streng genommen darf ein Kreis nur dann so genannt werden, wenn eines von beiden, entweder Induktivität oder Kapazität, ganz fehlt, so daß keine Energiependelung auf-treten kann, oder aber, wenn die Dämpfung zu groß ist. In einem Kreis, dessen L = 0,0001 E und C = 0,0001 juF beträgt, und der demnach ungedämpft eine Eigenfrequenz von 503000 Hertz hätte, müßte der Widerstand R größer als 632 S2 sein, um freie Schwingungen unmöglich zu machen. Ein Widerstand von R = 200 £ würde bewirken, daß die

Eigenfrequenz 478000 Hertz betragen würde; bei dem für einen Schwingungskreis noch sehr großen Widerstand von 20 £ würde die Abweichung von der Eigenfrequenz ohne Widerstand nur noch ¹/₂°/oo ausmachen.

Bei Hochfrequenzschwingungen rechnet man oft statt mit der Frequenz / mit der Wellenlänge Я. Von Wellen kann man allerdings erst bei der Ausstrahlung der Schwingungen sprechen; dann ist die Wellenlänge Я der Weg, der von den ausgestrahlten Wellen in der Zeit einer Schwingung T sec zurückgelegt wird; da die Geschwindigkeit der Welle im leeren Raum gleich der Lichtgeschwindigkeit c — 300000 km/sec ist, so gilt die Beziehung Я •/= c oder 3 • 10⁸

^meter —

10. Die Dämpfung und die Resonanzkurve.

20. Die Gleichrichtung mit der Röhre.

30. Schaltungen für Schwingungsvermeidung.

GLIMMER UND MIKANIT

¹

Hertz = Schwingungen je Sekunde; die Einheit wurde zu Ehren des deutschen Physikers Hertz so genannt.

²

Die Berechnung von Spulen findet sich in: Rein-Wirtz (3. Aufl. 1921),

10. Die Dämpfung und die Resonanzkurve.

Der Einfluß des Widerstandes auf die Frequenz ist von untergeordneter Bedeutung, da die Widerstände in Schwingungskreisen immer klein gehalten werden. Wichtig ist es, daß die freien Schwingungen infolge der Verluste im

Widerstand abklingen, d. h. gedämpft werden. Als Maß dafür gilt das logarithmische Verhältnis zweier aufeinander folgender Höchstwerte Ix und I₂

0 — log nat

^ I “''i

Es ist zugleich auch das Verhältnis, der in der Zeit einer Schwingung verlorenen Energie RT zu der in der gleichen Zeit zweimal umgesetzten Schwingungsenergie I PL:

Diese Definition der Dämpfung behält auch dann einen Sinn, wenn dem Kreise u n -gedämpfte Schwin- Q$ gungen aufgezwungen werden; er wird also umso mehr der jeweils zugeführten Energie in Verlust umwandeln, je größer seine Dämpfung ist. Unter-    Q2-

sucht man nun die Abhängigkeit der auf- 0 genommenen Energie von der Abstimmung (d. h. von der Ver-_ änderung der Eigenfrequenz), so erhält man die sogenannte Resonanzkurve (Abb. 10), deren Form ebenfalls stark von der Dämpfung abhängt. Je geringer die Dämpfung ist, um so mehr wird sich die Schwingung im Resonanzfall aufschaukeln lassen, da ja nur ein kleiner Teil der Energie

0,6-

0,6-

-J

-40 Walt Leistung

Av

S'\

fj b

Frequenz

Abb. 10. Resonanzkurve.

in Verlust verwandelt wird und der Anstoß von außen immer im rechten Augenblick erfolgt.

Der Abb. 10 liegt folgender Fall zugrunde : Ein Sender sende mi^ der Frequenz /₀ = 1000000 Hertz; im Empfangskreis sei die In" duktivität L — 2,5 • 10 ~⁵ H und die Kapazität C = 10~⁹F, dadurch ist auch dieser Kreis auf /₀ = 1000000 Hertz abgestimmt, dabei nehme der Empfänger den Höchstwert an Leistung (A = 10—9 Watt) auf; wird er mm auf /x = 800000 Hertz verstimmt, indem z. Б. seine Kapazität auf C± = 0,64 • 10—⁹ F verändert wird, so nehme er nur noch die Leistung Аг = 0,2 • 10-3 Watt auf. Daraus berechnet sich in roher Annäherung die Dämpfung zu

I/” >1    о 200 000 i 0,2

/„    ' Mo — A₁ ~ Ł 71 ' iOOOOOO y 0,8 —

Daraus errechnet sich ein Widerstand nach der Dämpfungsformel in Abschnitt 10 S. 21

R T    2L&

2b'T zu R=~T

Die in der Abbildung gestrichelte Kurve gibt noch den Verlauf für den dreifachen Widerstand an. Man sieht, daß sowohl die aufgenommene Energie kleiner als auch die Abhängigkeit von der Abstimmung geringer geworden ist. Für einen günstig bemessenen Empfangskreis kann man mit 0 = 0,1—0,01 rechnen; die entsprechende Resonanzkurve würde noch bedeutend spitzer, d. h. höher und schmäler als die in Abb. 10 ausgezogene Kurve.

/0-/1

0,63.

2 • 2,5 • 10-5 • 0,63

10-6

= 31,542 .

11. Gekoppelte Schwingungskreise.

Um Energie von einem Kreis auf einen andern übertragen zu können, müssen diese Kreise gekoppelt werden, wenn man von der Übertragung durch Strahlung absieht. Das kann durch das magnetische Feld der Spulen geschehen, wie es Abb. 11 zeigt. Jede Änderung des Stromes in der einen Spule bewirkt, daß das magnetische Feld sich ändert; dadurch wird in der andern Spule eine Spannung induziert; man nennt daher diese Kopplung induktiv. Je größer das den Spulen gemeinsame Feld im Vergleich zu den Einzel-

feldern ist. um so enger ist die Kopplung; das Maß dafür ist der Kopplungsfaktor К —

Ll2

wobei L₁₂ die Gegen-

px f 2 ’

induktivität und Lv L₂ die Einzelinduktivitäten bedeutet.

Eine Kopplung, wie sie Abb. 12 darstellt, wird kapazitiv genannt. Sie spielt eine um so größere Kolie, je höher die Frequenz ist und je kleiner die im Schwingungskreis angewendeten Kapazitäten sind; so können z. Б. bei sehr hohen Frequenzen schon zwei benachbarte r—

Drähte eine wirksame Kopplung darstellen.    ¹ “T"

Schließlich kann nach Abb. 13 ein beiden Kreisen gemeinsamer Widerstand als Kopplung dienen ; man nennt sie dann galvanisch gekoppelt. Dieser Fall kann vorliegen, wenn zwei Röhrenkreise an einer gemeinsamen Anodenbatterie liegen, deren innerer Widerstand infolge ihres Alters groß gewor- Ъ den ist.

In den meisten Fällen wird beabsichtigt oder unbeabsichtigt eine Mischung der verschiedenen Kopplungsarten in Frage kommen, die entweder im gleichen Sinne oder gegeneinander wirken können. Absichtlich macht man von

&ls

iii

4-

Abb. 11. Induktive Kopplung.

/-/

Abb. 12. Kapazitative Kopplung.

Ct

Abb. 13. Galvanische Kopplung.

einer Gegenkopplung dann Gebrauch, wenn sich eine Kopplung schaltungstechnisch nicht vermeiden läßt und doch ihre Wirkung aufgehoben werden soll.

Es ist wichtig, zu beachten, daß zwei gekoppelte Kreise einander verstimmen. Hat jeder Kreis für sich eine seiner Induktivität und Kapazität entsprechende Eigenwelle bzw. Я₂, so zerspalten sich diese infolge der Beeinflussung in eine unter der kürzeren und eine über der längeren liegende Welle; die Verstimmung hängt von der Kopplung ab; sie ist um so größer, je näher sich die ursprünglichen Eigenwellen der Kreise liegen.

Für zwei, ursprünglich auf die gleiche Welle Я abgestimmte, schwach gedämpfte Kreise kann in roher Annäherung gesetzt werden :

X'=X ]/l + K und X"=X yi —K,

wobei К die auf Seite 23 angegebene Bedeutung hat.

Lassen wir z. B. bei zwei Kreisen, die beide aus einer llonig-wabenspule mit 75 Windungen und einem 1000 ßfj, F Kondensator bestehen mögen und die Eigenwelle Я = 1000 m besitzen, die beiden Spulen unmittelbar aneinander anstoßen, so wird К ungefähr gleich 0,5. Dadurch erhalten wir zwei neue Eigenwellen

700 m

Я' = 1000 ]/l — 0,5 =

Я" = 1000 j/bf 05 = ^ 1200 m.

Denken wir uns die Spulen ganz zusammenfallend, so daß nur noch eine Spule gleichsam vorhanden und somit К — 1 ist, erhalten wir nur noch die Welle 1415 m, d. h. wir haben wieder einen Schwingungskreis mit einer Welle, die einfach einer verdoppelten Kapazität entspricht, da die Kondensatoren jetzt parallel liegen.

12. Siebanordnungen.

Mehrfache Abstimmkreise erhöhen die Abstimmschärfe ganz wesentlich, so daß eine von der gewünschten nur wenig abweichende Welle fast gar nicht mehr übertragen wird. Voraussetzung dafür ist lose Kopplung und geringe Dämpfung der einzelnen Kreise. Eine doppelte Abstimmung zeigt die Abb. 44 auf Seite 63. Man kann noch einen dritten abgestimmten Kreis dazwischenschalten, der mit beiden gekoppelt ist, und erhält so eine dreifache Abstimmung, die aber natürlich in der Einstellung ziemliche Schwierigkeiten bereitet. Man wendet darum dies Verfahren dann mit Vorteil an, wenn es sich um den Empfang einer bestimmten unveränderlichen Welle handelt.

l/vvv

fs

Umgekehrt liegt oft das Bedürfnis vor, gerade eine bestimmte

Welle nicht zu empfangen, die infolge ihrer großen Stärke auch bei starker Ver-durch-

zum

Empfänger

zum

Stimmung

Empfonqer

schlägt; dieser Fall liegt vor, wenn man in der Nähe eines Star-    ¹⁴* Sperrkreis. Abb. 15. Entziehungskreis.

ken Rundfunksenders

eine ferne Station mit anderer Wellenlänge auf nehmen will. Je näher die beiden Wellen beieinanderliegen, um so schärfer müssen sich die nachstehend angeführten Kreise einstellen lasen, d. h. um so dämpfungsfreier müssen sie sein.

Um die Schwingungen des Störsenders fs schon in der Antenne klein zu halten, wird ein Sperrkreis eingeschaltet, der auf fs abgestimmt ist und demgemäß gerade für diese Frequenz einen sehr hohen Widerstand (s. S. 18) darstellt (Abb. 14).

Eine weitere Möglichkeit bietet der Entziehungskreis, wie er in Abb. 15 dargestellt ist ; er ist induktiv an den Abstimmungskreis oder an die Antenne angekoppelt und eben-

falls auf die Störfrequenz fs abgestimmt; von dieser Frequenz nimmt er eine große Energie auf und entzieht sie dem Empfänger. Man nennt diesen Kreis darum Entziehungskreis.

DieAbb. 16 zeigt eine Schaltung, bei der die störenden Schwingungen am Empfänger vorbeigeleitet werden. Der Spule, an die der Empfängerangekoppelt ist, liegt eine Reihenschaltung von L und C parallel. Man hat, wenn man wieder L und C auf die Stör-

'tl

[A/VVV]

frequenz fs abstimmt, dann den auf S. 16 angeführten Fall.

_______stellt der Ablei-

2 iż J/L • C

tungszweig L und G fast einen Kurzschluß dar, und von der störenden Schwingung fließt nur noch ein verschwindender Anteil durch die hohe Induktivität

/777

Abb. 16. Ableitungszweig

der Kopplungsspule, von der aber wohl die andern, gewünschten Schwingungen auf den Empfänger übertragen werden.

Durch mehrfache Aneinanderschaltung von Spulen und Kondensatoren kann man Kettenleiter erhalten, die sich aus ganz gleich gebauten Gliedern zusammensetzen. Je größer die Gliederzahl, um so vollkommener erreicht man es, bestimmte Frequenzbereiche allein hindurchzulassen oder allein abzudämpfen. So zeigt z. B. die Abb. 17 ein Glied einer Spulenleitung. Sie läßt nur Schwingungen hindurch, die unter der Eigenfrequenz

Abb. 17. Spulenleitung.

eines Gliedes / —

Vl-g

liegen.

Eine solche Schaltung kommt z. B. für ein Netzanschlußgerät in Frage. Da bei der Verwendung eines Gleichstromnetzes für die Anodenspeisung der größte Teil der störenden Netzgeräusche in der Gegend von 500 Hertz liegt, so muß also die Eigenfrequenz eines Gliedes zweckmäßig bei 200 :-300 Hertz liegen. Günstiger wäre es, diese Frequenz noch tiefer zu legen, es wird aber dann auch um so schwieriger, sich die entsprechenden Spulen undKon-densatoren zu verschaffen. So sind z.B. für eine zweigliedrige Kette, die höchstens noch/ = 220 Hertz hindurchläßt, 4 Spulen mit je 0,2 Henry und 2 Kondensatoren von je b /nF erforderlich.

: Lj Lj : I 2 TI

Abb. 18. Siebkette.

Man kann eine solche Kette auch mit einem Kondensator beginnen und endigen lassen; beim Netzanschlußgerät wird man gern die —Leitung, besonders wenn sie geerdet ist, unmittelbar, die + Leitung aber über die Spulen zuführen. Man erhält dann folgende Anordnung: zuerst einen Parallelkondensator von 2,5 dann in der einen Leitung eine Spule von 0,4 Я, dann einen Parallelkondensator von 5 [iF und wieder eine Spule von 0,4 E und schließlich einen Kondensator von 2,5 {iF.

Soll ein solcher Kettenleiter im Anschluß an einen Gleichrichter betrieben werden, der vom 50-Hertz-Wechsel-stromnetz gespeist wird, so liegen die störenden Frequenzen bei 50 Hertz bzw. bei Vollweggleichrichtung (Ausnutzung der positiven und negativen Halbwelle) bei 100 Hertz. Dementsprechend müssen die Spulen und Kondensatoren den zehn- bzw. fünffachen Wert der vorher angegebenen Größe haben; außerdem sind drei bis vier Glieder notwendig, um einen genügend reinen Gleichstrom zu erzielen.

Vertauscht man in Abb. 17 Spulen und Kondensatoren gegeneinander, so erhält man die Kondensatorleitung; sie läßt nur Schwingungen hindurch, die über der Eigenfrequenz eines Gliedes liegen. Von den anderen Möglichkeiten sei noch die Sieb kette erwähnt; sie läßt nur einen bestimmten Frequenzbereich ungehindert hindurchgehen, der zwischen der Frequenz eines Zweiges und der eines ganzen Gliedes liegt (Abb. 18).

13. Brücken- und Differentialschaltung.

Durch eine besondere Stromverzweigung kann man es erreichen, daß zwischen zwei Punkten, die nicht miteinander verbunden zu sein brauchen, keine Spannung entsteht.

C,

Abb. 19. Brückenschaltung.

Abb. 19 stellt eine solche Anordnung dar, die Brückenschaltung genannt wird. Wenn die in den Zweigen ab, bc, cd und da liegenden Widerstände die Bedingung erfüllen ab: da=bc\ cd, verteilt sich ein von a nach c fließender Strom so, daß der Spannungsabfall von a nach b gleich dem von a nach d ist. Demnach

ist es für den Diagonalzweig bd ganz gleichgültig, was für ein Strom von a nach c fließt. Ganz genau so ist es auf den Zweig ac ohne Einfluß, was im Zweig bd geschieht. In dem gezeichneten Beispiel hat der Kondensator C₂ gar keinen Einfluß auf die Eigenfrequenz des Kreises, in dem Сг liegt; die Frequenz be-

trägt G =

. -—, wenn L* = Lo— L ist. Andererseits Я |/2 LGX

wird auch eine Schwingung, die über die gleichen Spulen

und Widerstände aber über C₂ verläuft, von Cx nicht

beeinflußt werden :    __

2 я⁻ j/2 L C₂.

In der Wirkungsweise ist die Differentialschaltung ähnlich. Abb. 20 stellt die Schaltung mit einem genau in der Mitte angezapften Transformator dar. Für einen in der Richtung ac fließenden Strom heben sich die Wirkungen im Transformator vollkom-

W-i

оЛЛН

Abb. 20. Differentialschaltung.

men auf, wenn Rx = R₂ ist und sich deshalb der Strom auf beide Hälften gleich verteilt. Auf der Sekundärseite wird also keine Spannung entstehen. Nur eine Differenz der Ströme würde eine Wirkung ergeben, daraus erklärt sich der Name der Schaltung.

Auch hier lassen sich die Verhältnisse umkehren; wirkt eine Spannung auf der Sekundärseite, so tritt wohl an den Punkten bd eine Spannung auf, nicht aber an ac.

14. Die Antenne.

Die Antenne dient dazu, die elektromagnetische Energie der vom Sender ausgestrahlten Wellen aufzufangen und dem Empfangsgerät zuzuführen. Die gewöhnliche Form ist die Hochantenne, ein ein- oder mehrdrähtiges Gebilde, das sich möglichst hoch über den Erdboden erhebt. Zu ihr gehört entweder eine Erdung oder ein G e g e n g e w i e h t, Unter Erdung versteht man die Verbindung mit dem Grundwasser oder sonst einem gutleitenden, gewöhnlich in der Erde liegenden ausgedehnten Gebilde, z. B. Lichtnetz, Gasleitung oder Wasserleitung. Das Gegengewicht kann

ganz symmetrisch zur Antenne sein oder ein beliebig geformtes Drahtgebilde unter ihr, gewöhnlich ausgedehnter als sie.

Die Antenne stellt mit der Erde (oder dem Gegengewicht) eine besondere Art eines Schwingungskreises dar. Das Kennzeichen des geschlossenen Kreises war es, daß man sich die Induktivität in der Spule und die Kapazität im Kondensator zusammengefaßt denken konnte.

II

/////////

Abb.21. Geerdete Antenne.

/777/777

Abb. 22. „Verlängerte“ Antenne.

//////////

Abb. 23. Antennenschaltung „Lang“.

7T7T7TT7

Abb. 24. „Verkürzte“ Antenne.

Dagegen bildet der Antennenkreis einen offenen Schwingungskreis, bei dem jedes Leiterstück sowohl etwas Kapazität wie Induktivität hat. Der gesamten Induktivität und Kapazität entspricht eine bestimmte Eigen welle der Antenne (Abb. 21)¹). Durch Einschalten einer Spule wird die Antenne „verlängert“, d. h. auf längere Wellen abstimmbar gemacht (Abb. 22). Zur weiteren Verlängerung (und man darf dabei auf das beliebig Vielfache der Grundwelle abstimmen!) wird ein Kondensator zur Spule geschaltet, der damit zur Antennenkapazität

parallel liegt. Diese Schaltung nennt man „lang“ (Abb. 23). Will man die Antenne auf kürzere Wellen abstimmen, so wendet man die „Verkürzung“ durch einen Kondensator an (Abb. 24), der nun mit der Antennenkapazität in Keihe liegt und sie somit verkleinert (siehe S. 15). Zur Ankopplung an den Empfänger müßte man dabei den Kondensator verwenden, was nicht gebräuchlich ist; man nimmt lieber noch eine Spule hinein (Abb. 25), die etwas verlängert, und verkürzt dann mit einem Kondensator um so mehr, indem man ihn kleiner als im vorhergehenden Falle wählt (Schaltung „kurz“). Den Nachteil der dadurch vergrößerten Dämpfung nimmt man in Kauf, da der Vorteil der leichteren Bedienung erheblich ist. Es ist nicht zweckmäßig, die Antenne auf weniger als die Hälfte ihrer Eigenwelle zu verkürzen; von da ab ist eine kleine Antenne günstiger.

Abb. 25. An

Als Beispiel für die Anwendung der angestellten //// h/777 Betrachtungen möge die Zusammensetzung eines / Antennenkreises angegeben werden, der von 150 m bis 3000 m abstimmbar sein soll. Die Eigenwelle tenn,ejKurz“ Ung der Antenne betrage 200 m bei einer Antennenkapazität Ca = 500 cm. Es werde ein Drehkondensator von Cmin = 100 cm bis (7max = 1000 cm verwendet. Unter Benutzung der Formel:

dern = 2 71 • 3 * io¹⁰ • j/i/Henry * UFarad

(wobei 1 cm = ^ • 10⁻¹¹ Farad) ergibt sich in Schaltung lang

(U = Ca + Umax) für die längste Welle die Spule von 1,5 • 10— 3 Henry, die bis 2000 m herunterreicht (hierbei C = Ca + (7min) ; in Schaltung kurz überdeckt sie den Bereich von 1450 m bis 600 m ; dabei ist

— bzw.

Hin \

n_ Ca * Umax

c~cl+c

Ca * Umin Ca + Umin

Um den dazwischenliegenden Bereich zu überdecken, errechnet sich für Langschaltung eine Spule von 0,67 • 10“ ³ Henry; in Kurzschaltung geht es mit dieser Spule von 970—370 m ; für den restlichen Bereich braucht man dann noch eine Spule von 0,11 • 10~³ Henry; zusammenfassend ergibt sich:

Induktivität 1,5 -IO“³ Я 0,67 • 10“³ Я 1,5 • 10“ ³ Я 0,67 • 10“³ Я 0,11-10"³ Я

3000—2000 m 2000—1300 m 1400— 600 m 970— 370 m 375— 150 m

Wellenbereich Spule Schaltung lang lang kurz kurz kurz

Die gebräuchlichsten Formen sind T- und L-Antennen. Höhe und Länge richtet sich nach den besonderen Verhältnissen. Im weiteren Sinne sind somit auch Zimmer-antennen Hochantennen. Andere Behelfsantennen (Treppengeländer, Hausklingelanlagen usw., die auch manchmal als. Erde verwendet werden) sind in ihrer Wirkung ähnlich aufzufassen; es kann aber auch noch eine Übergangsform zur nachfolgend beschriebenen Rahmenantenne vorliegen.

Die Rahmenantenne ist eine vergrößerte Spule, die sich zum Empfang verwenden läßt, da sie vom magnetischen Feld der ankommenden Wellen beeinflußt wird. Ihre Energieaufnahme ist viel kleiner als die der Hochantenne. Sie hat aber auch den Vorteil, für Störungen (Luftstörungen, Störung durch Straßenbahnen usw.) unverhältnismäßig weniger empfindlich zu sein, so daß die Verstärkung viel weiter getrieben werden kann als bei der Hochantenne. Zudem hat sie den Vorteil der Richt-wirkung, indem sie hauptsächlich die in Richtung ihrer Windungsebene liegenden Stationen empfängt, die dazu senkrecht liegenden nicht. Die Windungszahl und die Windungsfläche wird mit Rücksicht auf den in Betracht kommenden Wellenbereich gewählt, am besten so, daß die Rahmenantenne als Induktivität mit einem entsprechenden Kondensator unmittelbar abgestimmt werden kann.

/7777777

/7777777

Abb. 26. Beverage-Antenne.

Aus den besonderen Antennenarten sei die Beverage-antenne angeführt (Abb. 26). Sie wird bei nur wenigen Metern Höhe ungefähr zweimal so lang als die zu empfangende Welle gewählt und ist am Ende über eine Spule oder einen Schwingungskreis geerdet. Da sie auf diese Weise einer in ihrer Richtung ankommenden Welle auf eine größere Strecke hin Energie entziehen kann, nimmt sie mehr auf als eine gewöhnliche Antenne und besitzt eine ausgesprochene Richtwirkung. Das ist natürlich nicht immer ein Vorteil; außerdem arbeitet sie nur auf einem begrenzten Wellengebiet gut. Deshalb kann sie im allgemeinen nicht zum Bau empfohlen werden; die Kenntnis ihrer Wirkungsweise aber mag manche besonderen Erscheinungen an Behelfsantennen erklären.

15. Die ausgesandten Wellen.

Die drahtlose Telegraphie arbeitet mit gedämpften und ungedämpften Wellen, die in kurzen und langen Intervallen, den Morsezeichen entsprechend, ausgesandt werden. Auf der Empfangsseite ist dann ein morsekundiger Hörer oder ein Morseschreiber notwendig. Im Verkehr der Großstationen werden mehr besondere Maschinengeber und Maschinenempfänger verwendet, die ein sehr viel schnelleres Arbeiten ermöglichen.

Die drahtlose Telephonic benutzt nur die ungedämpften Wellen, wie sie Lichtbogensender, Maschinensender und Röhrensender erzeugen. Die an sich gleich-bleibenden Schwingungen werden im Rhythmus der Sprache verändert; sie werden „moduliert“. Die Sprech-und Musikschwingungen sind ungeheuer mannigfaltig, sie setzen sich aus Frequenzen verschiedenster Stärke (1: 1000) im Gebiet von 40—10000 Schwingungen je Sekunde zusammen; durch die entsprechende Beeinflussung der Sender entsteht dann eine modulierte Schwingung. Für den einzeln herausgegriffenen Fall, daß eine Trägerhochfrequenz fx mit nur einer Tonfrequenz /₂ beeinflußt wird, ergibt für die Schwingung

г = а • sin 2 7г/х i (1 + b • cos 2 п /₂ 0

und ausgerechnet

ab

ab

= а • sin 2 тг /i t + - sin 2 n (/г — /₂) t + ~ sin 2n(f₁+ /а) l,

das bedeutet, daß hierbei neben der unverändert bleibenden Trägerfrequenz eine etwas kleinere (/x — /₂) und eine etwas größere (/x + /₂) auftritt. Hat man mehrere verschiedene Tonfrequenzen /₂, so entstehen ganze Seitenbänder von Frequenzen, deren Breite von der tiefsten und höchsten Tonfrequenz abhängt. Bei den gewöhnlichen Rundfunkwellen ist sehr groß gegen /₂, so daß die relative Frequenzbandbreite nicht sehr groß ist. Rechnet man mit Tonfrequenzen bis 10000 Hertz, so liegen für die Rundfunkwelle Я = 300 m die Seitenbänder zwischen 297 und 303 m.

Wie durch die Modulation eine Schwingung aufgespalten erscheint, so kann man sich zwei wenig verschiedene Schwingungen verschiedener Sender zu einer einzigen modulierten zusammengesetzt denken. Sind die Schwingungen gleich stark, so ergibt sich

• sin 2 тгЦА

sin2 rc fx t + sin2 7t/₂ t = 2 • cos2 7r

и

d. h. es entsteht eine Schwingung (Schwebung genannt), deren Frequenz der mittleren Frequenz entspricht \ (fx + /₂) und deren Amplitude mit der Differenzfrequenz \(!г—/₂) schwankt. Beachtet man, daß sowohl beim positiven wie beim negativen Höchstwert der Differenzfrequenz positive und negative Höchstwerte der mittleren Frequenz auf-treten, so erhält man die Schwebungsfrequenz, die nach der Gleichrichtung in Erscheinung tritt, zu /x — /₂.

16. Die Einstrahlung.

Auf eine einfache, senkrechtstehende Antenne, die auf Resonanz abgestimmt sei, wirkt auf der ganzen Länge das elektrische Feld der ankommenden Wellen und die in ihr erzeugte elektromotorische Kraft ist der Feldstärke und der wirksamen Antennenhöhe h proportional. Je nach der Gestaltung der Antenne, nach ihrer Umgebung und der Erdung verschieden, kann man im Mittel ²/₃ der größten Antennenhöhe als wirksam annehmen. Die aufgenommene Leistung hängt aber nicht nur von der elektromotorischen Kraft, sondern auch noch vom Widerstand der Antenne ab, der sich aus Strahlungs-, Nutz- und Verlustwiderstand zusammensetzt.

Formel Rs = 160 7r²

Für den Strahlungswiderstand Rs findet sich²) die / \ 2

2 ; es geht demnach durch Wieder-

ausstrahlung um so mehr verloren, je größer die wirksame Höhe h und je kleiner die Wellenlänge Я ist. Durch die Wiederausstrahlung wird das ursprüngliche elektromagnetische Feld in der Umgebung geändert; es macht sich in der Richtung der Wellen eine Schatten Wirkung der auffangen-den Antenne bemerkbar, so daß z. B. das Feld im Abstand einer Wellenlänge u. U. nur ³/₄ seiner ungestörten Stärke besitzt. Schwingt die Antenne in ihrer Eigenwelle, d. h. beträgt ihre ganze Höhe y₄ der Wellenlänge, so hat der Strahlungswiderstand seinen größten Wert von rund 40 ß; für größere Höhen gilt die angegebene Formel nicht mehr.

Den Nut zwider st and stellt der Widerstand der Gleichrichteranordnung z. B. des Detektors dar; ist statt dessen der Gitterkreis einer Hochfrequenzverstärkerröhre angeschaltet, so ist sinngemäß der Widerstand dieses Kreises als der nutzbringende anzusehen. Der Verlustwiderstand (der Ohmsche Widerstand der Antenne und der Erdung) muß gegenüber dem nutzbringenden sehr klein gehalten werden.

Es gilt dann, daß die Empfangsleistung am größten wird, wenn der Detektorwiderstand gleich dem Strahlungswiderstand R wird (vgl. Anpassung S. 50). Es entspricht also jedem Detektorwiderstand eine bestimmte günstigste wirksame Höhe h, die sich aus der angeführten Formel für Rs errechnet, und umgekehrt. Man könnte danach mit beliebig kleinem Detektorwiderstand und dadurch mit beliebig kleiner Antenne die größte Empfangsleistung erzielen, wenn nicht der Verlustwiderstand, der linear mit der Verkleinerung der Antennenhöhe ab nimmt, immer klein bleiben müßte gegenüber dem Strahlungswiderstand, der quadratisch abnimmt.

Eine ähnliche Betrachtung gilt f ür die R a h m e n a n t e n n e mit der Fläche F und w Windungen; ihre wirksame Höhe ist h = 2 л w —--cos#; dabei bedeutet ос denWinkel zwischen

Л

der Wicklungsachse und den magnetischen Feldlinien. Demnach hat ein Rahmen von 2 qm Fläche und 25 Windungen bei einer Wellenlänge von Я = 314 m eine wirksame Höhe von nur 1 m.

Für den Fall, daß die Antenne entdämpft wird (s. S. 54), werden die Empfangsverhältnisse günstiger. Die Empfangsleistung kann ein Vielfaches der bisher als größten angegebenen erreichen, wenn der Nutzwiderstand ein Vielfaches des StrahlungsWiderstandes beträgt. Zugleich wächst auch die Wiederausstrahlung, so daß möglicherweise ein Empfänger einen sonst für ihn zu schwachen Sender aufnehmen kann, solange sein Nachbar den gleichen Sender mit Rückkopplung auf die Antenne empfängt.

Die Stärke der Wellen, die an einem Orte empfangen werden sollen, darf ein bestimmtes Maß nicht unterschreiten. Denn durch die jederzeit und an jedem Orte vorhandenen Störungen sind dem Empfänger Grenzen gesetzt. Es gelingt schließlich nicht mehr, die mit den schwachen, ankommenden Wellen ein dringenden Störungen auszusieben, da besonders die atmosphärischen Störungen alle Wellenlängen enthalten. Jede angewandte Verstärkung kommt somit auch der Störung zugute, darum kann man auch so den Empfang nicht mehr verbessern. Es ist bis jetzt noch nicht gelungen, alle Arten von Störungen zu unterdrücken, die teils am Orte (Kraftnetz, Straßenbahn usw.), teils irgendwo in der Atmosphäre ihren Sitz haben. Nach dem heutigen Stande kann man, für den Rundfunk wenigstens, am Empfänger nicht mehr viel verbessern, sondern man muß durch Erhöhung der Sendeenergie die Störungen zu übertönen versuchen.

IL Detektor und Köhre.

17. Der Detektor.

Eine Möglichkeit, aus den modulierten Hochfrequenz-Schwingungen die Tonfrequenzen zu gewinnen, liegt in der Gleichrichtung.    Entsprechend seiner Trägheit könnte

das    Telephon    diesen    Schwingungen    nicht folgen    und

würde    sich gemäß    dem

immer    gleich Null    blei

■» *

benden Mittelwert der Schwingungen nicht aus seiner Ruhelage bewegen. Man verwandelt des-

>- halb die hochfrequenten

Abb. 27. Detektorcharakteristik und Gleichrichtung¹.

— f Schwingungen in Stromstöße nach nur e i n er Ridiez tung, die dann zusammen einentonfrequentenStrom-J stoß über das Telephon У ergeben, wie es in Abb. 27 dargestellt ist. Nötig ' ist es dabei, über einen Kontakt zu verfügen, der dem Strom in verschiedener Richtung einen sehr verschiedenen Widerstand entgegensetzt. Solche Kontakte bilden Mineralien, besonders Kristalle, gegeneinander oder gegen Metallspitzen; man nennt solche Zusammenstellungen Detektoren. Wie sie sich für die Gleichrichtung eignen, erkennt man aus ihrer „Charakteristik“, die die Abhängigkeit des Stromes von der Spannung angibt (Abb. 27a). Tritt z. B. an der Spule in Abb. 28 eine Spannung von der Form e auf, die von irgendeinem Empfangskreis herrühren mag, so fließt durch den

Detektor der Strom i (siehe Ъ und c Abb. 27) ; an den Punkten у und z teilt sich der Strom gemäß den Wechselwiderständen. Der hochfrequente Anteil (---— in c)

fließt über den Kondensator, der tonfrequente Anteil nimmt den für ihn günstigeren Weg über das Telephon, wo er eine entsprechende Membranbewegung hervorruft.

Für die Hochfrequenz (es sei /x = 1000000) bedeutet der Kondensator, dessen Kapazität 1000 да F betragen möge, einen Wider-

stand von

-—7—^ = 160 Ohm, der induktive Widerstand des

U 7C Jl 0

Telephons bei seiner Induktivität von 1 Henry beträgt %nf₁L = 6280000 Ohm. Für eine Tonfrequenz von /₂ = 1000 dagegen ist der kapazitative Widerstand des Kondensators 160 000 Ohm und der induktive des Telephons 6280 S2.

Der Kondensator parallel zum Telephon hat demnach den wichtigen Zweck, der Hochfrequenz einen Weg am Telephon vorbei zu geben.

Denn kann die Hochfre- x quenzspannung nicht am Detektor wirken, so entstehen natürlich auch keine Tonfrequenzströme.

Abb. 28. Detektor mit Vorspannung.

Oft genügt die Kapazität der Zuleitung und die Eigenkapazität der Telephonspule als Weg für die Hochfrequenz; in diesem Falle ist es nicht angebracht, das Telephon an die Punkte x und y zu legen, was sonst für die Wirkung ohne Bedeutung wäre.

Wie die Ab. 27 zeigt, ist die Gleichrichterwirkung eines Detektors nicht vollkommen. Je größer der Neigungsunterschied der beiden Kurvenäste ist, um so besser ist die Gleichrichtung. Liegt der Punkt der stärksten Änderung der Neigung nicht im Nullpunkt, so ist es besser, mit einer so großen Vorspannung zu arbeiten, daß der

Arbeitspunkt an jene Stelle kommt (e₁ in Abb. 27d); zu diesem Zweck schaltet man eine kleine Trockenbatterie in den Detektorkreis, wie es Abb. 28 zeigt.

Der Detektor arbeitet nicht ganz verzerrungsfrei, da die auf treffende Hochfrequenz keinen genau proportionalen gleichgerichteten Strom hervorruft; für kleinere ankommende Schwingungen arbeitet der Detektor bedeutend schlechter als für die größeren. Er ist deshalb für Fernempfang nicht geeignet. Man schreibt ihm sogar eine Reizschwelle zu; das besagt, daß überhaupt keine Gleichrichtung mehr erfolgt, wenn die ankommenden Schwingungen eine bestimmte Größe unterschreiten.

Der Detektor gibt einen sehr klangreinen Empfang, da die Gleichrichterwirkung von der Frequenz unabhängig ist. Die Laut stär к en Verzerrung empfindet das Ohr kaum, zumal sie bei Telephonie klein ist, da der Detektor durch die verhältnismäßig starke Trägerwelle in einem Gebiet besserer und gleichmäßigerer Gleichrichtung arbeitet.

Für die Berechnung des inneren Widerstandes eines Detektors ist die mittlere Steilheit seiner Charakteristik in dem benützten Bereich zugrunde zu legen; ihr ist der innere Widerstand umgekehrt proportional. Sie hängt aber nicht nur von der besonderen Art des Detektors und seiner Einstellung, sondern auch, wie vorher erwähnt, von der Stärke der ankommenden Schwingungen ab. Es schwankt demnach der Wert des inneren Widerstandes in weiten Grenzen, im Mittel kann man vielleicht 300 bis 3000 S2 annehmen.

Man hat auch mit einigem Erfolg versucht, mit dem Detektor Schwingungen zu erzeugen, um ihn auf diese Weise zum Überlagerungs empfang zu benutzen. Bei Rotzinkerz gegen Stahl z. B. gibt es Stellen, wo einer wachsenden Spannung ein abnehmender Strom entspricht. Die damit nach der Art eines Lichtbogensenders erzeugten

Schwingungen sind aber zu unbeständig, um zu einem befriedigenden Erfolg zu führen. Als Schaltung hatte sich die in Abb. 25 angeführte bewährt; an Stelle des Telephons kann ein rein Ohmscher Widerstand von einigen 100 J2 treten, wenn die Anordnung nur als Überlagerer arbeiten soll. Die Schwingungsenergie wird von der mit Hilfe des Spannungsteilers regelbaren Batterie (30—40 Volt) geliefert.

Schaltungen mit zwei Detektoren versprechen kaum Erfolg. Sind die Kopplungsverhältnisse günstig gewählt, so erhält der eine Detektor schon das verfügbare Maximum an Hochfrequenzenergie. Wird diese Energie auf 2 Detektoren verteilt, so arbeitet jeder schlechter; denn je größer die Spannung, um so besser die Gleichrichterwirkung. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß es sehr vorteilhaft ist, zwei Detektoren wahlweise ein-schaltbar vorzusehen. Man hat dann nicht nur den Vorteil, einen Detektor als Ersatz bereit zu haben, sondern auch den viel wesentlicheren, daß man planmäßig, indem man die beiden vergleicht und immer den schlechteren nachstellt, eine sehr gute Einstellung erzielen kann, ohne zwischendrin durch das Suchen einer besseren Stelle die gute zu verlieren.

18. Die Eingitterröhre.

Die gebräuchlichsten Röhrenarten haben in der Mitte eines möglichst luftleer gepumpten Glasgefäßes einen Glühdraht; darum ist spiralen- oder gitterförmig das Gitter und noch weiter außen als Metallzylinder die Anode gelegt. Der Glühdraht besteht aus Wolfram und ist oft mit einem geeigneten Oxyd oder einer Thoriumschicht überzogen. Wenn er erhitzt wird, sendet er freie Elektronen aus; das sind die kleinsten Teile der Elektrizität,

und zwar sind sie negativ; man sagt also wohl: der (positive) Strom fließt von der Anode zur Glühkathode, physikalisch liegt aber die Anschauung zugrunde, daß ein (negativer) Elektronenstrom in umgekehrter Richtung fließt. Die ausgesandten freien Elektronen werden durch die elektrischen Kräfte zur positiv geladenen Anode getrieben.

Dabei müssen sie AnodensfHinnuna durch das Gitter hindurch, das sie je nach seiner Ladung entweder beschleunigt oder verzögert.

Die Wirkungsweise der Röhre kann man aus den Kennlinien ablesen, die für verschiedene Spannungen (ea) einer im Anodenkreis liegenden Batterie die Abhängigkeit des Anodenstromes (ia) von einer am Gitter wirkenden Spannung (eg) darstellen (Abb. 29). Im gezeichneten Beispiel ruft eine Änderung der Gitterspannung (dea) von 8 V eine Anodenstromänderung (dia) von 4mA hervor; daraus kann man die Steilheit S der Röhre berechnen:

Änodenslrom in 10mA

~~ealdOV bei starker Heining

-20    10

6,

s'

y'

____ea 100 V

ea 00 V

Gilierspannung

bet schwacher Heilung

l9

0    +10 Voll

Abb. 29. Röhrenkennlinie

dia

4 • 10-³ A

r“i

-=0,5-10-3.    .

⁶ deg

Um die gleiche Änderung des Anodenstromes hervorzu-

rufen, muß die Anodenspannung uni dea = 40 7 geändert werden, d. h. das Gitter wirkt fünfmal so stark und der Verstärkungsfaktor v beträgt somit

40 7 E

ТГ⁵'

d Cd

deg

Den umgekehrten Wert, der zeigt, wie stark die Anode gleichsam durch das Gitter durchgreift, nennt man Durchgriff D, der gewöhnlich in Prozenten angegeben wird:

D = —

deg

dea

40 7

— = 20 °/₀.

Es gibt also D mit andern Worten an, wieviel Prozent einer Spannung am Gitter die gleiche Wirkung auf den Anodenstrom haben, welche die Spannung selbst an der Anode ausübt.

Im Anodenkreis bietet die Röhre einen Widerstand, indem einer Anodenspannungsänderung dea^fß^> feiną. Anodenstromänderung dia = 4 mA entspriamC^ rechnet sich der innere Widerstand Ri zi^yf

_    40    7

dia~ 4* 1(Й1

Außer diesen Größen, die übrigens nur auf oder „geraden Teil“ der Kennlinie eine eindë haben, muß man noch den Sättigungsstrom (im an-geführten Beispiel 5—10 mA je nach der Heizstromstärke) und die notwendige Heizleistung (z. B. 0,2 A bei 2,5 7) kennen, um die Röhre für einen bestimmten Verwendungszweck auswählen zu können. Ganz allgemein kann die Röhre auf Grund der angeführten Eigenschaften bei Empfängerschaltungen als Gleichrichter, Audion, Verstärker und Schwingungserzeuger Verwendung finden.

Ri =

d&a

CO

lOflOiÆ.

Hi

■ • >.'V'

OXBücherei/^

Es ist bei den später folgenden Schaltbildern grundsätzlich der Heizkreis und die Anodenbatterie weggelassen, da sie sich im wesentlichen bei allen Schaltungen gleichbleiben. Im Heizkreis (Abb. 30) liegt eine Stromquelle (z. B. Akkumulator oder Trockenelement) und in Reihe damit ein Widerstand, der zu Röhre und Heizbatterie passen muß (s. S. 59). Die richtige Heizung wird meistens durch Beobachtung der Glühfadentemperatur eingestellt; will man Meßinstrumente verwenden, so schaltet man entweder ein Amperemeter in Reihe mit dem Glühfaden oder ein Voltmeter parallel zu ihm. Die zweite Art hat den Vorzug, daß man leicht das gleiche Instrument durch Umschaltung für verschiedene Röhren verwenden kann; beim Ab-Rl schalten des Instrumentes steigt allerdings J die Spannung etwas an, da dann der Spannungsverlust des Voltmeterstromes im Heizwiderstand wegfällt; das macht praktisch wenig, vielleicht 5—10°/o aus. Die Anodenspannung wird gewöhnlich veränderlich gemacht, z. B. durch Abgriffe an Trockenbatterien oder Akkumulatoren, welche die abgegriffene Spannung abzulesen gestatten. Ein gegebenenfalls verwendetes Voltmeter ₊д wird man ausschaltbar machen, um die Batterie nicht dauernd mit dem Voltmeterstrom zu belasten. Wenn nicht anders bemerkt, bedeutet + A immer den Anschluß des Pluspoles der Anodenspannung, -f H den Anschluß des Heizwiderstandes und des Pluspoles der Heizspannung und — den Anschluß des Minuspoles der Heizspannung; mit ihm ist gewöhnlich der Minuspol der Anodenspannung auch verbunden; es ist aber ebensogut möglich, diesen mit dem Pluspol der Heizspannung zu verbinden.

Kv>

JullV

4#№MW

Abb. 30. Röhre mit Batterie und Spannungsteiler.

19. Die Doppelgitterröhre.

Die angeführten Größen Ri und v ergeben sich aus der räumlichen Anordnung von Heizfaden, Gitter und Anode in der Röhre und lassen sich nicht beliebig verändern. Will man durch entsprechenden inneren Bau der Röhre den Yer-

Stärkungsfaktor v möglichst groß machen, so wird dadurch der innereWiderstand und die notwendige Anodenspannung unerwünscht hoch. Hier hat sich nun die weitere Einschaltung eines Gitters als nützlich erwiesen.

Nilliampere 4

Anodenstrom bei Anodenspannimj

ea-10 V

Schaltet man es zwischen Heizdraht und Steuergitter und gibt man ihm eine geringe positive Spannung, so zerstreut es die hemmende Wirkung der ausströmenden Elektronen, welche diese auf sich selbst ausüben, indem sie die Umgebung des Glühdrahtes mit einer Raumladung erfüllen. Man nennt diese Schaltung darum die Zerstreuungs- Zersteuu,„t/erstn>m]f3 gitterschaltun g.    M Anodenspannung

ea=6V

e,rIOV-

€₀=6V

14 -8 4 0 4 8 Voll

ip Güterstrom

Unterspannung

Schaltet man das zweite Gitter zwischen Steuergitter und Anode und gibt man ihm eine fast so hohe Spannung wie der Anode, aber unmittelbar von der Batterie her, so wird es das Steuergitter vor der Kückwirkung der Ano- Abb. 31. Kennlinie der Doppelgitterröhre, denspannungsschwankung    ^

schützen; damit wird der Verstärkungsfaktor v = —

deg

der ja das Verhältnis der Anoden zur Steuergitterspannung für die gleiche Änderung des Anodenstromes bedeutet, groß. Diese Schaltung heißt Schutznetzschaltung.

Die Doppelgitterröhren geben außer den genannten Vorteilen verschiedene schaltungstechnische Möglichkeiten, die erst zu einem Teil untersucht und ausgenützt sind. Aber grundsätzlich kann an jeder Stelle, an der eine Eingitterröhre verwendet ist, auch eine Doppelgitterröhre verwendet werden, und sie bietet immer einen Vorteil, den man je nach den Erfordernissen der Anordnung durch die Anwendung einer der zwei genannten Schaltungen erreichen kann.

Die Kennlinien einer Doppelgitterröhre in Zerstreuungsgitterschaltung stellt Abb. 31 dar; die Spannung des Zerstreuungsgitters (auch Raumladungsgitter genannt) ist gleich der Anodenspannung gewählt. Auf den Verlauf des Zerstreuungsgitterstroms sei besonders hingewiesen. Da hier der Strom mit wachsender Spannung fällt, so nennt man ihn im Gegensatz zum Ohmschen Widerstand, der sich umgekehrt verhält, einen „fallenden¹¹ Widerstand. Eine solche Eigenschaft ist immer auf ein bestimmtes Gebiet (hier —8 bis +4 Volt Gitterspannung) beschränkt.

¹

Die gestrichelten Linien deuten die elektrischen Kraftlinien an.

²

Siehe R. Rüdenberg, Aussendung und Empfang elektrischer Wellen; Springer, Berlin 1926.

20. Die Gleichrichtung mit der Röhre.

-\2V

Abb. 32.

Röhrengleichrichtung'.

Verlegt man den Arbeitspunkt an der Röhre so, daß man am unteren Knick der Kennlinie arbeitet (in der Abb. 29 bei 50 V Anodenspannung mit —12 V Vorspannung im -i Gitterkreis), so wirkt die Röhre als Gleichrichter: ihre Charakteristik hat fast den gleichen Verlauf wie die des [] Detektors (vgl. Abb. 27). Dementsprechend gilt die gleiche Erklärung wie dort. Ein Unterschied besteht insofern, als das Gitter der Röhre keine Leistung aufnimmt, - +H +A sondern die Leistung im Telephon an der Anodenbatterie der Röhre aufgebracht wird und die Spannung am Gitter nur die Steuerung besorgt (Abb. 32). Da jede Leistungsabgabe eine dämpfende Rückwirkung auf den Schwingungskreis hat, so ist dadurch die Röhrengleichrichtung der Detektorgleichrichtung überlegen.

21. Das Audion.

GÜL

Bei der Gleichrichterschaltung wird nur die eine Hälfte einer Schwingung ausgenutzt; es gibt eine wirksamere Ausnutzung der Röhre, bei der nicht der Knick der Anodenstromkennlinie, sondern der der Gitterstromkennlinie benutzt wird.

+H - +Л Abb. 33- Audion.

Die entsprechende Schaltung zeigt Abb. 33. Man nennt sie die Audionschaltung. Die Wirkungsweise erklärt die Zeichnung des Spannungsverlaufes im Gitterkreis (Abb. 34).

Durch die gestrichelte Kurve sei die hochfrequente Spannung angegeben, die vom Schwingungskreis herkommt. Für sie ist der Kondensator kein Widerstand. Solange die Gitterspannung positiv ist (zwischen den Punkten lu. 2), fließt ein Elektronenstrom auf

A-

A

-J.

г\\ //3

-\х/л

Abb. 34- Gitterspannungsverlauf beim Audion.

das Gitter entsprechend der Charakteristik (siehe Abb. 29, ♦ S. 42). Dadurch wird der Kondensator negativ, wie die punktierte Linie zeigt. Während der negativen Halb welle (zwischen 2 und 3) fließt über den hochohmigen Widerstand ein geringer Teil der Ladung wieder ab. Die nächste positive Halbwelle wird nur auf einem kleinen Stück am Gitter eine positive Spannung erzeugen, was ein weiteres Absinken der Gitterspannung zur Folge hat. Hören die Schwingungen

auf (bei 4), so wird der Kondensator langsam über den Widerstand wieder auf seine normale Ausgangsspannung gebracht. Der Anodenstrom macht die gleiche Änderung wie die Gitterspannung, und im Telephon gelangt die Absenkung (.... 1—5) zur Wirkung, indem die vom Daueranodenstrom (3 mA nach Abb. 29) angezogene Membrane etwas losgelassen wird und so den Stromstoß auf die Luft überträgt.

Aus der Erklärung gehen die Richtlinien für die Wahl des Gitterkondensators C und des Ableitungswiderstandes R hervor, die zusammen das Wesen der Audionschaltung ausmachen. Ist C klein, so wird seine Spannung schon, wenn wenig Elektronen auf ihn kommen, stark negativ; er wird dann aber ebenso schnell seine Ladung während der längeren Zeit der negativen Gitterspannung über R verlieren. Ist er zu groß, so sinkt die Spannung zu langsam ab. Als richtiger Mittelwert gilt 100—300 cm. Ein zu kleines R leitet zu schnell ab und bildet schließlich auch einem Nebenweg für die Hochfrequenz: gewählt wird R zwischen 0,5 und 2MJ2. Durch eine solche Wahl wird erreicht, daß die mittlere Gitterspannung der Modulation der ankommenden Hochfrequenzschwingung „folgen“ kann, und die Tonfrequenzen unverzerrt wiedergegeben werden. Die günstigen Größen von R und C sind allerdings von Tonfrequenz und Tonstärke abhängig und dadurch läßt sich bei einer guten Ausnutzung der Audionwirkung eine ganz unverzerrte Wiedergabe nicht erreichen.

Der Widerstand R kann unter Umständen ganz wegbleiben, * und doch ist noch eine Audionwirkung vorhanden. Das kann daran liegen, daß die nicht sehr gute Isolation des Kondensators oder des Röhrensockels einen Ableitungswiderstand darstellt. Es ist auch möglich, daß die dann auftretende hohe negative Ladung die Bedingung für das Arbeiten der Röhre als Gleichrichter gibt (s. S. 46).

Ein Telephonkondensator ist im allgemeinen nicht not-

wendig; seine gegebenenfalls günstige Wirkung beruht auf schwacher unbeabsichtigter Rückkopplung (s. S. 53) oder darin, daß er die zwar nur schwach ausgeprägte Tonfrequenzresonanzlage des Telephons günstig verschiebt.

22. Die Verstärkung.

Die vielseitigste Anwendung findet die Röhre als Verstärker. Da die Spannung am Gitter den praktisch trägheitslosen Elektronenstrom steuert, so können die höchsten Frequenzen verstärkt werden. Bei der Verstärkung handelt es sich im allgemeinen darum, eine möglichst hohe Spannung ans Gitter zu bringen, und dann eine möglichst hohe Leistung dem Anodenkreis zu entnehmen.

Hierfür spielt zunächst der Arbeitspunkt eine große Rolle. Soll unverzerlt verstärkt werden, so muß man den geraden Teil der Charakteristik benutzen; z. B. bei 60 Volt Anodenspannung (siehe Abb. 29) kann man ohne besondere Vorspannung im Gitterkreis arbeiten. Zu den Zeiten der positiven Spannungen am Gitter fließt aber, wie die Abb. 29 zeigt, ein Gitterstrom, d. h. der Gitterkreis nimmt eine Leistung auf; das ist unerwünscht, und man arbeitet deshalb mit so großer negativer Vorspannung, daß nie ein Gitterstrom fließt. Hat man größere Gitterwechselspannung, so muß man auch eine größere negative Vorspannung anwenden und größere Anodenspannung, damit man in der Mitte des geraden Teiles der Charakteristik bleibt. Hätte man bei der Röhre von Abb. 29 schon eine Gitterwechselspännung von 10 F, so müßte man eine negative Vorspannung von 10 V wählen, die Röhre stärker heizen und 100 V Anodenspannung nehmen, um diese Spannung unverzerrt auszunutzen.

Welche Leistung eine Röhre bei gegebener Gitterspannung liefert, hängt von der Größe des eingeschalteten Ver-

Saacke, Radiotechnik III.

brauche Widerstandes ab; es gilt hier die Regel von der Anpassung, die besagt, daß ein Generator mit konstanter Spannung dann die größte Leistung abgibt, wenn der äußere Widerstand gleich dem inneren Widerstand ist.

ia

Ri

Dann ist die Gitter Spannung am besten ausgenützt, indem sie die größtmögliche verstärkte Leistung steuert, worauf es ja bei der Röhre ankommt. Der Wirkungsgrad allerdings, den man den Gesichtspunkten der Starkstromtechnik entsprechend als das Verhältnis der nutzbar abgegebenen zu der gesamten von der Röhre gelieferten Leistung definiert, wäre für den Fall der Anpassung nur 50% ; wollte man ihn z. B. auf 95% verbessern, so müßte der Nutzwiderstand R zehnmal so groß wie Ri sein; damit würde i aber die Gesamtleistung auf weniger R als ein Zehntel sinken und zugleich die Nutzleistung auf ungefähr ein Fünftel

1 ihres größtmöglichen Wertes.

60

UH

Abb. 35. Widerstand im Anodenkreis.

Bei der Wichtigkeit, welche die Forde-— rung der Anpassung auch für Detektor kreise usw. besitzt, scheint eine kurze Ableitung zweckmäßig.

Die Röhre kann aufgefaßt werden als ein Generator mit der Spannung ea = v • eg und dem inneren Widerstand Ri. Dann gilt (siehe Abb. 35)

6a — ia' R ia ’ Ri — ia {R -j~ Ri) die abgegebene Leistung Na = il • R

(R + Ri)² ’ R'

Der Höchstwert findet sich für das Verschwinden der Ableitung

dNa

dR

_ 2 Ri)² — ^ R {R “b Ri) _ pv “ßa (АТЖ)⁴ “ ¹

daraus folgt R = Ri. Sehr genau ist diese Bedingung nicht einzuhalten ; eine Abweichung um 50 % gibt erst eine um 10 % verminderte Leistung. Für den Fall, daß man keinen rein Ohmschen äußeren Widerstand hat, (z. B. bei einem Telephon) setzt sich der Gesamtwiderstand aus R-\- ja)L zusammen, was einem Absolutwert von Z = ]/ß² + со² L² entspricht. Jetzt muß Ri = Z sein, wobei zwar Z von со abhängig ist und die Anpassung also nur für eine bestimmte Frequenz genau erreicht werden kann.

Ist der innere und äußere Widerstand, Ri und R, gegeben, so kann man der Regel der Anpassung durch den Einbau eines richtig gewählten Transformators entsprechen. Das Übersetzungsverhältnis n errechnet sich zu

n = — = 1 /~ oder n² R— Ri. %    \ R

Für den Gitterkreis einer Röhre gelten die vorstehenden Betrachtungen nicht ohne weiteres. Da bei negativer Vorspannung (s. S. 42) kein Strom fließt, ist der Gitterwiderstand unendlich; es soll außerdem nur eine möglichst hohe Spannung erreicht und keine Leistung aufgenommen werden. Daraus würde für einen Gittertransformator ein beliebig hohes Übersetzungsverhältnis folgen. Bei der dann notwendigen hohen Windungszahl wird der Wicklungswiderstand groß. Da sich beim Transformator auch eine gewisse Eigenkapazität nicht vermeiden läßt, die noch durch die Zuleitungen und die geringe Gitterkapazität vergrößert wird, so sinkt durch den Ladestrom seine Spannung beträchtlich. Aus diesem Grunde geht man über ein Übersetzungsverhältnis von 1:6 bei der Kopplung zweier Röhren nicht hinaus. Die Spannungserhöhung geht also nicht verlustlos vor sich, im Gegenteil, die ganze zur Verfügung stehende Energie wird aufgewandt, um eine große Spannung am Gitter erzielen zu können.

Die Wicklung des Transformators mit Selbstinduktion und schwer vermeidbarer Eigenkapazität stellt einen Schwingungskreis dar; die daraus folgende Bevorzugung

4*

einer Frequenz (s. S. 17) durch Resonanz im Tonbereich bedeutet eine Verzerrung der Sprache; durch sorgfältige Konstruktion läßt es sich jedoch erreichen, daß die Verstärkung in einem Gebiet von / = 100—5000 einigermaßen gleich bleibt.

Sehr günstig kann man die Resonanz aber bei der Verstärkung von Hochfrequenz verwerten, wo es sich ja nur um ein schmales Frequenzband (s. S. 34) handelt. Beim Übergang auf verschiedene Wellen muß dann aber jeweils z. B. durch einen zugeschalteten Drehkondensator der Gitterkreis abgestimmt werden.

V erwendet man rein OhmscheWiderstände zur Kopplung, so wird man weitgehend von der Frequenzabhängigkeit frei. Man verzichtet dabei allerdings auf eine volle Ausnutzung der Verstärkungsmöglichkeit. Man wählt üblicherweise einen Widerstand von 10000—100000 Ohm im Anodenkreis undläßtden Spannungsabfall, den der Anodenwechselstrom in ihm hervorruft, am Gitter der nächsten Röhre wirken. Zieht man aber in Betracht, daß ja nur die letzte Röhre Leistung abzugeben hat, und daß man bei der* vorhergehenden Röhre nur eine Spannungsverstärkung wünscht, so kommt man auf viel höhere Widerstände als günstig, nämlich 3—6 Millionen Ohm, und erreicht dann durch Verwendung von Spezialröhren (großes v) eine sehr gute Verstärkung.

Am Widerstand R (s. S. 50 Abb. 35) entsteht bei Änderung des Anodenstromes eine Änderung des Spannungsabfalles. Es wird hierbei von dem konstanten Wert der Anodenspannung und des Anodenstromes abgesehen und unter den Änderungen die überlagerten Wechselströme verstanden. Dann lautet die Gleichung

6a = — Ъа R •

Der Anodenwechselstrom ь ist dabei selbst wieder von ex und eg abhängig, wie es die Kennlinien und die daraus für den geraden Teil abgeleiteten Größen S und Ri angeben.

d ia

dia

Ьл —    — * вл H—т— ’ еУ

dea deg

⁼ ii'ea+s'eg

und unter Berücksichtigung der ersten Gleichung

-R~iea+S'e<>-Für die Spannungsverstärkung folgt daraus (s. S. 43) ea __ S • Ri eg ₁₊ Ri

ea

_    i₊* '

R    R

Man sieht, daß für hohes R eine Spannungsverstärkung erreicht wird, die fast gleich dem Verstärkungsfaktor ist. Für transformatorach gekoppelte Verstärker muß, wie früher abgeleitet

wurde, R = Ri sein und damit wird nur = -i- v erreicht; da

вд    dt

aber dort die Spannung auch schon im Eingangstransformator

вл    1

'V

erhöht wird, ist die Gesamtspannungsverstärkung — =

23. Die Schwingungserzeugung.

Der Schwingungskreis LG am Gitter in der Abb. 36 habe auf irgendeine Weise eine Energie zugeführt erhalten; er würde nun (s. S. 19) in gedämpften Schwin- C |    jgr V

gungen abklingen. Da nun der vom ~т~

Gitter gesteuerte Anödenstrom die ¹    ^¹

; v - +# Abb. 36. Rückkopplung-.

gleichen Schwingungen ausführt, kann man durch eine Rückkopplung einen Teil der Energie des Anodenkreises wieder auf den Gitterkreis zurückführen. Trifft nämlich die Beeinflussung, die im gewählten Beispiel induktiv durch Lr erfolgt, auf den Gitterkreis so ein, daß die

vorhandenen Schwingungen unterstützt werden, so werden sie nicht wie sonst abklingen; sie würden ungeschwächt fortbestehen, wenn die zurückgeführte Energie die Verluste gerade ersetzte. Ersetzt sie diese nicht ganz, so werden die Schwingungen nur langsamer abklingen ; es ist gerade so, als ob die Ursache der Verluste, der Widerstand, kleiner geworden wäre. Man sagt deshalb auch wohl, die Röhre wirke in dieser Anordnung wie ein

tömA

„negativer“ Widerstand.

/Г''

#Л

W'

Ui

l'/'

У'/г

-10

-20

Gitterspannung

Abb. 37. Arbeitskennlinie der Röhre.

Rührt die anfangs vorausgesetzte Energiezufuhr zum Gitterkreis von einem fremden Sender her, so werden die von ihm im Gitterkreis erzeugten Schwingungen besonders dann auf -io +20 Volt die ausgeführte Art unterstützt werden, wenn sie mit der Eigenwelle dieses Kreises LC übereinstimmen. Die schon vorher vorhandene Bevorzugung dieser Frequenz durch Resonanz wird also noch viel ausgesprochener, indem man eine der „Entdämpfung“ entsprechende, spitzere Resonanzkurve erhält.

Ist die zurückgeführte Energie größer als die im Kreis verbrauchte, so werden auch die kleinsten Schwingungen anwachsen, bis die Gitterspannung die ganze Röhre aussteuert und der Sättigungsstrom ein weiteres Anwachsen verhindert, wie es weiter unten ausgeführt ist. Die Röhrenanordnung ist damit zum Sender oder Generator geworden.

Die Abb. 37 zeigt genauer, wie weit die Schwingungen anwachsen können. Da die Senderwirkung auf der Verstärkerwirkung beruht, so muß auch hier das günstigste Gebiet für das Einsetzen der Schwingungen am steilsten Teil der Kennlinien liegen, ungefähr in der Mitte des geraden Teiles. Besteht nun eine Schwingung am Gitter vom Höchstwert 10 7, so schwingt der Anodenstrom zwischen den Werten b und c. Die Verkleinerung der Anodenspannung bei b rührt von größerem Spannungsabfall in der Bückkopplungsspule Lr her (Abb. 36), der in diesem Augenblick den größeren Wert b hat; umgekehrt ist es bei c. Es ist also an der Röhre bei großem Strom kleine Spannung und umgekehrt, also gerade das Gegenteil, wie bei einem Widerstand. Die vom Anodenstrom während der Schwingung durchlaufene Linie bc, die Arbeitskennlinie der Röhre, ist also sowohl von der Röhre als auch dem Widerstand im Anodenkreis abhängig. Steigt die Gitterspannung weiter bis ±20 Volt, so wird die mittlere Steilheit (ad) der Arbeitskennlinie kleiner; man sieht, eine weitere Gitterspannungserhöhung wird den Anodenstrom nicht mehr vergrößern können. Es wird sich also nur eine solche Gitterspannung erhalten können, bei der entsprechend der Arbeitskennlinie der Anodenstrom soviel Energie zurückliefert, daß er gerade die Verluste des Gitterkreises deckt.

Die Frequenz der entstehenden Schwingung hängt nur von den Wechselwiderständen im Gitter- und Anodenkreis ab. Ist z. B. nur der Gitterkreis ein Schwingungskreis, so wird nahezu seine Eigenfrequenz erregt. Wirkt nun dazu noch von der Antenne her eine fremde Schwingung /₂, so tritt im Gitter- und Anodenkreis die Überlagerungs-Schwingung /3 auf (s. S. 35). Abb. 38 zeigt den Verlauf der drei Frequenzen in Abhängigkeit des Gitterkreiskondensators. Dabei zeigt sich manchmal, daß links und rechts vom Resonanzpunkt a (fx = /₂) ein Mitnahmebereich be be-

Frequenz

steht. Das rührt daher, daß bei der geringen Verstimmung des Gitterkreises gegenüber /₂ die fremde Schwingung zu

stark ist: durch die hohe Gitter Spannung der fremden Frequenz wird die mittlere Steilheit der Arbeitskennlinie (s. S. 54, Abb. 37) so klein, daß die eigene Schwingung nicht bestehenkann. Sonst aber stellt die Überlage-_ rungsschwingung /₃, C wenn die Differenz /х—/2 = /₃ so gewählt wird, daß sie im hörbaren Bereich liegt, eine unwillkommene Störung bei Telephonieempfang und eine willkommene Möglichkeit beim Telegraphieempfang dar, die Zeichen mit dem Gehör aufzunehmen bzw.. bequem weiter verstärken zu können.

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fs

1Гг\

\a_

Kapazität

Abb. 38- Überlagerungsfrequenz in Abhängigkeit von der Abstimmung.

III. Zubehörteile.

24. Das Telephon.

Zur Verwandlung der elektrischen Tonfrequenzschwingungen in hörbare, akustische Schwingungen benutzt man das Telephon, auch Hörer genannt. Es besteht aus einem permanenten Magneten mit einer Wicklung; vor seinen Polen liegt eine bewegliche Eisenmembran. Treten in der Wicklung Stromschwankungen auf, so wird der Magnetismus gestärkt und geschwächt, die Membran wird bald mehr, bald weniger stark angezogen und teilt ihre Bewegung der Luft mit. Für die Klangreinheit ist die Dicke, Größe und Lagerung der Membran von großer Bedeutung, da davon ihre Eigenfrequenz abhängt, die sie dann infolge mechanischer Resonanzerscheinung viel stärker wiedergibt. Man legt deshalb die Eigenfrequenz über den hörbaren Bereich hinaus, so daß alle Frequenzen zwar etwas leiser, aber dafür gleichmäßiger wiedergegeben werden.

Gewöhnlich wird der Gleichstromwiderstand des Telephons zur Kennzeichnung angegeben. Wird das Telephon aber von Wechselstrom durchflossen, so treten in der Membran und im Magneten Hysterese- und Wirbelstromverluste auf, die sich in einer Erhöhung des Widerstandes geltend machen; ebenso tritt durch die Membranbewegung eine Widerstandserhöhung auf, die dem einzigen nutzbaren Energieverbrauch entspricht, so daß nur ein sehr kleiner Wirkungsgrad erreicht wird. Durch die Angabe des Gleichstromwiderstandes hat man einen ungefähren Anhaltspunkt für die Anwendung der Anpassungsregel (s. S. 50). Entgegen einem üblichen Widerstand von 20 bis 200 Si bei gewöhnlichen Fernsprechanlagen wird der Widerstand der Radiotelephone viel höher gewählt. Verwendet man einen 2000ohmigen Hörer, so kann die Widerstandserhöhung bei Tonfrequenz im gleichen Betrag angenommen werden; der induktive Widerstand wird ebenfalls ungefähr diese Größe haben, so daß mit einem Z von 5000—8000 Si gerechnet werden kann. Da bei der Röhre der innere Widerstand 10000—20000 Si beträgt, kann man auch noch Telephone mit höherem Gleichstromwiderstand als 2000 Si verwenden, wenn sich solche mit dem gleichen Wirkungsgrad bauen lassen, oder aber man kann bis zu drei Telephone hintereinanderschalten und erreicht damit die bessere Angleichung.

Beim Anschluß des Telephons an einen Detektor (s. S 40) liegen die Verhältnisse anders, so daß man da eher Telephone mit niederem Widerstand verwenden oder bei Benutzung von mehreren Parallelschaltung vorziehen wird.

25. Der Lautsprecher.

Hat man größere Energie zur Umwandlung in Schallenergie zur Verfügung, so benutzt man den Lauthörer oder Lautsprecher. Eine ganze Eeihe von Konstruktionen verwendet das beim Telephon angewandte Prinzip und sucht durch besondere Bemessung der Membran, der Wicklung und der Tonführung große Schallenergien zu erreichen, ohne daß der Lautsprecher überschrien wird. Ein Überschreien tritt ein, wenn die Membranbewegung nicht mehr proportional den magnetischen Kräften erfolgt. Einen besonderen Bau weißt der Siemensbandlautsprecher auf; er beruht darauf, daß auf einem stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld Kräfte ausgeübt werden; als Leiter hängt ein papierdünnes Bändchen, dessen Eigenfrequenz sehr tief liegt, in einem kräftigen elektromagnetischen Feld, wird von dem Tonfrequenzstrom durchflossen und versetzt die Luft bei seiner Bewegung in mitsprechende Schwingungen.

Auch die elektrostatische Anziehung wird beim Bau der Lautsprecher ausgenutzt. Eine Anordnung wird von der Firma Huth nach den Entdeckungen von Johnsen und Rahbeck gebaut; ein auf einer sich drehenden Achatwalze liegendes Band überträgt die wechselnde Haftung, die von der Spannung des Bandes gegen die Walze abhängt, auf eine Membran. Eine neuere Anordnung bietet das Stato-phon; die eine Platte eines Kondensators wird durch eine Membran dargestellt, die dann durch die bei wechselnder Spannung auftretenden Kräfte unmittelbar bewegt wird; die Gegenplatte darf nur einen sehr kleinen Abstand haben und muß durchlöchert sein, um die dazwischen eingeschlossene Luft nicht zu dämpfen.

Für mittlere Verhältnisse (Zimmerlautsprecher) hat sich trotz allem das elektromagnetische Prinzip am meisten be-

währt; die anderen Anordnungen bedingen einen Aufwand, der sich nur für besonders große Anforderungen lohnt. Was den inneren Widerstand der gebräuchlichen Lautsprecher anbelangt, so ist er wesentlich niederer als der der Telephone; die für ihn benutzten Endverstärkungsröhren haben auch nur einen inneren Widerstand von 4000—80001?.

26. Die Batterien.

Zum Betrieb der Böhren werden verhältnismäßig hohe Energien verbraucht; davon ist die Heiz energie, durch welche die Böhren erst in einen betriebsfähigen Zustand versetzt werden, als reiner Verlust anzusehen. Die durch die Verstärkung erhaltene Leistung wird von der Anodenbatterie geliefert, und es handelt sich dabei für den Kopfhörerempfang kaum um Tausendstel Watt, gegenüber der mindestens mehrere Zehntel Watt betragenden Heizleistung.

Die Heizung der Böhren erfolgt meistens aus Akkumulatoren, die bei sorgfältiger Wartung eine sehr lange Lebensdauer haben. Fehlt aber eine günstige Lademöglichkeit oder wünscht man eine einfache Bedienung, so sind Trockenbatterien vorzuziehen. Und je nach diesem Gesichtspunkt wird man auch die Böhren wählen, die ja für verschiedene Heizspannungen und Heizstromstärken geliefert werden, zu denen auch der Heizwiderstand passen muß.

Als Berechnungsbeispiel sei der Heizwiderstand für eine Tele-funkenröhre RE 154 zu bestimmen. Wie aus der Nummer zu ersehen ist, braucht die Bohre 0,15 A Heizstrom und kann von einem 4L Akkumulator gespeist werden; die Spannung am Glühfaden beträgt 3,6 V. Bei geladenem Akkumulator (4,4 V) sind demnach 0,8 У bei 0,15 A abzudrosseln; das gibt nach dem Ohmschen Gesetz (e = г • R — 0,8 V = 0,15 A- RS2) einen Widerstand von R = 5,3 S2; um auch eine schwächere Heizung einstellen zu können, wählt man den Höchstwert des Widerstandes zu 20 42,

Ein solcher Widerstand ist z. B. in Abb. 39 dargestellt. Bei ihm würde man ein Material von hohem spezifischem Widerstand (z. B. Konstanten mit q — 0,5; vgl. S. 4) wählen; nimmt man einen solchen Draht von 0,3 mm Durchmesser (q = 0,07 qmm Querschnitt), so ergibt sich die notwendige Länge

2,8 m .

_ R -q_    20 • 0,07 _

0,5

<aaii

Für die Anodenspannung kann man Trockenbatterien empfehlen. Ist für mehrere Böhren der Anodenstrom zu liefern und kann mit sachgemäßer, sorgfältigerWartung ge-k rechnet werden, so bringen kleine ^ Anodenakkumulatoren entschiedene Щ Vorteile.

Nur in selteneren Fällen kann zu

einem Netzanschlußgerät geraten werden; bei guter Anpassung an die ^ВВЫРт' örtlichen Betriebsbedingungen kann Abb. 39. Hai zwiderstand man damit zwar den Vorteil ein-

der Nürnberger Schraubenfabrik.

fachster Bedienung und steter Betriebsbereitschaft haben, doch muß man einige Nachteile in Kauf nehmen; es macht Schwierigkeiten, verschiedene Spannung beliebig abzunehmen und doch die Netzgeräusche in mehrstufigen Empfängern genügend abhalten zu können (s. S. 24) ; außerdem bringt die unmittelbare Verbindung mit dem Lichtnetz u. a. Gefahren für den Experimentierenden. Jedenfalls ist zu raten, in die Erdleitung des Empfängers einen Blockkondensator (größer als 1000^ F am besten) zu legen, da das Lichtnetz fast stets irgendwie Erdschluß hat.

IV. Rundfunkempfangssclialtungen.

27. Grundschaltungen mit Detektor und Audion.

Die Grundschaltungen sind die einfachsten Anwendungen der Schwingungskreise; sehr zahlreich sind sie nicht, es ergeben sich aber schließlich dadurch, daß sie zusammengesetzt und wiederholt werden, viele Möglichkeiten. Die für das Verständnis und die Anwendung wichtigsten werden im folgenden angeführt. Der Entwicklung entsprechend kommen zuerst die Detektorschaltungen ; sie finden sich, den Detektor durch die Röhre ersetzt, fast alle mit ihren *

Abarten bei den Röhrenschaltungen wieder.

Verzichtet man (z. B. in allernächster Nähe des

/77777777

Abb. 41. Detektor am Variometer.

Senders) ganz auf Ab- ГГГЬТП Stimmung und legt damit auf größte Einfachheit fbb: ⁴.°* Detektor Wert, so kann die Schaltung der Abb. 40 verwendet werden; der Detektor spricht dabei auf alle Wellen gleichmäßig an, da die Dämpfung durch den Detektor so groß ist, daß keine Resonanz entstehen kann.

Schaltet man in die Antenne eine Spule L, so bildet diese zusammen mit der Induktivität LÄ und Kapazität CA der Antenne einen Schwingungskreis (Abb. 41); für die Abstimmung ist die Spule irgendwie veränderlich: Schiebespule, Spule mit Anzapfungen oder Variometer (s. Abb. 4). Die Wellenlänge, auf die der Empfänger abgestimmt ist, ist

l=2nc)l(L+ La)Ca-,

es können also nur Wellen empfangen werden, die größer sind, als die Grundwelle der Antenne; außerdem ist die Kopplung des Detektors nicht unabhängig veränderlich,

sondern durch die Abstimmung festgelegt К

, das ist ein bedeutender Nachteil ; denn es gibt

C,

Y(l+la)L

|4+la

Tr"

rrrfrm

Abb. 42. Direkt gekoppelter Detektor bei „Lang“-Schaltung.

eine ausgesprochen günstige Kopplung, bei der die dämpfende Rückwirkung des Detektors auf den Schwingungskreis noch nicht zu stark und 1- doch die übertragene Energie ÿ T schon groß ist. Es muß sich also der Detektor widerstand an den Antennenwiderstand „anpassen“ lassen.

c,

777777

Dem Nachteil der begrenzten Abstimmung kann durch die auf Seite 30 angegebenen Schaltungen abgeholfen werden. In der Schaltung der Abb. 42 ist zugleich der Nachteil der unveränderlichen Kopplung behoben. Hier ist es nicht gleichgültig, wie Detektor und Telephon in den Kreis eingeschaltet sind; da das Telephon kapazitativ mit dem Hörenden gekoppelt ist. wird auf diese Weise ein Nebenschluß zur Erde gebildet. Liegt nun das Telephon an der Seite der Antenne und Cekforbd^ÄÄg. nicht wie in der Zeichnung an der Erdseite, so wird einmal die Abstimmung von der Lage des Telephons und des Hörenden abhängig; zum andern geht ein Teil der Energie auf diesem

27. Grundschaltungen mit Detektor und Audion. 63

Wege verloren. Aus dem gleichen Grunde soll ein Verkürzungskondensator (bei Anwendung der Schaltung „kurz“, Abb. 43) nicht in den Zweig zur Erde, sondern in den zur Antenne geschaltet werden, da sich ja nach der Gestaltung der Erde ein sehr starker Einfluß in der vorher besprochenen Art zeigt.

L₂

(flr

Abb. 44. Induktiv gekoppelter Detektorkreis.

Ist der Antennenkreis nur induktiv mit dem Detektorkreis gekoppelt, so fällt diese Rücksicht weg und man hat noch weitere Vorteile (Ab. 44). Der Antennenkreis ist frei in der Wahl von Spule und Kondensator. Die Spule im Detektorkreis soll mit der Antennenspule veränderlich gekoppelt sein, indem sie entweder gegen jene irgendwie verdreht L, > werden kann, oder indem ihreWindungs-zahl veränderlich ge- -macht wird. Die Windungszahl der /77777777 Detektorspule beträgt zweckmäßig das 5—10 fache der Antennenspule. Statt die Windungszahl so hoch zu wählen, kann man auch einen Drehkondensator parallel zur Detektorspule verwenden und so die Spannung durch Abstimmen erhöhen; man hat damit eine sogenannte Sekundärschaltung und erzielt eine bedeutend größere Abstimmschärfe, die noch durch lose Kopplung auf Kosten der Lautstärke wesentlich erhöht werden kann.

wird.

Die bisherigen Schaltungen können auch statt des Detektors und Telephons den Gitterkreis einer Röhre erhalten, die als Gleichrichter oder als Audion geschaltet Beim Gleichrichter wird eine solche negative Vor-

Spannung gewählt, daß man an der unteren Krümmung der Kennlinie der Röhre arbeitet; dafür ist auch eine niedere Anodenspannung günstig. Die Vorspannung erreicht man durch Einschaltung von kleinen Trockenelementen oder durch einen entsprechenden Abgriff an der Anodenbatterie.

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/71777777

In Abb. 45 ist der Detektor der Abb. 41 durch ein Audion ersetzt, das durch den Gitterkondensator Cg (100—300 cm) und den Gitterableitungswiderstand Rg (0,5—2 Megohm) gekennzeich-—, net ist. Der Ableitungswiderstand kann auch unmittelbar rTi zwischen Gitter und die positive Seite des Heizfadens gelegt werden; für die räumliche Anordnung von Cg und Rg ist oft die angeführte Art die günstigere; +A aber auf die Wirkungsweise hat es keinen Einfluß, wenn die langsam abfließenden Ladungen

Abb. 45. Audion an der Antenne, noch durch die Spule fließen müssen. Es könnte auch, wenn es aus zufälligen anderen Gründen erwünscht wäre, die Spule unmittelbar am Gitter liegen und Cg und parallel Rg in der Leitung von der Erdseite der Antennenspule zum Heizfaden liegen.

28. Rückkopplungsschaltungen.

Блпе ganz wesentliche Verbesserung des Audions bringt die Einführung der Rückkopplung. Man versteht darunter eine Schaltung, durch die der Anodenkreis mit dem Gitterkreis in Verbindung gesetzt wird, um die vor dem Gitter liegenden Kreise mit den im Anodenkreis infolge der Gitterwirkung erzeugten verstärkten Schwingungen ebenfalls zu lebhafterem Schwingen zu veranlassen (s. S. 54).

Die einfachste Rückkopplungsschaltung zeigt Abb. 46. Die Rückwirkung des Anodenkreises auf den Gitterkreis erfolgt durch induktive Kopplung, die im gewöhnlichsten Fall durch Verändern der Spulenabstände beliebig einstellbar ist. Dadurch ist es möglich, die auf den Gitterkreis übertragene Energie größer oder kleiner zu machen und so dessenDämpfung in jedemgewünschtenMaße zu verringern ; dieAbstimmung wird um so schärfer und derEmpfang um so lauter, je fester man die Rückkopplung macht.

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Tatsächlich

Vergleicht man die Rückkopplungsschaltung der Abb.46 mit der Senderschaltung (s. Abb. 36 S. 53), so entdeckt man, daß sie als die Vereinigung einer Sender- und Audionschaltung angesehen werden kann.

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Abb. 46. Induktive Rückkopplung.

wird auch ein solcher rückgekoppelter Empfänger zum Schwingungs- ///////// erzeuger, sobald man die Kopplung eng genug macht und dadurch mehr Energie auf den vor der Röhre liegenden Schwingungskreis übertragen wird, als in ihm verzehrt wird. Setzen die Schwingungen wirklich ein, so wird durch die auftretende Überlagerungsschwingung (das sogenannte Pfeifen), die durch eine geringe Verstimmung der ankommenden gegen die selbsterzeugte Schwingung entsteht, der Empfang verzerrt und unrein und auch bei weiterer Vergrößerung der Rückkopplung wieder schwächer. Es ist demnach von der größten Wichtigkeit, die Rückwirkung des Anodenkreises sehr fein einstellen zu können, um gerade den Punkt größter Empfind-

Saacke, Radiotechnik TTT.

IV. Rundfimkempfangsschaltimgen.

lichkeit vor dem Einsetzen der Schwingungen wählen zu können. Man erreicht es, durch Verändern:

a)    der Spul en ab stände. Bei Verwendung eines dreifachen Spulenhalters nimmt man die feststehende mittlere Spule als Gitterkreisspule. Auf der einen Seite ist dann drehbar die Antennenspule, mit der man die Antennenkopplung verändert, auf der andern Seite drehbar die Anodenkreisspule, mit der man die Rückkopplung einstellt. Eine Vergrößerung der Antennenkopplung wirkt einer Vergrößerung der Rückkopplung entgegen. Man wählt, um einen abstimmscharfen Empfang zu erhalten, die Antennenkopplung lose und läßt u. a. auch den Antennenkondensator weg; den dadurch erlittenen Verlust an Lautstärke kann man ja durch Verstärkung wieder ersetzen;

b)    des Kondensators, der das Telephon bzw. besser das Telephon und die Anodenbatterie überbrückt. Die hohe Induktivität des Telephons würde die hochfrequenten Schwingungen im Anodenkreis unterdrücken; man gibt ihnen deshalb einen Parallelweg über den Kondensator; je größer dieser Kondensator ist, um so stärker sind die sich ausbildenden Schwingungen im Anodenkreis, um so stärker wirken sie durch die Rückkopplungsspule auf den Gitterkreis zurück. Der Vorteil dieser Rückkopplungs-einstellung ist der, daß die Wellenlänge des Gitterkreises dadurch nicht geändert wird und so Abstimmung und Rückkopplung fast unabhängig voneinander eingestellt werden können;

c)    der Heizstromstärke. Die gewöhnlichen Heizwiderstände sind im allgemeinen hierzu nicht ausreichend und man sollte solche mit Feineinstellung verwenden. Diese Art der Einstellung bringt allerdings eine gewisse Gefahr für die Röhre mit sich, da man leicht dazu verführt werden kann, die Röhre zu überheizen;

d)    der Anodenspannung. Da für das Einsetzen der Schwingungen und damit auch für die entdämpfende Wirkung der Rückkopplung der mittlere, steilste Teil der Kennlinie am günstigsten ist, so ist das Audion, das an der gleichen Stelle arbeitet, am besten für eine solche Schaltung geeignet, während die Gleichrichterschaltung viel schlechter arbeiten würde. Für das Arbeiten am richtigen Punkt der Kennlinien hat die Anodenspannung einen bestimmten Wert; zu hohe und zu niedere Spannung lassen die Schwingungen schwerer entstehen. Man kann indessen auf diese Weise nur sehr grob einstellen ;

Cr

Dr

+Л

+H -

UUlllll

e)    des Gitterableitungs -Widerstandes; die gebräuchlichen veränderlichen Hoch-ohmwiderstände sind zwar ziemlich unzuverlässig, so daß diese ^ _ 4 Einstellung nicht sehr emp- ^ fohlen werden kann;

/) des Gitterk ОП dens a - Abb.47. Kapazitative Rückkopplung.

tors; die Wirksamkeit eines

Drehkondensators an dieser Stelle ist allerdings im Vergleich zu seinen Anschaffungskosten zu gering;

g) der Gittervorspannung. Zu diesem Zwecke wird der Gitterschwingungskreis nicht unmittelbar mit seiner einen Seite an den Heizfaden angeschlossen, sondern an den veränderlichen Kontakt eines Widerstandes (200 bis 400 J2), der mit seinen beiden Enden unmittelbar an der Heizbatterie liegt, wie es Abb. 30 auf Seite 44 zeigt. Mit Hilfe eines solchen Spannungsteilers (auch ungenauerweise Potentiometer genannt) kann man in den Grenzen der Batteriespannung jeden Wert einstellen.

Die Abb.47 zeigt die Anwendung der kapazitativen Rück-kopplung. Für das Verständnis der Wirkung ist besonders zu beachten, daß im Anodenkreis der Gleichstrom und die ihm überlagerte Tonfrequenz von der Hochfrequenz getrennt werden. Der Kondensator Cr läßt nur die hochfrequenten Schwingungen, die im Anodenkreis vom Antennen- und Gitterkreis her durch das Gitter hervorgerufen werden, wieder üuf den Gitterkreis ' wirken. Dagegen werden die hochfrequenten Schwingungen durch die Drossel D (z. B. eine Honigwabenspule von 1000 Windungen) gehindert über Telephon und Anodenbatterie abzufließen. Das Telephon allein ist trotz M seiner hohen Induk-I j tivität bei kurzen Wellen nicht als Drossel geeignet, weil die Kapazi-+Л tat seiner Zuleitungen und seinerWick -lung zu groß ist. Außerdem würde die Berührung des Telephons die zusätzliche Kapazität vergrößern und so die scharfe Abstimmung gefährden. Bei langen Wellen (über 1500 m) dagegen ist es zweckmäßig, die dann notwendige Drossel von sehr großer Windungszahl zu sparen und das Telephon als Drossel zu verwenden; es darf dann natürlich nicht durch einen Kondensator überbrückt werden. Zur Einstellung der Rückkopplung verwendet man am besten für Cr einen Drehkondensator; es ist aber selbstverständlich möglich, auch die auf Seite 66 unter c—f genannten Möglichkeiten dazu zu benutzen.

Cr

Dr

Щ-iè

/77777777

+Я -

Abb. 48. Spannungsteilerschaltung.

Durch Verbindung der induktiven und kapazitativen

Rückkopplung erhält man günstige Schaltungen, die sich besonders für kurze Wellen eignen. Abb. 48 zeigt die Spaimungsteilerschaltung (auch Dreipunkt- und Einkreisschaltung genannt) ; sie hat ihren Namen davon, daß der Abgriff für die Kathode (b) die Spannungsanteile festlegt, die an die Anode (bc) bzw. an das Gitter (ab) kommen. Der dadurch zugleich festgelegte Rückkopplungssinn (Anodenspannung entgegen der Gitterspannung) gestattet, auch bei ähnlichen Schaltungen den richtigen Rückkopplungssinn zu bestimmen, indem man sie auf diese Schaltung zurückführt. Der Abstimmkondensator kann beliebig zwischen ab oder bc oder ac liegen. Die Rückkopplung kann man durch Veränderung des Abgriffpunktes b grob und durch den Rückkopplungskondensator fein einstellen. Will man die Schaltung für Rahmenempfang verwenden, wofür sie sehr geeignet ist, so legt man an ac den Rahmen und zapft für b den Rahmen an einer mittleren Windung an. Für die Rundfunkwellen wäre hier bei einem halben Quadratmeter Rahmenfläche mit 10—20 Windungen zu rechnen, die mit einem 500 /ufx F Kondensator die richtige Abstimmung ergeben.

ca

+A

+H -

7777

Abb. 49. Reinartzschaltung.

Um den weiteren Ausbau der vorgenannten Schaltung hat sich Reinartz besondere Verdienste erworben, indem er durch richtige Wahl der Spulen günstige Verhältnisse sowohl für lautstarken als auch abstimmscharfen

Empfang erreichte. In der Abb. 49 ist eine kennzeichnende Anordnung angegeben. Für die Drossel gilt das bereits auf Seite 68 Gesagte. Die Rückkopplung wirkt einmal von L₃ auf L₂ im abgestimmten Gitterkreis und dann über Cr durch Lx auf den nur aus Lx bestehenden nicht abgestimmten Antennenkreis und noch einmal auf den Gitterkreis. Zur Verwendung gelangen abzapfbare Spulen, die besonders sorgfältig kapazitätsfrei gewickelt sind und so durch die drei veränderlichen Abgriffe" sowohl einen weiten

Wellenbereich als auch die dazugehörige Rückkopplung einzustellen gestatten.

//////////

Abb. 50. Huth-Kühn-Schaltung.

Auch ohne besondere äußere Kopplung wirkt der Anodenkreis über die An öden-Gitterkapazität im Innern der Röhre auf den Gitterkreis zurück. Im allgemeinen führt diese Wirkung nicht zur Schwingungserregung oder Dämpfungsverminderung, da die Phasenverhältnisse nicht günstig liegen. Wird jedoch im Anodenkreis ein Schwingungskreis (Abb. 50) eingeschaltet, dessen Phasenwinkel sich ja gerade in der Nähe der Resonanz stark ändert (s. S.18), so erhalten wir die Huth-Kühn-sche Rückkopplung. In der Abb. 50 ist statt des Schwingungskreises eine abstimmbare Drossel verwendet, deren Eigenfrequenz in dem gewünschten Gebiet liegt. In der Bedienung ist diese Schaltung nicht sehr einfach; weitere Möglichkeiten, aber auch weitere Bedienungsschwierigkeiten ergeben sich aus der zusätzlichen induktiven Kopplung der Spulen des Gitter- und des Anodenschwingungskreises, die mitunter angewendet wird.

Für die Doppelgitterröhre in Zerstreuungsschaltung ergibt sich noch eine besondere Art der Schwingungserzeugung. Die Abb. 51 stellt eine solche Schaltung (Negadyn genannt) dar. Es treten dabei ohne Anwendung einer Rückkopplung Schwingungen auf. Das erklärt sich aus dem Verhalten des Stromes am ersten Gitter. Im Ruhezustand fließt ein verhältnismäßig hoher Strom auf das erste Gitter, da es nahe am Glühdraht liegt und eine ebensolche Spannung wie die Anode hat. Wird nun beim Auf treffen irgendeiner Schwingung das zweite Gitter positiv, so fließt der größte Teil des Elektronenstromes zur Anode, und der Strom auf das erste Gitter wird trotz wachsender Spannung, die es wie das zweite Gitter vom Schwingungskreis her erhält, kleiner (siehe Kennlinie Abb. 31 S. 45). Damit verhält sich also das erste Gitter, das am Schwingungskreis liegt, wie ein fallender Widerstand, indem einer kleinen Spannung ein großer Strom und einer großen Spannung ein kleiner Strom entspricht. Ist dieser fallende Widerstand größer als der positive des Kreises, so entstehen Schwingungen; durch Regelung der Heizung, die mit Feinregler versehen sein muß, läßt sich diese Schwingungsneigung beliebig einstellen. Die Schaltung hat den Vorteil großer Einfachheit in der Bedienung und hat sich gut bewährt.

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Abb. 51. Negadynschaltung.

29. Yerstärkerschaltungen.

Ganz außerordentlich wachsen die Möglichkeiten der Anwendung der Röhren bei der Ausnutzung der Verstärkerwirkung, gleichgültig ob es sich um die Verstärkung der schwachen, ankommenden, hochfrequenten Antennenströme oder der aus der Gleichrichtung erhaltenen Niederfrequenzströme handelt. Dabei ist es ein ganz besonderer Vorteil, daß mehrere Verstärkerstufen in Reihe geschaltet werden können. Man kann so schließlich jede beliebige Verstärkung erhalten (vgl. dazu S. 37 über Störungen), wenn auch die Schwierigkeiten, unerwünschte Rückkopplungen zu vermeiden, immer größer werden. Für die Ausbildung der Gitter- und Anodenkreise ist in erster Linie die zu verstärkende Frequenz maßgebend.

Te

Die Niederfrequenz umfaßt das ganze Gebiet der hörbaren Töne von 40—10000 Schwingungen je Sekunde, aus denen Sprache und Musik zusammengesetzt sind. Man würde darum besser von Sprech- oder Ton-- +77 +Л frequenzen reden. Die Hoch-Aïb,5xr Jransformator^°PPe1' frequenz schließt sich fast unmittelbar daran an; die längste für Telegraphie benützte Frequenz beträgt 17500 (17,15 km Wellenlänge) nach oben liegt die Grenze zur Zeit bei 5 • 10⁷ ; das sind die für das Richtsenden benutzten 6-m-Wellen. Für das gewöhnliche Rundfunkgebiet (2000 m -+-200 m) sind die Grenzen 150000 -{-1500000 Schwingungen in der Sekunde.

A. Die Niederfrequenzverstärkung.

Für die Niederfrequenz kommt am häufigsten die Verwendung eines Transformators in Frage, wie dies Abb. 52 zeigt. Wird der Verstärker im Anschluß an einen Detektorapparat verwendet, so wählt man ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 bis 1: 7 (vgl. S. 51); die Primärseite des Eingangstransformators wird dabei einfach an Stelle des Telephons (in den Abb. 40—47) eingeschaltet.

Das damit entstandene Gerät eignet sich besonders zum Empfang eines nahen Senders, der für Telephonempfang genügend laut ist, und mit dem nun ein Lautsprecher betrieben werden soll. Dementsprechend muß also eine Röhre mit genügendem Emissionsstrom gewählt werden. Die notwendige negative Gittervorspannung erreicht man durch den Anschluß des Transformators an das negative Glühfadenende; günstig ist es hierbei, noch den Spannungsabfall im Heizwiderstand auszunützen, um eine höhere negative Spannung zu erhalten, wie es in der Abbildung gezeigt ist.

Sind die Transformatoren genügend kapazitätsfrei gewickelt und bringt das verwendete Eisen keine allzu großen Verluste, so arbeitet das Gerät verhältnismäßig klangrein, da der Detektor in dieser Beziehung ja am einwandfreiesten ist, und Verzerrungen außerdem nur noch durch Überschreiten des geraden Teiles der Charakteristik oder durch den Lautsprecher hervorgerufen sein können. Schließt man die Niederfrequenzverstärkung an ein Audion oder eine Gleichrichterröhre an (also in den Abb. 45—51 an Stelle des Telephons), so genügt ein Übersetzungsverhältnis 1 : 6 bis 1 : 3. Damit entsteht ein Gerät, das schon für Fernempfang gut geeignet ist, besonders wenn die erste Röhre als Audion mit Rückkopplung geschaltet ist (Abb. 46—51).

Statt einer Niederfrequenzverstärkerstufe können auch mehrere verwendet werden, indem eben statt des Telephons im Anodenkreis der ersten Verstärkerröhre ein zweiter Gittertransformator eingeschaltet wird, dessen Übersetzungsverhältnis wieder 1 : 5 bis 1 : 3 ist. Man hat allerdings auf diese Weise im Anodenkreis und im Gitterkreis der ersten Röhre je einen Schwingungskreis, der aus der Transformatorwicklung und den nicht vermeidbaren Kapazitäten der Wicklung und der Zuleitung besteht.

Haben diese ungefähr die gleiche Resonanzlage, so erregen sich Eigenschwingungen der Röhrenanordnung (s. S. 70): der Verstärker pfeift. Man entgeht dem, indem man verschiedene Übersetzungsverhältnisse wählt, z. B. für die erste Röhre 1 : 3, für die zweite 1 : 4 usw. Man wird für Telephonieempfang wohl höchstens drei Niederfrequenzstufen wählen, denn es vervielfachen sich mit jeder Stufe die Verzerrungen.

Zudem wird es sehr schwierig, unerwünschte Rückkopplungen zu vermeiden. Dabei sind weniger die induktiven Kopplungen gefährlich, da die Transformatoren einen vollkommenen Eisenschluß haben und außerdem gewöhnlich

(iliter Kathode

Anode

noch gekapselt sind; dagegen sind die Röhren auf караzita-tive Kopplung sehr empfindlich. Man hilft sich durch - 'HhHHHHHHHHHHHI + Verbinden der Transf ormator-

Abb. 53. Vorspannung von der Anodenbatterie.

eisenkörper mit dem negativen Glühfadenende bzw. mit der Erde und durch kapazitative Überbrückung der Batterie. Nur in ganz besonderen Fällen wird man mehrere Anodenbatterien und mehrere Heizakkumulatoren getrennt verwenden, um eine weitere Unabhängigkeit der einzelnen Stufen voneinander zu erreichen. Häufig wählt man auch den Heizwiderstand für den ganzen Verstärkersatz (zwei und drei Röhren) aus Gründen der Einfachheit gemeinsam. Oft ist es von Vorteil, die zweite und mehr noch die dritte Röhre für sich, und zwar stärker zu heizen. Denn jede Stufe erhält ja eine wesentlich höhere Gitterwechselspannung als die vorhergehende. Arbeitet die letzte Röhre auf einem Lautsprecher, so muß man eine Röhre mit einer entsprechend hohen Emission wählen (Endverstärkungsröhre); dann ist auch eine größere negative Gittervorspannung notwendig.

Man schaltet deshalb einige kleine Trockenelemente in die Zuleitung zum Gittertransformator oder man macht einen entsprechenden Abgriff an der Anodenbatterie, wie es z. B. Abb. 53 dar st eilt.

Ta

Abb. 54. Gegentaktverstärker.

Anodenslrom »kr Röhre I

О.

-zo-ж/чг-и -'t о

Aiiodenstroni der Röhre Z

l(lZ

Da die Charakteristik nicht ihrem ganzen Verlaufe nach eineGerade ist, so kann eine Röhre nicht ganz voll ausgenützt werden ; dies ist aber besonders für eine Endröhre wichtig. In der Gegentaktver-stärkung (Abb. 54) bietet sich eine Schaltungsmöglichkeit, in der die zwei verwendeten Röhren sehr günstig ausgenützt sind. Die Wirkungsweise geht aus der Abb. 55 hervor. Zunächst sind nach oben die Kennlinien der einen Röhre eingezeichnet. 4 Volt negative Gittervorspannung und 60V olt Anodenspannung würden für normale Verstärkerschaltung Abb. 55. Arbeitsgerade bei Gegentakt, günstig sein. Verwendet man

nun zwei solche Röhren in Gegentaktschaltung, so wählt man 12 Volt negative Gittervorspannung und 60 Volt Anodenspannung. Man hat dann den Vorteil, daß die Gitterwechselspannung fast dreimal so groß sein darf, ohne daß der gerade Teil der Kennlinie (jetzt ab cd statt nur ab) überschritten wird. Im Gitter- und Anodenkreis verwendet man am besten symmetrisch in der Mitte angezapfte Transformatoren. Dadurch hebt sich die schädliche Vormagnetisierung des Ruhegleichstromes in der Transformatorwicklung auf. Im allgemeinen genügt es auch, jeweils zwei möglichst gleiche gewöhnliche Transformatoren zu verwenden ; man kann dann die Eingangswicklungen des Gittertransformators bzw. die Ausgangswicklungen des Anodentransformators je nach den besonderen Verhältnissen hintereinander oder nebeneinanderschalten.

Die Gegentaktverstärkung wird wohl immer nur in der letzten Stufe der Niederfrequenzverstärkung angewendet. An sich ist es auch wohl möglich, mehrere Stufen hintereinanderzuschalten. Unerwünschte Rückkopplungen treten deswegen weniger leicht auf, weil sich z. B. Störungen der Anodenbatterie in beiden Röhren gegenseitig aufheben. Da aber die Verstärkung zweier in Gegentakt geschalteter Röhren nur der einen Stufe entspricht, rechtfertigt sich die Verwendung dieser Schaltung nur für groß e Endleistungen.

Man vermeidet sie vielen Nachteile der transformatorgekoppelten Verstärker durch Anwendung Ohmscher Widerstände als Kopplung zwischen den Röhren. Verwendet man die gewöhnlichen Röhren, so bedeutet das allerdings einen Verlust an Verstärkerwirkung. Denn, wie aus Abb. 56 hervorgeht, steht für das Gitter der zweiten Röhre nur der Spannungsabfall am Widerstand R± zur Verfügung ; wichtig für die Wirkung ist natürlich nur der Wechselstromanteil (eben die weiter zu verstärkende Niederfrequenz). Vor der hohen positiven Gleichspannung muß das Gitter der Röhre geschützt werden; man könnte dazu eine Gegenspannungsbatterie verwenden, wie es vor der letzten Röhre in der Abb. 56 gezeichnet ist. Meistens wird der Blockierungskondensator C eingeschaltet; zum Gitter muß man dann wieder, um eine negative Aufladung zu verhindern, den Ableitungswiderstand R₂ parallel schalten. G muß so gewählt sein, daß sein Wechselstromwiderstand

für alle zu verstärkenden Frequenzen / klein gegenüber dem von Gitterkapazität und Ableitungswiderstand ist, und R₂ so, daß es auftretende Ladungen genügend schnell ableitet. Man kommt somit auf Werte von 40000 bis 80 000 2 für Rv 10000—30000 \i\iF für C und 0,5—1 M2 für R₂ je nach der Röhre.

vom

Empfänger

+A

+// +A

-    +A.

Abb. 56. Verstärker mit Widerstandskopplung.

Durch folgerichtige Anwendung des Gedankens, daß es sich darum handelt, eine möglichst hohe Spannung an die letzte Röhre zu bringen, die dann auch eine entsprechend große Endleistung abgeben kann, kommt man aber zu ganz anderen Werten. Da es zunächst gleichgültig ist, ob die Spannung e am Gitter durch einen großen Strom i am weniger hohen Widerstand r oder durch einen kleinen Strom am sehr hohen Widerstand hervorgerufen wird (e = %• r nach dem Ohmschen Gesetz), kann man mit sehr kleinen Strömen auskommen, wenn man die Widerstände sehr hoch wählt; die Grenze nach oben ist dadurch gegeben, daß bei höheren Frequenzen die Wechselströme mehr über die unvermeidbaren Zuleitungs- und Gitterkapazitäten gehen als über den Widerstand. Es lassen sich für Rx — 3 bis 7 M 2, C = 500 [i[iF und R₂ = 10 bis 50 M2 Verstärkungen erzielen, die der eines transformatorgekoppelten Verstärkers gleichkommen. Man muß dabei Eöhren mit möglichst kleinem Durchgriff, d. h. hohem Verstärkungsfaktor v (s. S. 43) verwenden. Die Spannung beträgt 50 bis 90 und 200 Volt, die notwendige Anodenstromstärke nur 0,03 mA\ man braucht also die Röhren nur sehr schwach zu heizen.

Diese Verstärkung ist in weitesten Grenzen frequenz-

Cr

Lr

L,

ч    +H +.jo - +// +.w

Abb. 57. Doppelgitterröhre in Verstärkerschaltung.

unabhängig, d. h. sie verzerrt nicht. Durch besondere Anordnung (z. B. Einbau der ganzen Kopplung in das Glasgefäß der Röhre) läßt sich die Widerstandsverstärkung noch bis / .= l-f-2 Millionen Schwingungen in der Sekunde (300-f-150 m) verwenden, während mit gewöhnlichen Mitteln die Grenze bei / = 150 000 liegt (2000 m).

Für die Doppelgitterröhren läßt sich sehr leicht ein sehr großer Verstärkungsfaktor v erreichen, wenn man sie in Schutznetzschaltung verwendet. Darum eignen sie sich ganz besonders für die Widerstandsverstärkung. Für die gewöhnlichen Röhren wählt man die Anodenspannung zu 60—90 Volt, die Schutznetzspannung zu 30 Volt. Abb. 57

zeigt eine entsprechende Schaltung. Dabei ist zugleich gezeigt, wie an das Audion mit Rückkopplung ohne Transformator angeschlossen werden kann.

Die Abhaltung der unerwünschten Anodengleichspan-nung vom Gitter der folgenden Röhre wurde bisher durch den Transformator bzw. durch Blockierungskondensator erreicht. Um die auf tret enden Nachteile zu ver weiden, kann man auch für jede Röhre eigene Batterien verwenden oder eine Gegenspannungsbatterie vor dem Gitter einschalten, was aber einen ungünstig hohenAufwand verlangt.

//

ßü

Ч-иннн

Abb. 58. Stromkopplung.

In dieser Richtung hat die Stromkopplung Vorteile, die sich besonders zur Verstärkung der tiefsten Frequenzen eignet und gut für die Endverstärkung verwendet werden kann. Wie Abb. 58 zeigt, Empfänger^ wird der Anodenstrom der ersten Röhre, die nur eine besondere Heizbatterie braucht, zum Gitterstrom der zweiten Röhre gemacht. Diese muß

demgemäß größer sein und eine entsprechende Gitterkenn-linie besitzen: Der Anodenstrom der ersten und der Gitterstrom der zweiten Röhre müssen den gleichen Mittelwert und den gleichen Verlauf besitzen (z. B. RE 11 u.

'J

B. Hochfrequenzverstärkung/^* ^

LC

Es wurde bereits bei der Betrachtung der GMffiffü Wirkung darauf hingewiesen, daß der Detektor ют ао samer gleichrichtet, je größer die ankommende IdRwjnPTng^jjÿ ist. Darum ist die Hochfrequenzverstärkung^ßJ^mgpg^irierei Detektor, wie es in Abb. 59 dargestellt ist, äußer^^Ästi| Anodenspule und Detektorkreisspule wählt man un^fan von gleicher Windungszahl, z. B. für den Rundfunkbereic

bei Verwendung eines Drehkondensators von 500 ^ F eine Honigwabenspule von 50 oder 75 Windungen. Die Kopplung macht man veränderlich, um den richtigen Mittelweg zwischen großer Abstimmschärfe, die in dieser Schaltung bei loser Kopplung zu erreichen ist, und großer Lautstärke einstellen zu können. Statt des Detektors kann auch eine Röhre in Audion- oder Gleichrichterschaltung eingeschaltet sein.

l₂

L,

+//

Abb. 59. Schwingungskreiskopplung.

Für mehrfache Ho chfrequ enz Verstärkung kommt unter den erwähnten Einschränkungen nur der widerstandsgekoppelte Verstärker von den bisher genannten Möglichkeiten in Betracht. In dem Bereich bis 150 000 Hertz (über 2000 m Wellenlänge) verwendet man statt des Widerstandes (R± in Abb. 56) eine Drossel mit oder ohne Eisen. Infolge ihrer Eigenkapazität hat eine solche Drossel eine gewisseEigenschwingungs-zahl, die so gewählt werden muß, daß sie in den zu verstärkenden Bereich fällt. Gewöhnlich handelt es sich hierbei um mehrstufige Verstärker, und man erreicht dann durch Wahl von Drossel mit verschiedenen Eigenschwingungszahlen eine genügend gleichmäßige Verstärkung über einen weiten Bereich, die Abstimmung auf die gewünschte Welle erfolgt dabei nur vor der ersten Röhre, die noch mit einer Rückkopplung versehen sein kann.

Für noch höhere Frequenzen versagt diese Kopplung auch, und man muß dazu übergehen, scharf abgestimmte Kreise zur Kopplung zu verwenden, die man Sperrkreise nennt, da gerade für ihre Eigenschwingungszahl die höchste Spannung an ihnen entsteht und der durchfließende Wech-

selstrom fast ganz gesperrt wird. Es ist aber günstig, um die Schwierigkeit der Abhaltung der Anodenspannung vom Gitter der folgenden Röhre zu umgehen, den Gitterkreis induktiv anzukoppeln; die Kopplung wird dabei ziemlich fest gewählt und der Abstimmungskondensator gewöhnlich in den Gitterkreis gelegt, wie es Abb. 59 zeigt, in der man sich an Stelle des Detektors und des Telephons das Gitter einer weiteren Röhre angeschlossen denken muß ; infolge der festen Kopplung wirken beide Spulen zusammen wie ein Schwingungskreis. Es ist ein besonderer Vorteil bei der Verwendung solcher abgestimmter Hochfrequenztransformatoren, daß man einen sehr abstimmscharfen Empfang erzielt; allerdings wird die Bedienung durch die vielfache Abstimmung unbequem. Man geht darum kaum über zwei Stufen hinaus und sorgt für möglichste Gleichheit von Spulen und Kondensatoren, damit immer gleiche Einstellungen zusammengehören und leicht zu finden sind.

30. Schaltungen für Schwingungsvermeidung.

Für den eigentlichen Rundfunkbereich 500 000-^1500000 Hertz (600—200 m) bleibt nach den bisherigen Ausführungen als Hochfrequenzverstärker nur der Widerstandsverstärker, der noch in der Entwicklung steht, und der Hochfrequenzverstärker mit abgestimmten Transformatoren. Bei den hohen Frequenzen zeigt der letztere aber weitere Nachteile: es genügen die geringsten kapazitativen Kopplungen (z. B. innere Röhrenkapazität), um wilde Eigenschwingungen zu erregen, da ja Anoden- und Gitterkreis abgestimmt sind (Huth-Kühnsche Schwingungserzeugung s. S. 70). Je günstiger eine Anordnung hinsichtlich Abstimmschärfe und Verstärkung ist, um so mehr zeigt sie diesen Nachteil.

Eine Abhilfe bietet die TAT-Schaltung; dabei ist der erste Gitterkreis abgestimmt (tuned); die erste und zweite Röhre Saacke, Radiotechnik III.

sind durch einen Hochfrequenztransformator oder eine Drossel gekoppelt, die nicht abgestimmt ist (aperiodic), und die Kopplung zur dritten Köhre ist wieder abgestimmt (tuned). Das bedeutet immerhin einen Verzicht auf die höchste Ausnutzung der Verstärkung. Nach diesem Grundsatz kann man auch das Selbstschwingen durch die Wahl niederer Anodenspannung, durch geringere Heizung, durch positive Vorspannung des Gitters mit Hilfe eines Potentiometers oder durch Verwendung von Spulen aus

Cn 4=

:4

+Л

S3

- +H

Abb. 60- Neutralisierung durch Abgriff an der Anodenspule.

Widerstandsdraht verhindern. Man begrenzt eben durch solche Mittel die Verstärkung so, daß gerade noch keine Selbsterregung eintritt.

Wichtiger sind die Schaltungen, die mit einer ausgesprochenen Gegenkopplung (Neutralisation) arbeiten: die sogenannten Neutrodynschaltungen.

Man wählt in der Rückkopplungsschaltung (Abb. 41) den Sinn der Rückkopplungsspule umgekehrt, so daß sie einer entstehenden Schwingung entgegenwirkt. Doch lohnt sich der Aufwand an besonderen Kopplungsvorrichtungen usw. für diesen Zweck nicht. Man verwendet mit Vorteil eine kapazitative Gegenkopplung, wie es Abb. 60 zeigt. Notwendig ist dabei, daß die rückgekoppelte Spannung die gleiche Größe, aber umgekehrte Phase hat wie die, welche schädlicherweise über die Anodengitterkapazität kommt.

Deshalb muß die Kopplungskapazität C so groß wie die Anodengitterkapazität (10—20cm) gewählt werden; die um 180° verschobene Spannung nimmt man von der Anodenspule des Kopplungstransformators ab, die dann in der gezeichneten Weise den Anschluß an die Anodenbatterie in der Mitte haben muß. Ebensogut kann man die Spannung von der Gitterspu- /, le abgreifen, was besonders bei der Neutralisation von mehreren Stufen zu einer einfachen Schaltung führt (Abb. 61). Der Abzweigpunkt a an der Spule wird oft nicht an das Ende der Gitterspule gelegt, da ^ ^ unter Umständen die C

Cn

\l_

У-Сг

- +// *A

- +//

Abb. 61. Neutralisierung durch Abgriff an der Gitterspule.

0/4=

unter

Spannung zu groß wäre, sondern es wird in der

WA ’S

zuriweiten О Röhrt

Mitte ein Abgriff gemacht.

Abb. 62. Neutralisierung durch besondere Spule.

Als äußere Vorsicht, um auch die Rückkopplungen an Spulen aufeinanderfolgender Transformatoren zu vermeiden, werden die Spulen gegeneinander möglichst um 90° verdreht.

Statt eines Abgriffes am Transformator kann man auch eine besondere Spule Ln nehmen, welche die Gegenspannung liefert, wie es die Abb. 62 zeigt.

31. l)ie Zwischenfrequenzverstärkung.

Die Beschränkung, der die hochfrequente und niederfrequente mehrstufige Verstärkung unterliegt, hat auf den Ausweg geführt, eine besondere Zwischenfrequenz zu verwenden, die bei der Verstärkung nicht die Schwierigkeiten der sehr hohen und die niederen Frequenzen mit sich bringt. Wie man eine solche Frequenz einführen kann, zeigt das grundsätzliche Schaltbild Abb. 63. Die Rahmenantenne, die bei der großen Verstärkung des Gerätes hier am günstigsten Verwendung finden kann, liegt im Gitter-

LA

Z. V.

ZA

JV.V.

Abb. 63. Schema des Zwischenfrequenzverstärkers.

kreis einer Audionröhre und wird auf die Empfangswelle abgestimmt. Von einem kleinen Sender (Überlagerer) wird eine Hilfsschwingung erzeugt und durch eine Kopplungsspule auf den gleichen Kreis übertragen. Dort wirken nun die beiden Schwingungen zu gleicher Zeit, und wie aus der Betrachtung S. 35 hervorgeht, entsteht eine Schwebung, deren Frequenz gleich der Differenz der Empfangs- und der Hilfsfrequenz ist. In diesem besonderen Falle wählt man nun die entstehende Differenzfrequenz zwischen der Hochfrequenz und der Niederfrequenz. Da nun die Empfangsfrequenz gemäß ihrer Modulation in der Stärke schwankt, so ist auch die Schwebungsfre-quenz moduliert. Diese modulierten Schwebungsschwingungen sind nun keine Schwingungen von Strom und Spannung, sondern nur solche der Amplituden von Strom und Spannung einer zwischen beiden erzeugenden Hochfrequenz liegenden Hochfrequenz (s. S. 35) ; um also die richtigen Schwingungen zu erhalten, muß man zur Gleichrichtung greifen; die Hochfrequenzstöße, deren Mittelwert jetzt nicht mehr Null ist, geben eben in diesem Mittelwert die Strom- und Spannungsschwankung in der Schwebungsfrequenz. Nach der Gleichrichtung im ersten Audion wird diese Schwebungsfrequenz (auchZwischenfrequenz genannt) herausgesiebt und auf den Zwischenfrequenzverstärker übertragen. Dort wird sie in 3—4 Stufen verstärkt und dem zweiten Audion zugeführt, hinter dem dann die ursprünglich überlagerten Tonschwingungen wieder auf treten. Es kann nun noch ein Niederfrequenzverstärker mit zwei Stufen angeführt werden, von denen die letzte als Gegentaktverstärker geschaltet sein kann, da es sich fast immer um Lautsprecherempfang handelt.

Besondere Beachtung verdient dieWahlderZwischen-frequenz. Die Grenzen sind dadurch gegeben, daß einerseits die Sprache rein übertragen werden soll, was eine hohe Frequenz verlangt, und daß andererseits eine gute Verstärkung und große Abstimmschärfe erreicht werden muß, was möglichst niedere Frequenzen erfordert. Rechnet man mit Sprachschwingungen von 10000 Hertz, die noch deutlich übertragen werden sollen, so muß die Zwischenfrequenz als Trägerfrequenz mindestens 4—5 mal so groß, d. h. ungefähr 50000 Hertz sein. Für eine günstige Verstärkung soll die Frequenz unter 100000 Hertz (d. h. über 3000 m Wellenlänge) betragen; zudem muß die Frequenz genügend weit von der zu verstärkenden ursprünglichen Trägerfrequenz (Telephoniewelle) entfernt sein, so daß sich fz = 50000 Hertz als günstiger Wert ergibt, da dann, wie die angefügte Tabelle zeigt, eine erwünschte Abstimmschärfe gewährleistet ist.

Die Sendewelle sei 300 m (/ = 1000000 Hertz); es stehen zwei Zwischenfrequenzverstärker zur Verfügung, die eine um 20<)/o von ihrer Frequenz abweichende gerade noch merklich verstärken; der eine arbeitet mit /zi= 200000, der andere mit/z2= 50000. Es gibt für jeden zwei Überlagererfrequenzen 800000 und 1200000 bzw. 950000 und 1050000, die zusammen mit der Sendefrequenz 1000000 die gewünschte Differenzfrequenz ergeben. Daraus folgt umgekehrt, daß immer auch zwei Stationen \a und b) mit einer Überlagerungsfrequenz zusammen die richtige Differenzfrequenz ergeben, was sich manchmal sehr störend bemerkbar machen kann. Für einen bestimmten Fall ergibt sich dann:

II

1200000    1050000 Hertz

Zwischenfrequenz Verstärker

Überlagerungsfrequenz entspricht einer Welle von Zwischenfrequenz verstärkt d. Wellen d. Stationen a und b

160000

240000

288—312

208—220

40000 Hertz 60000 Hertz 297—303 m 270—275 m

Da die Zwischenfrequenz aber um ± 20o/o schwanken darf, von

bis

so werden auch die Wellen verstärkt und

Das zeigt, daß man bei der Wahl einer hohen Zwischenfrequenz bei gewöhnlicher Abstimmung ein viel zu breites Wellenband verstärken würde.

Im Gitterkreis der ersten Verstärkerröhre und zur Kopplung der einzelnen Röhren verwendet man abgestimmte Transformatoren. Es sind dies gewöhnlich Lufttransformatoren mit einigen tausend Windungen, deren Eigenwellenlänge ungefähr den richtigen Wert hat. Durch kleine Kondensatoren (100 cm) auf der Sekundärseite können die einzelnen Transformatoren genauer aufeinander abgeglichen werden. Zu scharf darf die Abstimmung nicht gemacht werden, denn man könnte es schließlich durch die in jeder Stufe verschärfte Abstimmung erreichen, daß nur ein Band von 1000 Hertz Breite am Ende verstärkt herauskäme. In Wirklichkeit sind ja die Seitenbänder bis 10000 Hertz Abweichung von der Trägerwelle für die Sprach-übertragung notwendig (vgl. S. 34). Es genügt deshalb im allgemeinen auch, nur die erste Stufe abzustimmen und sonst zur Kopplung Transformatoren mit Eisen zu verwenden, die eine viel breitere Besonanzkurve haben. Das Eisen muß sorgfältig unterteilt sein (z. B. Lackdraht von 0,03 mm Durchmesser aus Siliziumeisen oder Eisenfeilspäne in Paraffin gebettet) ; denn sonst wirkt der Eisenkern selbst als kurzgeschlossener Transformator und verursacht bei den hohen Frequenzen beträchtliche Wirbelstromverluste.

Der Überlagerer ist ein kleiner Sender ; es kommen somit für seinen Aufbau außer Abb. 32 auch die üblichen Bück-koppiungsschaltungen in Betracht, wie sie in den Abb. 46 bis 48 schon gezeigt sind; es hat darin nur Telephon und Gitterkondensator wegzubleiben. Die Kopplung auf den Eingangskreis des ersten Audions ist veränderlich zu wählen. Es wäre an sich sehr günstig, die Kopplung möglichst fest zu wählen, da die Gleichrichterwirkung ja um so günstiger ist, je größer die Schwingungsamplituden sind.

Bei der engen Kopplung verstimmen sich aber der Gitterkreis der ersten Audionröhre, die auf die ankommende Welle abgestimmt wird, und der Schwingungskreis des Überlagerers gegenseitig so stark, daß es fast unmöglich wird, eine gewünschte Einstellung zu erzielen. Darum muß man die Kopplung lose wählen und dafür einen sehr starken Überlagerer verwenden.

Viel geringer ist die Bück Wirkung zweier Abstimmkreise aufeinander, wenn sie stark gegeneinander verstimmt sind. Das macht man sich zunutze, indem man nicht die Grundwelle des Überlagerers, sondern seine zweite Harmonische zur Überlagerung verwendet, die gewöhnlich noch sehr stark neben der Grundwelle auftritt. Der Schwingungskreis des Überlagerers ist dann ja ungefähr auf die halbe Frequenz der Empfangsschwingungen abgestimmt und die Rückwirkung bleibt in mäßigen Grenzen. Störend aber kann es wirken, wenn ein stärkerer Sender mit der Grund-welle des Überlagerers die Zwischenfrequenz ergibt; er kann dann trotz des stark verstimmten Gitterkreises infolge der günstigen Audionwirkung bei der großen Stärke des Überlagerers hörbar werden.

Eine andere Möglichkeit ist die, den Gitterkreis auf eine außerhalb des Empfangsbereiches liegende Welle abzustimmen bzw. ihn unabgestimmt zu lassen. Der Empfang wird dadurch zwar etwas schwächer; man hat aber eine äußerst einfache Bedienung: es wird die Station empfangen, für welche die entstehende Schwebungsfrequenz gleich der Zwischenfrequenz des Verstärkers ist; man braucht also nur den Überlagerer abzustimmen.

Es zeigt sich aber dann ein neuer Nachteil. Indem höhere Harmonische der Sender oder des Überlagerers die richtige Zwischenfrequenz ergeben, werden die Störungsmöglichkeiten außerordentlich erhöht. Zudem gibt es ja zu jeder Überlagererfrequenz zwei Telephoniefrequenzen, eine höhere und eine tiefere, die vom Zwischenverstärker verstärkt wird (a und b auf S. 86). Die nachfolgend angeführten Schaltungen, die eine unabhängige Einstellung des Überlagerers und des ersten Gitterkreises gestatten, vermeiden diese neuen Schwierigkeiten und zugleich auch, daß die Überlagerungsschwingung vom Gitterkreis auch auf den Antennenkreis übertragen und von dort, besonders bei Verwendung einer Hochantenne, störend ausgestrahlt wird.

Man kann die Überlagerungsfrequenz (fü) auch erst im Anodenkreis der ersten Röhre einführen, die dann als Hochfrequenzverstärker und Gleichrichter arbeitet; ihre Anodenspannung erhält sie als Wechselspannung von der

Überlagerungsröhre und von dem auf die Zwischenfrequenz (fz ) abgestimmten Kreis geht es zum Zwischenfrequenzverstärker. Man nennt diese Schaltung Ultradyn (Abb. 64).

Obwohl es bei der großen Gesamtzahl der im ganzen Gerät verwendeten Röhren nicht viel bedeutet, eine davon zu sparen, so ist es doch naheliegend, die erste Röhre als Audion und Überlagerer zugleich arbeiten zu lassen; man muß nur den Gitterkreis unabhängig auf Empfangsfrequenz je und auf fü zugleich abstimmen können und

nun

Verstärker

von der Antenne

*11

+// kl

Abb. 64. Ultradyn.

außerdem verhüten, daß die erzeugte Frequenz fü auf die Antenne übertragen wird.

Man verwendet deshalb im Gitterkreis eine Ausgleichsschaltung (s. S. 28). In Abb. 65 (Tropadyn) ist die Differentialschaltung benutzt. Der Rahmen ist durch den Drehkondensator auf die Empfangswelle abgestimmt, die nun über a zur Hälfte zum Gitter und an den Widerstand R, der so groß wie der innere Widerstand des Gitters, also 0,5—2 M2 gewählt werden muß. Dann teilt sich der Strom in a ganz gleichmäßig und der Kondensator C₂ hat keinen Einfluß. Ebensowenig entsteht an den Punkten a und c ein Spannungsunterschied, wenn durch die Rückkopplung in

L.₂C₂ Schwingungen erregt werden; es wird also keine Schwingungsenergie auf den Rahmen bzw. auf die Antenne.

Lr

mm

f Iwiséenfm/um z ; ? Vmtäihr

C‘2 C

w>,'>

Ci

+A

- +H

Abb. 65. Tropadyn.

die am Punkt a und mit ihrer Erde am Punkte angeschlossen sein könnte, übertragen.

Den gleichen Erfolg erzielt man durch die Brücken-

fe

t\i

schaltung (Auto dyn), die in Abb. 66 dargestellt ist. Mit den Punkten а c, an denen hier eine abgestimmte Antenne angeschlossen ist, könnte wieder ein Rahmen mit Parallelkondensator verbunden sein.

+//

'+Л

TTTT

32. Pendelrückkopplungsschaltungen.

Abb. 66. Autodyn.

Bei dem schon sehr empfindlichen rückgekoppelten Audion arbeitet man unmittelbar vor der Selbsterregung der Schwingungen aber immerhin noch so

weit entfernt, daß nicht kleine zufällige Einflüsse (Erschütterungen, Heizstromschwankungen usw.) diese Einstellung stören können. Will man die Rückkopplung ganz ausnützen, so muß man im Selbsterregungspunkt arbeiten. Dort hat man eine geradezu beliebige Empfindlichkeit, da auch der kleinste Anstoß zu einer starken elektrischen Au f-schaukelung führt.

Die einmal entstandene Schwingung muß aber wieder zum Erlöschen gebracht werden, und es muß erreicht werden, daß die jeweils erreichte Schwingung in ihrer Größe der ankommenden entspricht, da man nur dann Telephonie klangrein empfangen kann. Man wendet deshalb den Kunstgriff an, die Bedingung für die Selbsterregung periodisch so zu verändern, daß die Schwingungen bald entstehen können, bald abklingen müssen. Da man diese Wirkungsweise ein Pen dein nennen kann, heißen die nachfolgenden Schaltungen Pendelrück-kopplungsschaltungen (auch Überrückkopplungs- oder Sup err egenerativschaltungen).

Für die Wahl der Pendelfrequenz (fp) bestehen zwei sich entgegenarbeitende Bedingungen: je langsamer fp ist, um so stärker können sich jeweils die Schwingungen auf schaukeln, um so undeutlicher aber wird die Telephonie empfangen. Man kommt auf diese Weise zur gleichen Frequenz, wie man sie im Zwischenfrequenzverstärker gewählt hat; da es sich hier aber um Höchstausnutzungsschaltungen handelt, ist man geneigt, eine leichte Rauheit der Sprache in Kauf zu nehmen und geht mit fp — 10000—15000 Hertz gerade an die Hörgrenze.

Da das Einsetzen der Schwingungen unter anderem von der Gittervorspannung und der Anodenspannung abhängt, so kann man die Pendelung durch elektrisches Ändern einer oder beider Größen erreichen. Die Abb. 67 zeigt eine Schaltung, in der die Anodenspannung der ersten

Röhre dadurch verändert wird, daß die zweite Röhre in Rückkopplungsschaltung in dem Kreis LG die Schwingung / p erregt, und die Spannung der Batterie und des Kreises LG geben zusammen die Anodenspannung für die erste Röhre. Um die richtige Pendelfrequenz zu erhalten, nimmt man für L eine Honigwabenspule von 1000—15Ю0 Windungen und für C einen Drehkondensator bis 2000 oder 1000 cm. Die mittlere Anodenspannung der ersten Röhre und die negative Vorspannung ihres Gitters muß man so

Ir

fe

Ca

Abb. 67. Pendelrückkopplung mit zwei Röhren.

wählen, daß erst durch die zusätzliche Spannung von Kreis LG her Schwingungen entstehen, das heißt, man arbeitet am unteren Knick der Kennlinie. Es tritt somit auch im Anodenkreis eine Gleichrichterwirkung auf und die aufgenommenen Tonfrequenzen wirken auf das Telephon, das für die Empfangs- und die Pendelfrequenz durch den Kondensator Cü überbrückt ist. Zweckmäßig verwendet man als erste Röhre eine solche von hohem Emissionsstrom, da im wesentlichen nur der untere Teil der Kennlinie in dieser Schaltung ausgenützt wird und doch eine große Gitter Spannung zu erwarten ist,

Es ist möglich, mit dergleichen Röhre Überlagerung, Gleichrichterwirkung und Pendelung zu erzielen; die dafür als Beispiel angeführte Schaltung zeigt zugleich, wie beide, Gitterkreis und Anodenkreis, gemäß der Pendelung verändert werden. Würde diese Einwirkung von einer besonderen Röhre herrühren, so müßte man besonders darauf bedacht sein, daß sich beide Wirkungen nicht aufhöben, sondern einer Erhöhung der Anodenspannung muß auch eine Erhöhung der Gitterspannung entsprechen und umgekehrt. In der Abb. 68 sind also L₂C₂ und L₃C3 auf die Pendelfrequenz abgestimmt; die Kopplung wählt man sehr eng, sie braucht auch nicht veränderlich zu sein. Daß die Röhre die zwei Frequenzen je und

fe

60

Сз

кг ki

jp Zugleich er- Abb. 68. Pendelrückkopplung mit einer Röhre.

.j

zeugt, ist nur dadurch möglich, daß die eine immer wieder abklingt; wird der Arbeitspunkt nicht richtig gewählt, so kann es geschehen, daß bei schwach negativer Vorspannung nur je und bei stark negativer nur jp entsteht; um den richtigen Punkt leicht einstellen zu können, wendet man außer der Vorspannungsbatterie noch ein Potentiometer an (s. Abb. 30 S. 44).

Abb. 69 zeigt eine besondere Art, die Pendelfrequenz zu erzeugen (Flewelling). Der Gitterableitungswiderstand ist an die hohe Gleichspannung der Anode geführt,

und zwar führt der Weg über die Schwingungskreisspule L. den Rahmen RA und das Telephon T, wobei die da auftretenden Spannungsabfälle, abgesehen von dem in Rg, vernachlässigt werden können. Das Gitter erhält dadurch eine positive Spannung, deren Größe vom Verhältnis des Gitter-ableitwiderstandes Rg zum inneren Gitterwiderstand ab-hängt. Es muß erreicht werden, daß sich eine solche Spannung einstellt, daß der Arbeitspunkt der Röhre nun auf den steilsten Teil der Kennlinie fällt und durch die Wirkung der Rückkopplungsspule Lr Selbsterregung eintritt. Die hohen

Gitterspannungen, die dann auf tret en, rufen, wie beim Audion, einen starken Elektronenstrom auf das Gitter hervor, so daß die Spannung so sinkt, daß die Schwingungen wieder abklin-gen; dann lädt der positive Strom wieder über den Widerstand das Gitter auf, und das Spiel beginnt von neuem. Durch richtige Wahl von Cg (ungefähr bis 500 cm veränderlich), Ca (5000 cm fest) und Rg (von 0,5 bis 2 Mß veränderlich) erreicht man, daß die Pendelfrequenz die gewünschte Höhe (fp = 10 000—15 000 Hertz) erreicht.

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Lr

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Abb. 69. Flewellingschaltung.

Bp

+A

33. Doppelverstärkungsschaltungen.

In den Schaltungen für Doppelverstärkung (Reflexschaltungen) benützt man die Möglichkeit, die so außerordentlich verschiedenen Schwingungen der Hochfrequenz (100000—1500000 Hertz) und der Tonfrequenz (50 bis

10000) leicht voneinander trennen zu können. Da in diesen Bereichen die Bohre jede Spannungsänderung am Gitter unverzerrt in eineAnodenstromänderung umwandelt, sofern nur der geradlinige Teil der Kennlinien nicht überschritten wird, so wird sie auch die Summe einer hochfrequenten und tonfrequenten Schwingung richtig verstärken, und man muß nur geeignete Maßnahmen treffen, die verschiedenen Schwingungen im Gitter Zusammenwirken zu lassen und im Anodenkreis wieder zu trennen.

C,

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+Л

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777777

Abb. 70. Doppelverstärkung.

Zur Trennung verwendet man Spulen und Kondensatoren, deren Wechselstromwiderstand in entgegengesetzter Weise von der Frequenz abhängt.

Eine einfache Schaltung zeigt Abb. 70. Die von der Antenne kommenden Schwingungen wirken auf das Gitter, wobei der Transformator durch Cx für sie überbrückt ist.

Im Anodenkreis fließt demnach ein verstärkter Hochfrequenzstrom durch die Spule und wird durch Cü am Telephon vorbeigeleitet. Die Spule ist die Primärseite eines Hochfrequenztransformators, dessen Sekundärseite (und bei der engen Kopplung damit auch die Primärseite) auf die Schwingungen abgestimmt ist. Im Detektor ent-

steht durch die Gleichrichtung die übertragene Tonfrequenz, die durch die Primärseite des Niederfrequenz-transformators fließt. Auf der Sekundärseite bietet ihr der Kondensator Cx keinen Weg und sie wirkt somit auch auf das Gitter; im Anodenkreis kann sie nicht über Cü gehen, sondern fließt über das Telephon und kommt dort zur Wirkung.

Es gibt noch einige andere Möglichkeiten, die beiden Schwingungen zusammenzusetzen und zu trennen; sie sind jedoch ungünstiger als die angeführten. Es muß immer daran gedacht werden, daß auch in der Schaltung der Abb. 70 schon manche Nachteile in Kauf genommen werden müssen. So muß z. B. der Kondensator Сг und C2 mindestens 300—1000 cm groß sein, und das setzt die mit dem Niederfrequenzverstärker erreichbare Spannungserhöhung bereits beträchtlich herunter. Ebenso wird durch die kapazitative Verbindung des Anodenkreises über den Detektorkreis mit dem Gitterkreis leicht eine unerwünschte Rückkopplung erzielt. Bei einer Röhre machen sich diese Nachteile noch nicht allzu fühlbar. Man soll deswegen die Doppelverstärkung nicht auf mehr als zwei Röhren anwenden.

Es steht nichts im Wege, außerdem noch Rückkopplung anzuwenden. Auch kann der Detektor durch eine Röhre in Audionschaltung ersetzt werden. Doch wird man es bei der in Abb. 70 angeführten Schaltung nicht tun, da sich der Röhrenmehraufwand nicht recht lohnt. Bei Geräten, die sowieso schon mehrere Röhren verwenden und worin ganz oder teilweise Doppelverstärkung angewandt wird, ist der Einfachheit wegen ein Audion vorzuziehen.

Will man mehrfache Doppelverstärkung anwenden, dann gibt es zwei Möglichkeiten: man kann die Hochfrequenz in der gleichen Reihenfolge durch die Röhren verstärken, wie die Niederfrequenz oder umgekehrt; Abb. 71 zeigt dies für zwei Röhren in symbolischer Darstellung. Die Schaltung hat den Vorteil einfacherer Leitungsführung; die Kopplung der beiden Röhren zeigt Abb. 72. Ein Nachteil ist es, daß verstärkten Schwingungen (H 2 und N2) beide in der gleichen Röhre nochmals verstärkt werden müssen und sich zu sehr hohen

//

die

N₂

Abb. 71. Zweiröhrendoppelverstärkung mit imgekreuzter Kopplung.

Gitterspannungen zusammensetzen, so daß als zweite Röhre eine solche mit hohem Sättigungsstrom gewählt werden muß. Eine bessere, gleichmäßi-gereAusnutzung erreicht man in der An-

Cü!

+//

+//

Ordnung nach Abb. 73, wobei aber die Leitungsführung etwas umständlicher wird.

Die Abb.74 zeigt die Anwendung der Doppelverstärkung auf eine

0/2 —I

+A

Abb. 72. Kopplung bei Doppelverstärkung.

Gegentaktschaltung. Durch die Hochfrequenz werden die Röhren im Gegentakt erregt; es braucht demnach die Sekundärseite des Transformators und

Telephons nicht überbrückt zu werden. Auch die ka-pazitative Kopplung kann hier nicht mehr so ungünstig wirken, so daß diese Schaltung vor den bisher genannten

Saacke, Radiotechnik III.

etwas voraus hat. Allerdings geht man des eigentlichen Vorteils der Gegentaktschaltung, eine recht lange, gerade Arbeitskennlinie zu haben, verlustig, da ja durch die

//

Zusammensetzung beider Schwingungen H-+-\ schon hohe Gitterspannungen entste-^ hen und der für jede ausnutzbare Teil kleiner wird.

Abb. 73. Zweiröhrendoppelverstärkung mit gekreuzter Kopplung.

Die * angegebene Schaltung gehört aber nicht im eigentlichen Sinne zu den Doppelverstärkungsschaltungen; denn es könnten auch beide Erregungen (Gleichtakt und Gegen-

11

ТГ7Т

Abb. 74. Doppelverstärkung in Gegentakt und Gleichtakt.

takt) z. B. niederfrequent sein und es würde doch noch keine gegenseitige Beeinflussung auftreten; dagegen wäre es möglich,sowohl im Gleichtakt hoch- und niederfrequent zu verstärken als auch im Gegentakt; doch muß das zu schaltungstechnischen Spielereien gerechnet werden, da es kaum möglich sein wird, die gewünschte Höchstausnutzung zu erreichen und alle unerwünschten gegenseitigen Beeinflussungen genügend zu vermeiden.

34. Auswahl der Schaltungen.

Von allen den angeführten Schaltungen kann keine schlechthin als die günstigste bezeichnet werden; denn es sind sehr verschiedene Gesichtspunkte, nach denen ein Gerät gewertet werden kann : leichte Bedienung,Reichweite, Laut stärke, Abstimmschärfe und Billigkeit.

Will man z. B. bei einem Detektorapparat die Empfangslautstärke eines nahen Senders so erhöhen, daß mit Lautsprecher empfangen werden kann, so sind 1—2 Stufen Niederfrequenzverstärkung im Anschluß an den Detektorapparat notwendig. Will man aber beim Fehlen eines Ortssenders Kopfhörerempfang aus weiterer Entfernung haben, so wird man vor dem Detektor eine Hochfrequenzverstärkerstufe verwenden. Im übrigen wird der Detektor im Zusammenbau mit Mehrröhrenschaltungen kaum benutzt, da die Einstellung eines Audions ja viel einfacher ist und kaum nennenswerte Mehrkosten mit sich bringt.

Rückkopplung wird man nur dort mit wirklichem Vorteil verwenden, wo eine einigermaßen sachgemäße Bedienung zu erwarten ist. Die für den Lautsprecherbetrieb notwendige Verstärkung wird man wieder mit 1—3 Stufen Niederfrequenzverstärkung zu erreichen suchen. Aus Gründen der Abstimmschärfe wird man aber doch gern zur Hochfrequenzverstärkung greifen, zumal man ja bei Fernempfang immer damit zu rechnen hat, daß einzelne Stationen eine um nur sehr wenig verschiedene Wellenlängen haben. Wer darum die umständliche Einstellung der drei Abstimmkreise eines 2-Stufen-Hochfrequenz-verstärkers mit Rückkopplungsvermeidung nicht scheut, hat zusammen mit einigen Stufen Niederfrequenzverstärkung ein Gerät, mit dem er ganz Europa auch bei ungünstiger Antenne befriedigend im Lautsprecher hören kann.

Hohe Abstimmschärfe bei leichter Bedienung ist das Kennzeichen des Zwischenfrequenzverstärkers. Er wird einerseits beim Selbstbau bevorzugt und ist andererseits auch als Handelsgerät schon sehr gut durchgebildet, so daß er wirklich als wertvolles Gerät gelten kann. Der Mehraufwand an Böhren wird damit in Kauf genommen.

Als ausgesprochene Experimentierschaltungen müssen die Pendelfrequenzempfänger gelten. Man kann hierbei mit einer Bohre den größten Erfolg erzielen und braucht höchstens noch eine oder zwei Stufen Niederfrequenz zu verwenden. Der Nachteil der Betriebsunsicherheit ist noch nicht überwunden.

35. Zusammenbau der Schaltungen.

Eine große Bedeutung gewinnt bei Mehrröhrengeräten die Möglichkeit, Heizbatterien und Anodenbatterien gemeinsam für alle Böhren zu verwenden. Davon wird man weitgehend Gebrauch machen und nur ganz besondere Anforderungen, wie sie vielleicht bei großer Endverstärkung gestellt werden, rechtfertigen den Gebrauch besonderer Batterien. So können in den angeführten Schaltungen alle mit +M endigenden Leitungen zur gleichen Anodenbatterie bzw. zu verschiedenen Abgriffen an ihr geführt werden. Ebenso wird man bei der Wahl der Böhrenart damit rechnen, daß auch die in Arbeitszweck und Leistung sehr verschiedenen Böhren alle von der gleichen Heizbatterie betrieben werden sollen. Dabei sind jedoch für die einzelnen Röhren eigene Heizwiderstände vorzusehen; als Ausnahme mag ein Mederfrequenzverstärker mit zwei oder ein Zwischenfrequenzverstärker mit drei Stufen gelten. Zweckmäßig allerdings muß die gemeinsame Heizung der beiden Röhren eines Gegentaktverstärkers genannt werden; man wird hierbei sowieso besonders sorgfältig darauf bedacht sein müssen, zwei möglichst gleiche Röhren zu benutzen. Immer jedoch bleibt es ein Nachteil eines gemeinsamen Heizwiderstandes, daß beim zufälligen Durchbrennen einer Röhre sofort dadurch in der andern der Strom ansteigt und auch diese gefährdet ist. Um den Nachteil der Einstellung des Heizstromes jeder Röhre nicht jedesmal zu haben, ist es vorteilhaft, einen Schalter in die Leitung zur Batterie zu legen, so daß bei einmal richtiger Einstellung der Heizwiderstände nur die Bedienung dieses Schalters nötig ist, solange die Batterie nicht frisch aufgeladen oder durch eine neue ersetzt wurde.

Ähnliches gilt auch für die Spannungsteiler, sofern überhaupt welche notwendig sind, um eine günstige Gitterspannung einzustellen. Auch hier darf nur gemeinsam angeschlossen sein, was in gleicher Weise bedient werden muß. Da ein Spannungsteiler gewöhnlich der Heizbatterie unmittelbar parallel liegt, so bedarf es eines besonderen Schalters, um ihn bei Nichtgebrauch des Gerätes auch auszuschalten. Es gibt einige Bauarten von Spannungsteilern, bei denen dies auf der Nullstellung selbsttätig erfolgt. Günstiger aber ist es, den bei der Heizung genannten Schalter einzubauen, der dann alle Röhren und alle Spannungsteiler zugleich ein- und ausschaltet.

Es ist nicht immer erwünscht, die ganze Verstärkungsmöglichkeit eines Gerätes auszunutzen, wenn es sich um den Empfang von Sendern handelt, die sehr verschieden stark sind. Man sieht deshalb Schaltungen vor, um einen

Teil des Gerätes außer Gebrauch zu setzen; am besten verwendet man hierfür Klinken und Stöpsel. Die Abb. 75 stellt einen Ausschnitt eines mehrstufigen Niederfrequenzverstärkers dar. Im gezeichneten Falle werden die Schwingungen im Anodenkreis der ersten Röhre durch den Transformator auf das Gitter der zweiten Röhre zur Weiterverstärkung übertragen. Wird der Stöpsel sh in die Büchse b der Klinke eingestellt, so kommt die Spitze s in Berührung mit der Feder /, drückt sie in die Höhe und unterbricht dabei den Kontakt h. So muß also der Anodenstrom statt über den Transformator über die Spitze s

+//

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⁺A

Abb. 75. Klinkenumschaltung für Verstärker.

gehen. An diese ist die eine Zuleitung am Telephon, an die Hülse h die andere angeschlossen; so daß + A jetzt über Büchse b und die in sie gesteckte Hülse h zugeführt wird.

Indem man weitere Kontakte hinzufügt, kann man auch erreichen, daß z. B. die Heizung der außer Betrieb gesetzten Röhren abgeschaltet wird usw. Doch wird dadurch die Schaltung sehr viel unübersichtlicher, und man läuft Gefahr, daß durch die kleine Kapazität der Kontaktfedern gegeneinander unerwünschte Rückwirkungen entstehen und die Wirksamkeit des Gerätes herabgesetzt wird. Immerhin sind die Leitungsführungen hier wesentlich einfacher, als wenn man die betreffende Umschaltung durch einen Schalter allein bewerkstelligen wollte.

36. Industrieempfänger.

Die Radioindustrie hat vor den Selbstbauenden keinen solchen Vorsprung, um sie an Preiswürdigkeit und Sauberkeit der Ausführung in einem Maße zu übertreffen, daß man den Selbstbau als eine wirtschaftliche Verschwendung und Spielerei bezeichnen könnte; daß nicht allein der Wunsch, selbst zu bauen, sondern der, auf billige Weise zu erwerben, eine Rolle spielt, zeigt die Tatsache, daß sich neben der Industrie noch ein Stand von Radiohandwerkern halten kann, der Empfänger als Einzelarbeit herstellt und verkauft. Man darf deshalb auch in den fertigen Apparaten keinen allzu großen Unterschied erwarten.

Für die Selbstbauenden gibt es keine Schaltung, die nicht versuchsweise gebaut worden wäre; und auf diese Weise werden manche Schaltungen durchgebildet, deren Ausprobieren eben Lust und Geduld erfordert. Für den Handwerker kommen hauptsächlich die bewährten Zwischenfrequenzverstärker (Superheterodyn) und Hochfrequenzverstärker mit Rückkopplungsvermeidung (Neu-trodyn) in Frage. Die Industrie muß, den dauernden Verbesserungen und den Ansprüchen des Marktes folgend, eine ungeheure Zahl von Typen herausbringen. Die äußere Form hat dabei sehr bald eine gewisse Vollendung erfahren; die innere Ausführung hielt damit nicht immer Schritt. Der weitgehenden Anwendung aller Möglichkeiten stand der Widerstand des technisch nicht gebildeten Publikums im Wege.

Als Beispiel sei ein 2-Lampen-Reflexempfänger der Firma Huth in Abb. 76 und 77 angeführt; man sieht, daß der Hauptwert innen auf engen Zusammenbau gelegt ist, was eine große Entwicklungsarbeit fordert; außen dagegen handelt es sich um übersichtliche Anordnung.

In dem in der Abb. 78 aufgeführten 2 stufigen Meder-

frequenzverstärker von Siemens & Halske zeigt sich ein Erzeugnis, das für Massenherstellung und Massenvertrieb bestimmt ist; einfache Herstellungsart und einfache Bedienung (z. B. durch Regulierung der Heizung durch Eisen-Wasserstoff-Widerstände) lassen sich daraus erkennen. Es

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Abb. 76. Innenansicht des 2-Lampen-Reflex-empfängers der Firma Huth.

sind die für die zwei Stufen in der Größe verschiedenen Röhren zu sehen.

Schließlich sei noch in Abb. 79 die Innenansicht eines ,,Superhutes“ der Firma Huth angeführt. Dieser Zwischenfrequenzverstärker läßt saubere Innenausführung und einfache Bedienung erkennen als das Ergebnis einer fabrikatorischen Entwicklung.

V. Der Telegrapkieempfang.

37. Anwendungsgebiet.

Der größte Teil des drahtlosen Verkehrs, der für die Allgemeinheit bestimmt ist, benützt die Telep ho nie. Diese

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Abb. 77. Außenansicht des 2-R(ihren-Reflex-empfängers der Firma Huth.

Art der Verbreitung ist dann günstig, wenn es sich um Nachrichten handelt, die für ein räumlich nicht allzu großes Gebiet und für solche Leute bestimmt sind, die keine besondere Fachausbildung haben und einfache Geräte verwenden wollen. Dies trifft vor allem für den Rundfunk, dann aber auch für die besonderen Handels- und Pressemeldungen des nationalen Gebietes zu.

Die telephonische drahtlose Verbreitung erfordert aber einen viel höheren Aufwand an Sendeleistung als die telegraphische, deshalb wickelt sich fast der ganze internationale Verkehr, bei dem schließlich die ganze Erde als Empfangsgebiet in Frage kommt, telegraphisch ab : so z. B. Zeit-

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Abb. 78. Niederfrequenzverstärker von Siemens & Halske.

angabe, Wettermeldungen, Presse- und Privattelegramme. Dabei ist es sehr wesentlich, daß man durch Chiffrierverfahren den Inhalt geheimhalten und durch Maschinenschreiber eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit erreichen kann, so daß die telegraphische Übermittlung der telephonischen an Sicherheit und Leistungsfähigkeit überlegen ist.

38. Empfang gedämpfter und ungedämpfter Sender.

Zum Telegraphieempfang gedämpfter Sender eignen sich alle Telephonieschaltungen. Benutzt man eine Bück-kopplungsschaltung, so wird man auch kurz vor der Schwinggrenze arbeiten. Denn wenn das Empfangsgerät selbst Schwingungen erzeugt, so wird der die gedämpften Sender kennzeichnende Ton, der leicht aus Luftstörungen und störenden Sendern herauszuhören ist, in ein Bauschen verwandelt. Es kann nämlich ein reiner Überlagerungston nicht entstehen, weil die Frequenz nicht so gleich bleibt

Abb. 79. Der „Superhuth II“, Inneres.

wie beim ungedämpften Sender, und die Schwingungszüge nicht in der richtigen Phase einsetzen.

Die ungedämpften Sender werden mit Überlagerung empfangen. Man kann auch hierbei alle die angeführten Telephonieschaltungen verwenden, wenn man noch einen besonderen Überlagerer anwendet, oder den Empfänger in Rückkopplungsschaltung selbst schwingen läßt. Durch eine geringe Verstimmung der selbsterregten Frequenz fü gegen die ankommende fe erhält man eine Schwebungsfrequenz fü—fe (s. S. 35), die man gewöhnlich im Bereich der hörbaren Töne wählt, wie es für das Aufnehmen dei

Zeichen am günstigsten ist. Daneben hat man noch den Vorteil, daß durch die selbsterregten Schwingungen, die groß sind gegenüber den ankommenden, die Gleichrichterwirkung ganz bedeutend verbessert wird (s. S. 40).

39. Großstationsempfang.

Im Großstationsverkehr, der sich z. Z. noch hauptsächlich auf den langen Wellen abspielt, benützt man meistens einen besonderen Überlagerer, da sonst das rückgekoppelte Audion sehr stark gegen die Empfangswelle verstimmt sein müßte,um einen gewünschten Ton von 500—1000Hertz zu ergeben. So muß z. B. bei der 15-km-Welle (/e = 20000 Hertz) der Überlagerer die Welle 14,3 km (/^ = 21000 Hertz) erzeugen, um den Überlagerungston 1000 zu erzielen. Es gelten hier die gleichen Gesichtspunkte, wie sie schon für die Erzeugung der Zwischenfrequenz maßgebend waren, und die dort angeführten Schaltungen werden auch hier verwendet, um gegenseitige Beeinflussung der Emp-fangsabstimmung und der Überlagererabstimmung zu verhindern.

Bei der Wichtigkeit des Verkehrs muß man besonders in der Ausschaltung der Störungen viel weiter gehen als • beim Rundfunkempfang. Dies wird dadurch erleichtert, daß es sich gewöhnlich nur um den Empfang einer ganz bestimmten Welle handelt; man kann darum mehrfach abgestimmte Kreise und Kettenschaltung zur Aussiebung der Hoch-, Zwischen- und Tonfrequenz anwenden. Statt der Hochantenne verwendet man mehr die Beverageantenne oder die Rahmenantenne, die sich beide durch Richtwirkung und größere Störungsfreiheit auszeichnen. Bei den sehr großen Abmessungen der Rahmen ist es schließlich nicht mehr einfach, sie drehbar aufzustellen. Man verwendet deshalb zwei zueinander senkrecht stehende Rah-

men; z. В. so, daß die Windungsfläche des einen in der Nord-Süd-, die des andern in der Ost-West-Kichtung liegt.

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Abb. 80. Grundsätzliches Schaltbild einer Doppelkreuzrahmen-Empfangsanlage.

Je nach der Richtung, aus der dann die Empfangs wellen kommen, nimmt der eine oder der andere mehr auf, und dementsprechend wird auch eine Kopplungsspule, die innerhalb der ebenfalls aufeinander senkrecht stehenden

Abstimmspulen der Bahmen drehbar angeordnet ist, in einer ganz bestimmten Stellung die größte Energie auf-

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Abb. 81- Schnellschreiber mit Schalttafel.

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nehmen. Bei den modernsten Anlagen benützt man zwei solche über 50m hohe Kreuzrahmen, die einige Kilometer auseinanderliegen und erhöht noch die Möglichkeiten

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Abb- 82. Empfangsabstimmung der „Villa Elisa“.

der Störbefreiung dadurch, daß man die einzelnen Rahmen einmal in der eben beschriebenen Art, dann aber auch mit Hilfe einer Anzapfung in der Mitte als Hochantenne verwendet und durch zweckmäßge Kopplung einen sehr scharfen, gerichteten Empfang (d.h. Empfang nur aus einer Richtung) erhält (Abb. 80). Auf diese Weise läßt sich zwar auch keine absolute Störungsfreiheit erzielen, aber doch immerhin eine solche, daß auch die sehr empfindlichen Schnellschreiber ungestört arbeiten können. Auf der Abb. 81 ist ein solcher Schnellempfänger ohne die eigentliche Hochfrequenzseite, wie sie die Abb. 82 darstellt, aus einer der modernsten Empfangsstationen Villa Elisa zu sehen.

40. Kurzwellenempfang.

In dem Bereich der kurzen Wellen (Я == 100-i-10 m bzw. / = 3-1-30 Millionen Hertz) spielen die kleinen Kapazitäten und Induktivitäten eine große Rolle. So stellt z. B. die kleine Kapazität zweier Buchsen schon einen zu beachtenden kapazitativen Nebenschluß dar, während umgekehrt die geringe Induktivität einer Drahtschleife einen hohen induktiven Widerstand zur Folge hat. Daraus folgt die Notwendigkeit beim Aufbau der Schaltungen die Leitungen, in denen Hochfrequenz fließt, so kurz wie möglich zu machen. Diesen Bedingungen lassen sich alle die Rückkopplungsschaltungen (Abb. 41 ff.) anpassen. Am meisten hat sich die induktive Rückkopplung mit veränderlichem Überbrückungskondensator (Abb. 41) bewährt. Der Antennenkreis wird meist nicht abgestimmt, der Erdanschluß oft ganz fortgelassen ; die wenigen Windungen der Antennenspule wirken dann mehr kapazitativauf den Empfänger, und diese lose Kopplung hat den Vorteil, daß die Schwingungen leicht einsetzen. Für das 40-m-Band genügen normale kapazitätsarme Spulen von 4-Fö Windungen im Gitterkreis

und 6-f-8 Windungen als Rückkopplungsspule, wenn man als Kondensatoren solche von 200—500 jufjF wählt; Freieinstellung ist besonders beim Gitterkreiskondensator unbedingt erforderlich. Unter 20 m Wellenlänge nimmt man noch weniger Windungen und Kondensatoren von höchstens 100 fijiiF, außerdem wird man besondere Röhren wählen, bei denen die Kapazitäten im Sockel möglichst klein sind.

Eine wichtige Forderung ist es, daß beim Überlagerungsempfang die Frequenz unbedingt gleichbleibt und gegen jede Beeinflussung geschützt ist. Bedeutet doch bei der 10 m-Welle eine Schwankung der Frequenz um 0,1 °/ü0 schon ein Schwanken der Tonfrequenz um 3000 Hertz, was einen Empfang unmöglich macht. Deswegen müssen die Spulen, Leitungen, Kondensatoren usw. mechanisch sehr fest sein, so daß kleine Erschütterungen keine Formveränderungen (Zittern der Spule oder der Kondensatorplatten) hervorrufen können. Die Wirkung derHandkapazität bei der Bedienung des Gerätes sucht man durch Abschirmung (z. B. Verbindung von Gestell und Achse des Drehkondensators mit dem Minuspol) und durch die Verwendung langer Griffe abzuschwächen.

Gewöhnlich verbindet man das rückgekoppelte Audion noch mit 1-L2 Stufen Niederfrequenzverstärkung; hierbei ist es zweckmäßig, daß die verwendeten Transformatoren ihre Eigenfrequenz in der Nähe von 1000 Hertz haben, da es sich ja bei Telegraphie nur um den einen zu verstärkenden Ton handelt. Je nach den besonderen Verhältnissen (Tageszeit, Witterung usw.), die bei den kurzen Wellen eine sehr große Rolle spielen, kann man mit einer solchen Schaltung auch Sender von nur wenigen hundert Watt Leistung aus den größten Entfernungen des Erdballes hören.

Hochfrequenz Verstärkung lohnt sich bei den kurzen Wellen nicht, eher Zwischenfrequenzverstärkung,

Saacke, Radiotechnik III.

womit man eine sehr hohe Abstimmschärfe erreichen kann, die man bei den heutigen Sendern noch gar nicht ausnützen kann, da die Frequenz nicht so genau konstant bleibt. Die Schaltung unterscheidet sich von denen der Abb. 62ff. nur dadurch, daß das zweite Audion mit Rückkopplung als Schwingaudion arbeitet oder mit einem zweiten Überlagerer gekoppelt ist, der eine in der Nähe der Zwischenfrequenz liegende Überlagerungsschwingung erzeugt.

KRAKÓW

«ВШТЕКД POLITE ÖL.

S. 61

Sachverzeichnis.

Ableitungszweig 26. Anpassung 50, 57, 62. Antenne 29.

Antennenhöhe, wirksame 35, 37.

— -Verkürzung 31.

—• -Verlängerung 30. Arbeitskennlinie 55. Audion 47, 63.

Autodyn 90.

Batterien 59. Beverage-Antenne 33, 108. Brückenschaltung 28, 90.

Charakteristik 38.

„cm“ 13.

Dämpfung 19, 21. Detektor 38, 61. Dielektrizitätskonstante 14. Differentialschaltung 28,89. Doppelverstärkung 94,103. Durchgriff 43.

Eigenkapazität 12, 39, 51. Eigenwelle 30. Einstrahlung 35. Elektronen 41. Entdämpfung 54. Entziehungskreis 25. Erdung 29.

Farad 13.

Flewelling 93.

Frequenz 7.

G egengewicht 29. Gegenkopplung 82. Gegentakt 75, 97. Gleichrichtung 38, 46.

Handkapazität 112. Harmonische = Vielfache der Grundfrequenz 8, 88. Hertz 8.

Hochantenne 29. Huth-Kühn 70.

Induktivität 10.

Kapazität 13.

Kennlinien 42, 45. Kettenleiter 26. Klinkenschaltung 102. Kopplung 23. Kreuzrahmen 108. Kurzschaltung 31, 62.

Langschaltung 30, 62. Lautsprecher 58.

Mikromikrofarad = u.wF13. Mitnahme 55.

Modulation 34.

Neyadyn 71. Netzanschluß 27, 60. Neutralisation 82. Neutrodyn 82, 103.

Parallelschaltung 15, 17. Phase 15.

Pendelrückkopplung 91,

U»o.

Rahmenantenne 32, 36. Raumladung 45. Reflexschaltung 94, 103. Reihenschaltung 15. Reinartz 69.

Reizschwelle des Detektors 40.

Resonanz 16. Resonanzkurve 21.

Röhre 41.

Rückkopplung 53, 64.

Sättigungsstrom 43. Schattenwirkung der Antenne 36.

Schutznetzschaltung 45. Schwebung 35. Schwingung 7.

S chwingungsvermeidung 81.

Seitenbänder 34. Sekundärschaltung 63.

Skineffekt 10.

Sperrkreis 18, 25. Spulenleitung 26.

Steilheit 40, 43.

Störungen 37. Strahlungswiderstand 36. Stromkopplung 79. Superheterodyn = Zwischenfrequenzverstärker 84, 100, 103.

Superhut 104. Superregenerativ = Pendelrückkopplung 91, 100.

TAT-Schaltung 81. Telegraphie 33, 105. Telephonie 34.

Tonfrequenz 8, 72. Transformator 72. Tropadyn 89.

Überlagerer 87. Überlagerung 55. Überrückkopplung 91, 100. Übersetzungsverhältnis 51, 72.

Ultradyn 89.

Variometer 12. Verstärkung 49, 71. Verstärkungsfaktor 43, 53. Verzerrung 40, 51.

Wechselstrom 7. Wechselwiderstand 16. Wellenlänge 20. Widerstand 9. induktiver 11. innerer 40, 43. kapazitiver 13. Ohmscher 9, 59.

—    spezifischer 9.

—    wirksamer 9. Widerstandskopplung 76. Wirkungsgrad 50.

Zerstreuungsgitter 45. Zwischenfrequenzverstär-ker 84, 100, 103.

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Sieni ens - Handbücher.

J.Bd.: Allgemeine Grundlagen der Elektrotechnik. Bearbeitet von Dr. C. Michalke, Oberingenieur der Siemens-Schuckert-W erke.Oktav. Mit 153 Abbildungen. XII, 167 Seiten. 1925. Geb. M. 5.— V.Bd.: Das Kraftwerk Fortuna II. Bearbeitet von Alb. Schreiber, Direktor des Rhein.Elektrizitäts-werks im Braunkohlenrevier, Köln. Oktav. Mit 141 Abbildungen. XVI, 175 Seiten. Geb. M. 6.50 XIII. Bd.: Elektrizität im Bergbau. Bearbeitet von Prof. Dr. - Ing. e. h. W. Philippi, Direktor in der Abteilung Industrie der Siemens-Schuckert-Werke. Oktav. Mit 335 Abbildungen und 3 Tafeln. XII, 390 Seiten. 1926. Geb. M. 11.50

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(Siemens - Handbuch.) Bearbeitet von Dipl. - Ing. P. Stern, Oberingenieur der Siemens - Schuckert-Werke. Oktav. Mit 365 Abbildungen. XVI,

224 Seiten. 1922.

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Lehrbuch der Elektrotechnik. Von Prof. E. Stöckhardt, Dipl.-Ing. und Studienrat. 3. Auflage. Oktav. Mit 165 Abbildungen. VIII, 327 Seiten. 1925.    Geb. M. 13.—

Einführung in die Elektrotechnik. Hochschulvorlesungen von Dr. E. Heinke, o. Prof, an der Techn. Hochschule München, Geh. Reg.-Bat. 2. Auflage. Oktav. Mit 560 Abbildungen. 490 Seiten. 1924.    Geb. M. 18.—

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Mit 69 Fig. Nr. 612.

--III: Wärmelehre. Mit 66 Fig.

Nr. 613.

--IV: Lehre vom lacht. Mit

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Theoretische Physik von Prof. Dr. Gustav Jäger. I:Mechanik und Akustik. Mit 24 Abb. Nr. 76.

--II: Licht und Wärme. Mit

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--III: Elektrizität u. Magnetismus. Mit 33 Abb. Nr. 78.

Theoretische Physik IV : Elektromagnet. Lichttheorie und Elektronik. Mit 17 Fig. Nr. 374. Geschichte der Physik von Prof. A. Kistner, I: Bis Newton. Mit 13 Fig. Nr. 293.

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bis zur Gegenwart. Mit 3 Fig. Nr. 294.

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von Dr. Eberhard Buchwald. Mit 124 Abb. Nr. 619. Luftelektrizität von Dr. Karl Kahler. Mit 18 Abb. Nr. 649. Radioaktivität von Prof. Dr. P. L u d e w i g. Mit 37 Abb. Nr. 317.

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