Regelpentoden mit gleitender Schirmgitterspannung

Etwa zu Beginn des Jahres 1938 wurden Regelpentoden mit gleitender Schirmgitterspannung eingeführt, womit höhere Steilheit bei kleinerem Stromverbrauch und bessere Regeleigenschaften erzielt wurden.

Die EF9 ist in der Roten Serie die erste Regelpentode mit gleitender Schirmgitterspannung. Sie löste die EF5 ab, die noch für eine feste Schirmgitterspannung ausgelegt war.

"Die Pentode EF9 ist eine Hoch- oder Zwischenfrequenzröhre mit veränderlicher Steilheit, die auch als N.F.-Verstärker mit Widerstandskopplung verwendet werden kann, und zwar mit oder ohne Regelung der Verstärkung (automatische Lautstärkeregelung, die auch die N.F.-Stufe beeinflusst).

Der Entwurf dieser Röhre unterscheidet sich von dem der EF5 dadurch, dass an Stelle einer festen Schirmgitterspannung eine bei zunehmender Gittervorspannung veränderliche Schirmgitterspannung vorgesehen wurde. Anstatt der Speisung durch einen Spannungsteiler kann das Schirmgitter der EF9 durch einen Serienwiderstand gespeist werden.

Die Schirmgitterspannung stellt sich im ungeregelten Zustand durch den Spannungsabfall im Schirmgittervorwiderstand auf beispielsweise 100 Volt ein. Beim Herunterregeln der Röhre sinkt der Schirmgitterstrom und verringert sich der Spannungsabfall über dem Serienwiderstand, so dass die Schirmgitterspannung steigt, bis sie sich im vollkommen heruntergeregelten Zustand dem Wert der Speisespannung nähert. Man bezeichnet diese veränderliche Spannung des Schirmgitters als gleitende Schirmgitterspannung.

Der Vorteil der Speisung des Schirmgitters über einen Vorwiderstand liegt darin, dass bei ungefähr gleichen Quermodulationseigenschaften der Anodenstrom im ungeregelten Zustand niedriger und die Steilheit höher sein kann, als es bei einer Röhre mit fester Schirmgitterspannung der Fall ist.

So hat die EF 9 bei -2,5 Volt Vorspannung und 100 Volt Schirmgitterspannung im ungeregelten Zustand einen Anodenstrom von 6 mA und eine Steilheit von 2,2 mA/V, die EF 5 dagegen bei Ug1 -3 V und Ug2 = 100 V einen Anodenstrom von 8 mA und eine Steilheit von 1,7 mA/V.

Bei steigender Schirmgitterspannung verschiebt sich die Ia/Ug1-Kennlinie nach links, und wenn die Kennlinie im ungeregelten Zustand einen kurzen Auslauf hat, so wird dieser bei zunehmender Schirmgitterspannung immer größer.

Die in Abb. 3 dargestellten logarithmischen Ia/Ug1-Kurven für verschiedene Schirmgitterspannungen bestätigen dies. Diese Tatsache führt dazu, dass, obschon die Ia/Ug1-Kennlinie im ungeregelten Zustand einen kurzen Auslauf hat, die Quermodulationseigenschaften bei der Regelung wesentlich besser werden, als wenn die Schirmgitterspannung konstant bliebe.

Bei 250 Volt Speisespannung muss der Schirmgittervorwiderstand 90.000 Ohm betragen, um im ungeregelten Zustand eine Schirmgitterspannung von 100 Volt zu erhalten.

Da jeder Gittervorspannung eine andere Schirmgitterspannung zugeordnet ist, wird der Anodenstromverlauf als Funktion der Gitterspannung durch die gestrichelte Kurve dargestellt. Eine Gitterwechselspannung hat aber keine Schirmgitterspannungsänderung zur Folge, da das Schirmgitter durch einen Kondensator entkoppelt wird, so dass sich in dem Falle der Anodenstrom gemäß der Ia/Ug1-Kurve ändert, die zu der betreffenden Gittervorspannung gehört.

Nach Abb. 3 beträgt bei -12,5 Volt Gittervorspannung die Schirmgitterspannung 175 Volt, so dass für diese Vorspannung die Ia/Ug1-Kennlinie für Ug2 = 175 V gilt.

Bei anderen Werten der Speisespannung muss der Schirmgittervorwiderstand dementsprechend anders gewählt werden, und es ergibt sich dann auch ein anderer Regelverlauf. So wird bei 200 Volt Speisespannung (z.B. für G/W-Geräte) ein Wert von 60.000 Ohm erforderlich sein, um im ungeregelten Zustand eine Schirmgitterspannung von 100 Volt zu erhalten. Der Anodenstrom wird dadurch rascher heruntergeregelt.

Bei 100 Volt Speisespannung wird das Prinzip der gleitenden Schirmgitterspannung nicht mehr zur Anwendung gelangen und die Röhre dann mit fester Schirmgitterspannung betrieben. Für diesen Fall gilt die Ia/Ug1-Kurve für Ug2 = 100 V der Abb. 3.

Wenn zur Speisung des Schirmgitters Spannungsteiler verwendet werden, kann durch geeignete Wahl der Widerstandswerte eine raschere Regelung erzielt werden als bei Speisung durch einen Vorwiderstand. Zu berücksichtigen ist aber immer, dass eine raschere Regelung mit einer weniger günstigen Quermodulationscharakteristik gleichbedeutend ist.

Mit Hilfe der in Abb. 10 dargestellten Ig2/Ug2-Kurven können für jeden Fall die verschiedenen Betriebsbedingungen im voraus bestimmt werden. Die Modulationsbrummeigenschaften sind bei günstiger Wahl der Regelkennlinie hervorragend. Dies ist für die Anwendung in G/W-Geräten von Bedeutung.

Die EF9 zeichnet sich insbesondere durch niedrige Kapazitätswerte aus. Bemerkenswert ist die Gitter-Anodenkapazität, die bei dieser Röhre kleiner als 0,002 pF ist. Auf Kurzwellen ermöglicht diese Röhre beachtliche Leistungen. Obschon für Kurzwellen nur Kreise mäßiger Güte hergestellt werden können, gestatten die vorzüglichen Eigenschaften der Röhre EF 9 die Erzielung einer für diesen Bereich sehr hohen Verstärkung.

Die Röhre EF9 kann, wie erwähnt, auch als N.F.-Verstärker mit Widerstandskopplung verwendet werden. Hierbei ist es möglich, durch Zuführung einer Regelspannung zum ersten Gitter die Verstärkung zu regeln, so dass die automatische Lautstärkeregelung im N.F.-Verstärker unterstützt werden kann."

(Auszug aus Philips Datenblatt EF9)

Weitere Informationen hier.
 

Datenvergleich EF5 – EF9:

Rg2 = Schirmgitter- Vorwiderstand 
Rq = Parallel- Widerstand des Ug2- Spannungsteilers
Iq = Strom des Parallel- Widerstands
Itot  = Gesamtstrom

 

Die wichtigsten Regelpentoden im Übergang von fester (konstanter) zu gleitender (variabler) Schirmgitterspannung:

Pin-k = Pin-kompatibel 

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.