RENS1224 (RENS1224)

RENS1224

Mischhexode Mischröhre

(Paralleltype RENS1824)

Anwendung: In nicht regelbaren Mischstufen. Für Wechselstromheizung.

Aufbau und Verwendung: Indirekt geheizt, Viergitter-Verstärkersystem, 7poliger Stiftsockel, Steuergitter an Kolbenkappe angeschlossen. Außenmetallisierung im Innern der Röhre mit Kathode fest verbunden.

Die Mischröhre 1224 kann als Vereinigung zweier Röhrensysteme betrachtet werden. Das untere System bewirkt eine HF-Verstärkung und ergibt eine entsprechende Beeinflussung des Elektronenstromes, der durch Schirmgitter G2 zum oberen Teil gelangt. Gitter G3 und G4 erzeugen in Verbindung mit dem äußeren Oszillatorkreis die Hilfsschwingung. Gleichzeitig kommt die Mischung der beiden Frequenzen und damit die ZF zustande. Spannungen Ug2 und Ug3 müssen über Spannungsteiler zugeführt werden.

 Zeitgemäße Nachfolgetype: Die Verbundröhre ACH1 (1934) bzw. Stahlröhre ECH11 (1938) oder die Oktode AK2 (1935). Bei diesen Röhren sind Oszillator und HF-Teil schaltungsmäßig weitgehend entkoppelt, und damit auch unter schwierigen Bedingungen einwandfreies Arbeiten ohne Rückwirkungsgefahr gesichert. Außerdem höhere Mischverstärkung und Möglichkeit einer Verstärkungsregelung in der Mischstufe. Die A-Röhren besitzen Kolbenanschluss des Steuergitters, Schnellheizkathode und mit Ausnahme der ACH1 andere Sockelung. Eine Auswechslung im vorhandenen Gerät gegen eine moderne Mischröhre ist wegen der grundsätzlich anderen Arbeitsweise nicht zu empfehlen.

Aus: "Rundfunkröhren Eigenschaften u. Anwendung" v. Ludwig Ratheiser, Berlin 1939.

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Mischröhren und die Telefunken – Hexoden 1933

Mischröhren waren in den frühen 1930er Jahren ein prominentes Thema. Mischröhren sind erforderlich, um beliebige Empfangsfrequenzen auf eine gleichbleibende Zwischenfrequenz umzusetzen, die sich dann bequem filtern und verstärken lässt.

Alle Schaltungen und Röhren, die man bisher für diesen Zweck verwendete, waren mit bestimmten Mängeln behaftet, so dass ein großes Interesse bestand, spezielle Mischröhren zu konstruieren, die diese Mängel überwinden.

Die erste Ausführung von Mischröhren, welche die meisten Anforderungen zufriedenstellend lösten, waren die Pentagrid-Converter, welche im März 1933 von RCA eingeführt wurden.

Zu dieser Zeit war Telefunken mitten in der Entwicklung eigener Mischröhren, was bei Telefunken wohl eine gewisse Panik auslöste und Anlass war, übereilt eine eigene unausgereifte und wenig praxistaugliche Mischröhre herauszubringen. Diese wurde jedoch vom Markt kaum angenommen und musste nach wenigen Monaten durch die dann erfolgreiche Triode- Hexode ACH1 ersetzt werden.
 

Mischröhren in der deutschen Fachpresse

In der Funkschau erscheint am 23.04.1933 erstmals ein Artikel über Hexoden. Hier wird behauptet, dass die Vorstellung der Hexoden wegen einer Indiskretion früher erfolgen musste, als es den Röhrenherstellern lieb war. Unter „den Röhrenherstellern“ ist praktisch nur Telefunken zu verstehen, wo die Entwicklung dieser Röhren stattfand.

Diese Indiskretion war wohl nicht der einzige Grund, da im März von RCA die Pentagrid-Converter- Röhren 2A7 und 6A7 als erste multiplikative Mischröhren eingeführt wurden.

Zu dieser Zeit war Telefunken an der Entwicklung von zwei verschiedenen Versionen von Hexoden, also Röhren mit 4 Gittern.

Eine davon war ebenfalls als multiplikative Mischröhre vorgesehen, welche die Empfangsfrequenz auf eine Zwischenfrequenz umsetzt, die dann später als RENS1224 erschien.

Daneben war auch eine sog. Fadinghexode geplant, die mit nur einer geringen Regelspannung eine starke Verstärkungsregelung ermöglichen sollte, die spätere RENS1234.

Durch RCA's Einführung der Pentagrid-Converter- Röhren könnte sich Telefunken nun im Zugzwang gefühlt haben und sich dann veranlasst gesehen haben, mit der vorzeitigen Ankündigung der Hexoden eine angeblich gleichwertige Röhre gegenüber stellen zu müssen.

Die RCA- Pentagrid-Converter- Röhren waren auf Anhieb als erste multiplikative Mischröhren für normalen Rundfunkempfang voll praxistauglich. Sie waren uneingeschränkt regelbar und konnten direkt als Eingangsröhre im Empfänger eingesetzt werden. Eine HF- Vorstufe davor war nicht erforderlich und danach musste nur noch die ZF verstärkt werden.

Eine Pentagrid-Converter- Röhre besteht aus zwei durch einen gemeinsamen Elektronenstrom gekoppelten übereinander aufgebauten Systemen. 

Zuerst kommt der Oszillatorteil, bestehend aus Steuergitter g1 und „Gitter“ g2 als eine Hilfsanode, die nur aus zwei Stäbchen besteht.

Es folgt ein Schirmgitter g3, darauf das eigentliche Mischsystem mit dem als Regelgitter ausgebildeten HF-Steuergitter g4, einem weiterem Schirmgitter g5 und letztendlich die Hauptanode a, an der das Mischprodukt aus Oszillator- und verstärktem Eingangssignal abgegriffen wird.

Die Pentagrid-Converter-Röhren von RCA waren ein über Jahre hinaus weltweit sehr erfolgreiches Design, das auch wenig später von Philips zur ebenfalls erfolgreichen Oktode weiter entwickelt wurde.

Einige Jahre später wurden die ursprüngliche PGC- Röhren wiederum von RCA zu einer neuen Generation in Form der 6SA7 weiter entwickelt, indem die bisherige Oszillator- Hilfsanode g2 entfiel und die Oszillator- Rückkopplung über die Katode erfolgte. Dies führte zu einer konstanteren Oszillatorfrequenz und Vereinfachung der Schaltung. Außerdem wurde ein Bremsgitter g5 eingeführt, wodurch diese neue PGC- Variante Pentodeneigenschaften erhielt.

 

Die Telefunken- Mischhexode RENS1224 war dagegen mit erheblichen Mängeln behaftet, so dass sie wenige Monate später durch die Triode-Hexode ACH1 ersetzt werden musste. Das Prinzip der Trioden-Hexoden war ab der ACH1 dann so erfolgreich, dass diese die amerikanischen Pentagrid-Converter- Röhren in Europa weitgehend verdrängten. Diesen Erfolg hätte man von Anfang an haben können, wenn man nicht den offensichtlichen Irrweg der Mischhexode gegangen wäre.

Wie bei der Pentagrid-Converter-Röhre erfolgt sowohl die Verstärkung des Eingangssignals wie auch die Erzeugung der Oszillator- Schwingung in einem einzigen gemeinsamen System, allerdings in umgekehrter Reihenfolge.

Mit der Absicht, eine möglichst große HF-Verstärkung zu erreichen, wurde das Eingangssignal auf das erste Gitter g1 direkt über der Katode k geführt, danach erst folgt der selbstschwingende Oszillatorteil, bestehend aus den Gittern g3 + g4, der durch das Schirmgitter g2 vom Eingangsteil abgetrennt wird.

Dies hat zur Folge, dass der Oszillator schon vom Eingangssignal beeinflusst wird. Außerdem kann die RENS1224 nicht regelbar sein, denn führte man dem Eingangsgitter eine Regelspannung zu, so würde sich zuerst die Oszillatorfrequenz verstimmen und alsbald völlig abreißen.

Auch die Erzeugung der Oszillator- Schwingung der RENS1224 selbst erscheint etwas abenteuerlich.

Als Oszillator-Hilfsanode (Osc) dient das Gitter g3, während die Rückkopplung (Rk) über das nachfolgende Gitter g4 erfolgt ! (Bild 437)

Der Elektronenstrom zur Oszillator-Hilfsanode wird also nicht direkt von einem davor liegenden Gitter gesteuert, wie normal üblich, sondern indirekt durch Stromumverteilung: wird Gitter g4 negativer, fließt weniger Strom zur Hauptanode a, aber dafür mehr Strom zur Hilfsanode g3; wird Gitter g4 positiver, fließt mehr Strom zur Hauptanode a und dafür weniger Strom zur Hilfsanode g3 !

Dadurch geschieht auch die Rückkopplung in umgekehrter Phasenlage wie normal üblich, mit der Folge, dass die Rückkopplungswicklung phasengleich zur Oszillator-Schwingkreiswicklung sein muss, statt phasengedreht, wie sonst üblich.

 

Noch verwegener war der ursprüngliche Schaltungsvorschlag, wobei das Oszillator-Gitter g4 nur über einen Koppelkondensator CR von der Oszillator-Hilfsanode g3 angesteuert wurde. Dieser Betrieb war jedoch so instabil, dass man später wieder auf die bewährte Rückkopplungswicklung zurück griff.

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[A] Artikel in der Funkschau vom 23.04.1933, Seite 131 ff.:

Hexoden,

die Superhet-Spezialröhren von morgen.

Vereinfachte Schaltung, verbesserter Fadingausgleich. Geräte mit diesen Röhren in 3 Monaten zu erwarten.
 

Seit einigen Monaten spukt in der Fachwelt das Wort „Hexode", aber bisher war kaum etwas über Art und Aufgabe dieser neuen Röhren, die zur kommenden Saison auf den Markt gebracht werden sollen, zu erfahren. Man glaubte, dass es sich um ähnliche Konstruktionen handeln müsse, wie sie sich in Amerika seit einiger Zeit auf dem Markt befinden, und man wurde eigentlich nur durch den Namen stutzig gemacht: Hexode - eine Röhre mit sechs Elektroden also?
 

Endlich kommt Aufklärung aus den geheimsten Laboratorien der Telefunken-Röhrenfabrik :

die Hexode ist eine rein deutsche Erfindung

und hat mit den amerikanischen Spezialröhren nichts zu tun. Sie stellt eine Röhrenkonstruktion dar, die nach vollkommen neuen Gesichtspunkten arbeitet. Ohne zu viel zu sagen, kann man feststellen, dass die Hexode die Röhrentechnik um einen so bedeutenden Schritt nach vorwärts treibt, wie bisher kaum eine andere Röhren-Neuerung. Auf diese Neuschöpfung kann die deutsche Röhrentechnik wirklich stolz sein.

Hier wird peinlich versucht, sich von den amerikanischen Pentagrid-Converter- Röhren zu distanzieren, indem man diese als „Spezialröhren“ bezeichnet, die angeblich mit den Telefunken- Hexoden nichts zu tun hätten. Tatsächlich bestehen jedoch sehr viele Gemeinsamkeiten, aber auch ein ganz entscheidender Unterschied: in der PGC- Röhre kommt der Oszillatorteil zuerst und danach der regelbare HF- Eingangsteil, wodurch die PGC- Röhre eine Praxistauglichkeit erreichte, die mit der Mischhexode nie möglich war.

Es ist gut denkbar, dass Telefunken schon vorher von der Entwicklung der PGC- Röhren wusste und mit dieser umgekehrten Technik versuchte, die RCA- Patente zu umgehen, - wobei dieser Versuch kläglich scheiterte. Daher musste zu diesem Zeitpunkt die deutsche Röhrentechnik noch ein gutes Jahr warten, bis mit der Triode- Hexode ACH1 eine Mischröhre entstand, auf die man wirklich stolz sein konnte.

Dank des monopolartigen abgeschotteten Marktes war es möglich, die Pentagrid-Converter- Röhren von Deutschland fernzuhalten.

Äußerlich betrachtet, stellt die Hexode, die übrigens für Gleich- und für Wechselstrombetrieb herausgebracht wird, eine Röhre höchst komplizierten Aufbaues mit einer Kathode, vier Gittern und einer Anode dar. Im Gegensatz zu anderen Mehrgitterröhren verlaufen die Vorgänge in der Hexode aber nicht geradlinig zwischen Kathode und Anode, sondern es sind anscheinend mehrere selbständige Funktionen vorhanden, die doch auf eine sehr eigentümliche Weise miteinander verkettet sind. Interessant ist vor allem, dass durch das erste Gitter eine Beeinflussung auch aller anderen Vorgänge in der Hexode vorgenommen wird.

Es werden zwei Arten von Hexoden hergestellt, die in ihrer Arbeitsweise grundsätzlich verschieden voneinander sind, die Misch-Hexode und die Fading-Hexode.

Die Misch-Hexode

ist eine Spezialröhre für die Verwendung in der Mischschaltung des Superhets. Während man an dieser Stelle bisher stets Röhren verwandte, die für einen ganz anderen Zweck gebaut worden sind — so z. B. früher Doppelgitterröhren, in neuerer Zeit Schirmgitterröhren —, oder die Mischstufe überhaupt in zwei Röhren aufteilte, ist die MischHexode ausdrücklich auf den vorhandenen Spezialzweck zugeschnitten worden. Die Mischung geht bei dieser Röhre auf neuartige Weise vor sich, woraus sich vor allem der Vorteil einer weit größeren Oberwellenfreiheit ergibt. Wie wir aus der beistehenden Skizze ersehen, folgt auf die Kathode der Misch-Hexode zunächst das Steuergitter, dem die Empfangsfrequenz aufgedrückt wird, darauf ein Schirmgitter, schließlich zwei gewöhnliche Gitter und zum Schluss die Anode. Das Schirmgitter sieht man in dieser Röhre als sogen. virtuelle Kathode an. Es ist nämlich keine wirkliche Kathode, kann aber hinsichtlich seiner Wirkung als eine solche betrachtet werden. Es sei ausdrücklich betont, dass der Zweck der Misch-Hexode nicht darin zu sehen ist, dass mit ihr etwa eine größere Empfindlichkeit erzielt werden soll; sie kann nicht empfindlicher sein, als die bisher bekannten besten Anordnungen. Ihr großer Vorteil liegt vielmehr darin, dass infolge Fortfalls der Oberwellen, infolge Fortfalls einer Gleichrichtung mit Ungleichmäßigkeiten und infolge Vermeidung einer Rückkopplungsstörung nach außen insgesamt eine bessere Qualität erzielt wird. Die Röhre liegt damit so gut in der Entwicklungsrichtung des modernen Superhets, wie kaum ein anderes Konstruktionselement. 

(Eine verwegene Behauptung in Anbetracht der Unzulänglichkeiten dieser Röhre im Vergleich zur dann schon außerhalb von Deutschland vorhandenen Pentagrid-Converter- Röhre !)

 

 

Die Fading-Hexode ist für die Verwendung in Hoch- und Zwischenfrequenzstufen bestimmt, in denen eine automatische Fading- und Lautstärkeregelung durchgeführt werden soll. Ihr Vorteil ist darin zu sehen, dass sie statt der bisher erforderlichen Regelspannung von 40 Volt (bei den Exponentialröhren) nur eine solche von 10 Volt erfordert und den Regelbereich pro Röhre von etwas 1:300 auf mehr als1:10000 heraufsetzt. Die Anordnung der Elektroden ist hier etwas anders, und zwar folgt auf die Kathode zunächst das Steuergitter, darauf ein Schirmgitter, nunmehr ein weiteres Steuergitter und schließlich ein zweites Schirmgitter. An das zwischen den beiden Schirmgittern liegende Steuergitter wird die Regelspannung für die Fadingautomatik gelegt, die man in normaler Weise an einem Anodenwiderstand der Detektorröhre abnimmt. Die Erklärung ist hier so ähnlich wie bei der Misch-Hexode: das zweite Gitter sieht man wieder als virtuelle Kathode an, und der bereits im Sinn der Hochfrequenz beeinflusste Elektronenstrom wird jetzt noch einmal gesteuert, und zwar durch die langsamen Impulse der Fading-Regelspannung. 

Die neuen Röhren sind nur in neuen Schaltungen verwendbar

Die beiden neuen Hexoden kommen in einigen Monaten auf den Markt, und sie sind bereits in einer Reihe der zur Berliner Funkausstellung im August erscheinenden Empfänger zu finden. In vorhandenen Empfängern können sie nicht benutzt werden, auch nicht mit Hilfe etwa denkbarer Zwischensockel, da sowohl Inneneinrichtung und Funktion, als auch die äußere Anordnung der Röhre grundsätzlich anders sind. Die Hexoden stellen einen wichtigen Schritt zur weiteren Qualitätsverbesserung des Superhets dar, sind also ein Beitrag zur Lösung einer der wichtigsten Fragen, die heute in der Rundfunkempfangstechnik überhaupt noch vorhanden sind. E. Sch.

 

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 [B] Artikel in der Funkschau vom 07.05.1933, Heft 19, Seite 150 ff.

 Die Hexode im Superhet

Völlig neues Prinzip für die Erzeugung der Zwischenfrequenz.

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Wir freuen uns, unseren Lesern aus der bewährten Feder unseres Mitarbeiters F. Bergtold als erste deutsche populärtechnische Zeitschrift eine wirklich verständliche und restlos klärende Darstellung geben zu können über die Wirkungsweise der neuen Mischhexode. Ein ähnlicher Aufsatz über die Fadinghexode folgt später.

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Heute ein neues Prinzip zur Erzeugung der Zwischenfrequenz nachdem der Superhet eine Entwicklung von weit mehr als 10 Jahren hinter sich hat, wobei die Zwischenfrequenzerzeugung doch stets im Brennpunkt des Interesses stand?

Allerdings, — denn gerade die langjährigen Erfahrungen mit der Zwischenfrequenzerzeugung waren es, die ständige Suche nach neuen, besseren Möglichkeiten zur Folge hatten. Die genauere Erforschung der Zusammenhänge führte vor allem in Amerika zur möglichst exakten Durchführung des bisherigen Prinzips, während bei uns jetzt eine vollkommen neue Lösung des Problems der Zwischenfrequenz— Erzeugung gefunden wurde.

Das bisherige Prinzip und seine Mängel.

Bisher wurde die Sache stets so gemacht: Man hat eine im Gerät erzeugte Hilfsschwingung zu der ausgewählten Hochfrequenz des gewünschten Senders hinzugefügt und den durch die Summe aus Hilfsschwingung und Hochfrequenzschwingung bedingten Anodenwechselstrom gleichgerichtet. Dieser gleichgerichtete Anodenwechselstrom enthielt dann die gewünschte Zwischenfrequenz.

Die wesentlichste Schwierigkeit dieser bisherigen Zwischenfrequenz- Erzeugungsart bestand darin, dass in der Mischröhre eine gegenseitige Einwirkung zwischen Oszillatorschwingungskreis und Hochfrequenzschwingungskreis stattfand.

 Es hat natürlich nicht an Versuchen gefehlt, diese gegenseitige Einwirkung der beiden Schwingungskreise zu verhindern, so finden wir ,z. B. im „Radio-Amateur" von 1929 eine Schaltung von Dr. Hintze, bei der die gegenseitige Einwirkung durch eine Neutralisationsschaltung bekämpft wird. In neuerer Zeit sind in Amerika Schaltungen aufgetaucht, bei denen die gegenseitige Einwirkung der beiden Schwingungskreise durch das Zwischenschalten eines Schirmgitters unterbunden wird. Abb. 1 zeigt ein dementsprechendes Schaltbild.

Eine zweite Schwierigkeit der bisherigen Zwischenfrequenz-Erzeugungsart besteht darin, dass die oben schon erwähnte Gleichrichtung — damit die Geschichte einwandfrei funktioniert —, nach einem ganz bestimmten Gesetz vor sich zu gehen hat. Das heißt: Die Kennlinie, die für die Gleichrichtung maßgebend ist, muss eine genau vorgeschriebene Gestalt aufweisen. Diese Gestalt wird vom Ingenieur als quadratisch bezeichnet. Eine exakt quadratische Gleichrichterkennlinie kann nicht verwirklicht werden. Falls man aber keine genau quadratische Kennlinie bekommt, dann ergibt sich außer der gewünschten Zwischenfrequenz zumindest noch deren „zweite Oberwelle“. Eine dritte Tatsache, die viel zu schaffen machte, betrifft das Zusammenwirken der Hilfsschwingung mit der empfangenen Hochfrequenz; es sollte im Rahmen der bisherigen Zwischenfrequenz- Erzeugungsart so erfolgen, dass ausschließlich die Summe dieser beiden Spannungen die Anodenstromschwankungen der Mischröhre bestimmt. Eine reine Summenwirkung ist aber mit der früher viel benutzten Doppelgitter-Mischröhre nicht herzubringen.    

Heute ist das Doppelgitter-Mischrohr zugunsten der Schirmgitterröhre zurückgetreten. Damit war es auch möglich geworden, die wesentlichen Mängel der bisherigen Zwischenfrequenz-Erzeugungsart zu beseitigen. Der einzige Mangel, der ihr geblieben ist, liegt nicht in den Schaltungen an sich, sondern ist durch die Röhrenkonstruktion bedingt: Die heutigen Schaltungen verlangen die Verwertung der Strecke zwischen Kathode und Heizfaden bei dem Erzeugen der Hilfsschwingung bzw. bei der Zufuhr der Hilfsschwingung (siehe z. B. Abb. 2). Aber weder die Isolation zwischen Kathode und Faden, noch die gegenseitige Kapazität dieser beiden Teile ist so konstant und zuverlässig, wie das notwendig wäre. - Trotz der hochentwickelten Röhrentechnik.

Das neue Prinzip der Zwischenfrequenzerzeugung und seine Vorteile.

Statt dass man Hilfsschwingung und empfangene Hochfrequenz in ihrer Summe auf den Anodenstrom wirken lässt, besteht auch die Möglichkeit, das Produkt dieser beiden Hochfrequenzen auf den Anodenstrom sich auswirken zu lassen. Zunächst wollen wir uns nur mit dem Prinzip beschäftigen. Deshalb kümmern wir uns jetzt noch nicht darum, wie man die Multiplikation herbringt. Wir setzen vielmehr einfach voraus, dass eine solche Multiplikation möglich ist.  

Abb. 3 zeigt diese Multiplikation.

Wir sehen dort drei Kurven übereinander. Die oberste Kurve soll der empfangenen Hochfrequenz entsprechen. Die darunter liegende Kurve zeigt den zeitlichen Verlauf der Hilfsschwingung. Der dritte Kurvenzug stellt das Produkt aus den jeweils zusammengehörigen Werten der beiden oberen Kurven dar. Wir erkennen, dass das Resultat des Produktes aus zwei Frequenzen besteht. Die eine Frequenz ist verhältnismäßig hoch, während die andere Frequenz bedeutend niedriger ist wie die Frequenzen, die zu den zwei oberen Kurven gehören. Das Wesentliche daran ist, dass der Mittelwert der höheren Frequenz im Rhythmus der niedrigen Frequenz schwankt. Dabei ist die niedrige Frequenz das, was wir als Zwischenfrequenz benötigen. Diese Zwischenfrequenz erscheint hier — im Gegensatz zu der früheren Erzeugungsart — nicht als Modulation, sondern d i r e k t als ein Anodenstromschwankung. Das ist sehr wichtig: Wir brauchen bei der neuen Art der Zwischenfrequenzzeugung also keine Gleichrichtung mehr! Praktisch gesprochen: Wir dürfen hier mit geradlinigen Stücken der Röhrenkennlinie arbeiten. Wir können also die Röhre so ausnützen, dass eine große Verstärkung möglich wird und dass Verzerrungen, wie sie schließlich mit jeder Gleichrichtung verbunden sind, in Wegfall kommen!

Auch in anderer Beziehung ist das Multiplikationsprinzip von wesentlicher Bedeutung: Addieren wir Hochfrequenzspannung und Hilfsschwingung miteinander, dann werden die größtmöglichen Schwankungen durch die Größe der empfangenen Hochfrequenz allein festlegt. Die Hilfsschwingung muss hierbei, um ein einwandfreies Arbeiten zu ermöglichen, bedeutend größer sein wie die empfangene Hochfrequenz.

Beim System der Multiplikation ist eine Mindestgröße für die Hilfsschwingung überhaupt nicht vorgeschrieben. Prinzipiell funktioniert die Erzeugung der Zwischenfrequenz hier mit jeder beliebigen Stärke der Hilfsschwingung.

Andrerseits aber steigt die Höhe der Zwischenfrequenzspannung mit der Größe der Hilfsschwingung an. Große Hilfsschwingung bedeutet hier eine entsprechend hohe Zwischenfrequenzspannung ! Folglich wird hohe Verstärkung möglich.

Die neue Art der Zwischenfrequenzerzeugung verlangt von der Mischröhre keine Gleichrichterwirkung mehr. Aus den drei notwendigen Tätigkeiten werden demnach zwei: Erzeugen der Hilfsschwingung und Mischung von Hilfsschwingung mit empfangener Hochfrequenz. Der Wegfall einer der Tätigkeiten bedeutet, dass die getrennte Oszillator-Röhre hier überflüssig wird. Die zwei übrigbleibenden Funktionen können von einer einzigen Röhre übernommen werden.  

Abb. 4. So sieht nun die Mischschaltung unter Verwendung der neuen Mischhexode aus. Die Rückkopplung wird nicht durch äußere Mittel erzielt, sondern durch die eigentümliche Elektrodenanordnung im Innern, welche mit sich bringt, dass bei steigendem Anodenstrom die Spannungen sich so verändern, dass dieser Strom noch weiter ansteigt.

Wie die ,,Multiplikation" zustande kommt.

Wir stellen uns eine Röhre mit drei Gittern vor. Ein Gitter soll die Kathode dicht umgeben. Dieses Gitter nennen wir Dosierungsgitter. Das zweite Gitter umschließt das erste. Dieses Gitter hat eine prinzipielle Bedeutung. Es ist nur dazu da, das dritte Gitter nicht mit dem ersten zusammenwirken zu lassen. Das zweite Gitter stellt somit ein Schirmgitter dar. Das dritte Gitter, das zwischen dem zweiten und der Anode liegt, fassen wir als Steuergitter auf.

Wenn dieses Gitter das Steuergitter ist, dann erhalten wir als Steilheit der ganzen Röhre die zu 1 Volt Spannungsänderung dieses Steuergitters gehörige Anodenstrom-Änderung. Diese Steilheit lässt sich nun durch die Vorspannung des ersten Gitters — des Dosierungsgitters — ändern. Machen wir die Spannung des Dosierungsgitters z. B. stärker negativ, dann sinkt die Steilheit. In gewissen Grenzen entsprechen sich Steilheitsänderung und Spannungsänderung des Dosisgrenzwerts sehr genau.

Wer die vorhergehenden Ausführungen mit Aufmerksamkeit durchlesen hat, der hat den weiteren Zusammenhang jetzt gleich begriffen. Der vorsichtige Leser wird deshalb die vorstehenden Zeilen nochmals durchstudieren.

Wir fahren nun fort: Die Steilheit entsprach der Spannung am Dosierungsgitter. Falls das Dosierungsgitter wirklich nur die Steilheit beeinflussen würde, dann bekämen wir bei konstanter Steuergitterspannung durch Spannungsänderung am Dosierungsgitter keine Anodenstromänderung. (In Wirklichkeit ändert das Dosierungsgitter neben der Steilheit auch den Anodenstromwert etwas. Das ist aber praktisch bedeutungslos !).

Jetzt lassen wir die Steuergitterspannung schwanken und ändern dabei auch die Spannung am Dosierungsgitter. Die Steuergitterspannung bewegt sich augenblicklich nach der positiven Seite hin. Die Dosierungsgitterspannung wächst ebenfalls nach der positiven Seite. Beide Spannungen steigen gerade vom einfachen auf den doppelten Wert. Der Steuergitterspannung wegen steigt der Anodenstrom bei unveränderlicher Steilheit vom Ruhepunkt aus erst auf den einfachen, dann auf den doppelten Wert. 

Nun ändert sich aber gleichzeitig die Steilheit. Zuerst ist sie kleiner, dann wird sie der mehr positiven Dosierungsspannung gemäß größer. Der Anodenstromanstieg, der durch die Steuergitterspannung bedingt ist, geht jetzt, der größeren Steilheit gemäß — entsprechend weiter. Als Wirkung erhalten wir somit das Produkt.

Nochmal mit andern Worten: die eine Spannung bedingt die Anodenstrom-Änderung. Die andere Spannung ändert die Steilheit — d. h. die Intensität, mit der die Anodenstromänderung im Verhältnis zur einen Spannung stattfindet. Vielleicht dient es dem besseren Verständnis, wenn ich zum Vergleich die Summenwirkung heranziehe. Da funktioniert die Geschichte so: Beide Spannungen wirken lediglich auf die Höhe des Anodenstromes ein. Bei reiner Summenwirkung darf keine Steilheitsänderung eintreten.

Die Röhre, die wir verwenden, ist eine Hexode.

Das Wesentliche haben wir bereits: die Kathode, das Dosierungsgitter, ein Schirmgitter und danach das Steuergitter. Das Schirmgitter verhütet eine gegenseitige Beeinflussung von Hochfrequenzkreis und Oszillatorkreis, wie das von einer einwandfreien Mischstufe ja gefordert werden muss. Die Anode, die in jeder Röhre an und für sich notwendig ist, brauchen wir hier zum Anschluss des ersten Zwischenfrequenzkreises.

Nun haben wir uns noch mit der Erzeugung der Hilfsschwingung abzugeben. Das ist jedoch erst dann möglich, wenn wir wissen, ob die Hochfrequenz besser an das Dosierungsgitter oder an das Steuergitter gelegt wird. Diese Entscheidung fällt uns nicht schwer: die ankommende Hochfrequenz ist schwach. Die Hilfsschwingung kann hingegen stets kräftig sein. Die schwache Hochfrequenz erfordert einen kleineren Durchgriff wie die kräftig Hilfsschwingung. Sicher weist das Dosierungsgitter den geringeren Durchgriffswert auf. Also kommt die Hochfrequenz an dieses Gitter. Für die Hilfsschwingung bleibt uns folglich das Steuergitter.

Wir könnten den Oszillatorkreis direkt an dieses Gitter legen und den Anodenzweig zur Rückkopplung hernehmen. Die Sache wird jedoch noch wesentlich eleganter durchgeführt: Man hat zwischen dem bereits erwähnten Schirmgitter und dem schon ausgiebig besprochenen Steuergitter ein weiteres Gitter vorgesehen. Dieses Gitter wird „erste Anode“ genannt. Man schließt es über den Oszillatorkreis an die Anodenspannung an (Abb. 4).

Der Gesamtanodenstrom verteilt sich somit auf erste und zweite Anode. Wie die Aufteilung erfolgt, das hängt von der Steuergitterspannung ab. Sowie das Steuergitter stärker negativ wird, geht ein größerer Teil des Anodenstromes über die erste Anode. Geht die Steuergitterspannung zurück, dann bekommt die zweite Anode mehr Strom. Auf Grund dieser Wirkungsweise hat das Steuergitter auch den Namen „Verteilungsgitter“.

Da der Oszillatorkreis im Anodenzweig der ersten Anode liegt so schwankt die Spannung dieser Anode beim Vorhandensein von Schwingungen in deren Rhythmus. Angenommen, der Strom der ersten Anode sei augenblicklich gerade größer wie der Durchschnittswert. Der im Oszillatorkreis durch diesen Strom auftretende Spannungsabfall hat daher ebenfalls eine überdurchschnittliche Höhe. Die Spannung an der ersten Anode liegt demzufolge unter dem Durchschnittswert. Dieses Zurückgehen der (positiven) Spannung der ersten Anode wird über den Kondensator CR auf das Verteilungsgitter übertragen. Dessen Spannung wird in diesem Moment also weniger positiv — das heißt: mehr negativ. Stärkere negative Spannung des Verteilungsgitters hat aber eine Stromerhöhung im ersten Anodenzweig zur Folge, wirkt sich also im gleichen Sinne aus, wie die Ursache für das auftreten der stärkeren negativen Spannung. Wir sehen: der Kondensator CR bewirkt eine regelrechte Rückkopplung, wie wir sie zur Erzeugung der Hilfsschwingungen nötig haben.           

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

[C] Artikel in der Funkschau Nr. 23, 04.06.1933, Seite 180

Wird die Hexode Verbreitung finden?

Nicht alle Firmen werden sich sofort auf sie umstellen. Es bestehen noch verschiedene kleine Mängel. Die Serienfabrikation hat noch nicht begonnen.

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Die Röhrenfabriken geben zu, dass sie mit der Hexode früher heraustreten mussten, als ihnen selbst lieb war. Es wurden der Apparateindustrie seitens der Röhrenindustrie einige Muster zum Ausprobieren zur Verfügung gestellt. Durch eine Indiskretion bekam die Öffentlichkeit von der Tatsache der Hexode Kenntnis. Um den Eindruck zu vermeiden, die deutsche Röhrenindustrie wolle aus wirtschaftlichen Erwägungen die neue Röhre noch zurückhalten, und um der Meinung von vorneherein zu begegnen, die Hexode sei keine deutsche Erfindung, haben sich die Röhrenfabriken Deutschlands entschlossen, schon jetzt bekanntzugeben, dass sie die Hexode im Laufe dieses Jahres auf den Markt bringen wollen. Die Röhrenindustrie ist sich bewusst, dass noch nicht genügend allgemeine Erfahrungen vorliegen. Das Publikum wird daher gut tun, zunächst Zurückhaltung zu üben.

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Über die Hexode und ihre Anwendung wurde in der „Funkschau“ Heft 19 ausführlich berichtet. Da die Hexode eine Röhre ist, deren Serienfabrikation erst beginnt, also sich das Urteil über die Röhre zunächst nur auf Musterröhren erstrecken konnte, dürfte es unsere Leser interessieren zu erfahren, wie die apparatebauende Funkindustrie über die Hexode und ihre Einführung in die Apparatekonstruktion denkt und inwieweit sie die Absicht hat, die neue Röhre in den Empfängern der kommenden Rundfunksaison zu verwenden.

Allgemein wird seitens der Apparatebauindustrie die Hexode für eine Röhre gehalten, die rein theoretisch außerordentlich interessant und auch von erstaunlicher Leistung ist. Anders dagegen wird von einem Teil der Apparatebauindustrie die praktische Verwendbarkeit, wenigstens für die nächste Rundfunksaison, beurteilt. Die drei Großfirmen, welche dem Telefunkenkonzern angehören (Telefunken, Siemens, AEG), werden aller Voraussicht nach die Mischhexode für ihre Superhets aufnehmen. Anders dagegen die übrigen maßgebenden Firmen der Apparatebauindustrie. Sie stehen mit einer Ausnahme auf dem absolut verständlichen Standpunkt, dass die Hexode zur Zeit noch nicht in größeren Serien vorliege und dass man sich infolgedessen noch kein abschließendes Urteil über die praktische Brauchbarkeit bilden könne. Dabei ist zu bedenken, dass die Apparatebauindustrie ja schon jetzt mit der Neukonstruktion der Geräte für die kommende Rundfunksaison beginnt und beginnen muss. Eine bekannte Rundfunkfirma wird voraussichtlich zunächst ihre Geräte mit früheren Röhren ausrüsten, aber so bauen, dass gegebenenfalls noch vor der kommenden Funkausstellung die neue Mischhexode eingebaut werden kann, falls sich in der Zwischenzeit ergeben sollte, dass die bis jetzt bestehenden Unklarheiten und die Ungleichmäßigkeit in der Fabrikation behoben werden.

Mängel der Mischhexode?

Im einzelnen wird über die Mischhexode folgendermaßen geurteilt: Es sollen noch mechanische Mängel vorliegen, an deren Behebung aber sehr energisch gearbeitet wird. Die bisherigen Röhren sollen auch noch starkes Mikrophonklingen zeigen, das aber gleichfalls beseitigt werden wird. Weiterhin werden vermutlich die endgültigen Hexoden eine größere Steilheit bekommen, als sie die jetzigen Hexoden aufweisen. Als Mangel der Hexode wird der relativ kleine Innenwiderstand empfunden, der die darauffolgenden Bandfilter stark dämpft und so die Selektivität beeinträchtigt. Überdies ist die Größe des Innenwiderstandes auch sehr stark von der genauen Einstellung der Betriebsspannungen abhängig. Es wird also darauf ankommen, die Betriebsspannungen genauestens zu wählen und auch einzuhalten, weil sonst nicht für eine bestimmte Abstimmschärfe des Empfängers garantiert werden kann.

Seitens der Herstellerfirmen der Mischhexode wird als besonderer Vorzug das Ausbleiben von Oberwellen angegeben. Die Oberwellen bilden sich bekanntlich dann aus, wenn die Röhre einen Gleichrichtereffekt zeigt. Bei den bisher gelieferten Musterhexoden konnte ein Gleichrichtereffekt immer nachgewiesen werden, so dass die dritte und fünfte Oberschwingung z. T. erheblich durchkamen.

Es wird auch als Nachteil der jetzigen Mischhexode empfunden, dass sie nur eine relativ kleine Emfangsamplitude vertragen. Man ist sich daher noch nicht im klaren, ob man die Empfänger, welche die neue Mischhexode bekommen sollen, mit großer Hochfrequenz und kleiner Zwischenfrequenzverstärkung oder umgekehrt bauen soll. Als ein weiterer Vorzug der Mischhexode wird von der Röhrenindustrie angegebenen, dass sich die Oszillator und Eingangsfrequenz in Betrieb nicht mehr stören, was bekanntlich bei den bisherigen Oszillatorkonstruktionen leicht der Fall war. Es wird aber seitens der Apparatebauindustrie darauf hingewiesen, dass zur Zeit die Oszillatorfrequenz von der Eingangsfrequenz noch stark mitgezogen wird, dass also der Vorzug, den die Hexode in dieser Hinsicht haben soll, praktisch noch nicht erreicht ist, obgleich der Vorzug theoretisch durchaus besteht. Zur Zeit könne man den Nachteil nur dadurch beheben, dass man den Oszillatorkreis lose koppelt.

Man wird also damit rechnen müssen, dass die Hexode in nächster Zeit noch nicht allgemein Eingang in die Empfangstechnik finden wird. Wahrscheinlich, so wird gesagt, wird die Hexode im nächsten Jahr eine Umstellung im Apparatebau bringen, früher aber noch kaum.

In diesem „nächsten Jahr“ (1934) hatte man die Mischhexode endgültig als offensichtliche Fehlentwicklung erkannt und durch die Triode- Hexode ACH1 ersetzt, bei der die Mängel der Mischhexode RENS1224 beseitigt waren.

Wie beurteilt man die Fadinghexode?

Der Innenwiderstand wird auch hier noch für zu klein gehalten, so dass die Abstimmschärfe der Empfänger voraussichtlich, wenn man die jetzige Fadinghexode verwenden würde, nicht die gleiche sein könnte, wie man sie bisher erreichen konnte. Eine apparatebauende Firma hat sich dahingehend geäußert, dass man die Fadinghexode voraussichtlich nur in größeren Empfängern verwenden wird. Dagegen steht die Ansicht einiger anderer Firmen, welche die Hexode auch in Dreikreisempfängern verwenden wollen.

Jedenfalls liegt eines fest: Auch über die allgemeine Verwendung der Fadinghexode in den Empfängern der kommenden Rundfunksaison ist das letzte Wort noch nicht gesprochen. Denn für die Fadinghexode gilt das gleiche wie für die Mischhexode: Bisher standen nur Muster und keine Serienfabrikate zur Verfügung, so dass ein abschließendes Urteil über die Verwendbarkeit von der Apparatebauindustrie noch nicht gefällt werden konnnte. Dr.Noack

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

[D] Artikel in der Funkschau vom 06.08.1933, Seite 253

Erfahrungen mit der Mischhexode 

In Funkschau Nr. 23 wurde unter dem Titel „Wird die Hexode Verbreitung finden ?“ über Erfahrungen berichtet, die die Geräte bauende Industrie mit der Mischhexode gemacht hat. Vor allem wurde erwähnt, dass die Hexode — wie die früheren Mischröhren — Oberwellen erzeugt, und dass eine starke Abhängigkeit zwischen Eingangs- und Oszillatorfrequenz vorhanden ist. Dass Oberwellen auftreten können, liegt auf der Hand. Jede Röhrenkennlinie ist gekrümmt. Und diese Krümmung wird stets zur Bildung von Oberwellen beitragen. Jedoch sind die Oberwellen bei der prinzipiell wenigstens ohne Gleichrichtung arbeitenden Hexode unseren Versuchen gemäß wesentlich geringer, wie bei den sonst üblichen Röhren.

Die Behauptung , dass die Mischhexode trotz des zwischen die beiden Steuergitter eingebauten Schirmgitters ein Mitziehen der Oszillatorfrequenz durch die Eingangsfrequenz aufweist, scheint auf den ersten Blick unerklärlich. In Wirklichkeit aber wirkt die Eingangsfrequenz auf den Oszillator über die Gitter-Anode. Die Spannung an der Gitter-Anode schwankt außer im Rhythmus der Oszillatorfrequenz auch im Rhythmus der Eingangsfrequenz. Die Schwankungen der Gitteranoden-Spannung üben ihren Einfluss auf den Oszillatorkreis teils über den Rückkopplungszweig, teils direkt in der Röhre aus.

Wir haben mit der ursprünglichen Schaltung, bei der die Erzeugung der Oszillatorfrequenz nach dem Negadynprinzip geschieht, erhebliche Zieh-Erscheinungen feststellen müssen. Telefunken ist — wahrscheinlich auf Grund gleicher Erfahrungen — von dieser Schaltung abgekommen und hat an Stelle der Negadynschaltung eine induktive Rückkopplung vorgesehen. Die Rückkopplung geschieht jetzt durch wenige Windungen, die möglichst fest mit der Schwingspule des Oszillatorkreises gekoppelt sein müssen.

Die neue Schaltung zeigt tatsächlich praktisch keine Zieh-Erscheinungen mehr. Hier muss die Rückkopplungsspule entgegengesetzt gepolt sein wie sonst, weil eine Verminderung der negativen Gitterspannung an der Gitter-Anode eine Stromverkleinerung bewirkt. Ebenfalls im günstigen Sinn wirkt die Abschwächung der Oszillatorkreis-Ankopplung an das zweite Steuergitter.

F. Bergtold

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