144535. lajstromszámú szabadalom • Igen nagy bemenő ellenállási egyenáramú erősítő
Megjelent: 1958. november 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.535. SZÁM 21. a2 . 18—20. OSZTÁLY — KO-883. ALAPSZÁM Igen nagy bemenő ellenállású egyenáramú erősítő Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest A bejelentő által megnevezett feltaláló: Ember György oki. villamosmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1955. június 1. A jelen találmány új beállításban dolgozó, igen nagy bemenő ellenállású elektroncsöves egyenáramú erősítő, ún. elektrométer erősítő. Felhasználható pl. pH-mérőknél, fotométereknél, ionizációs kamra áramok mérésére, tömegspektrométereknél, statikus térerősségmérőknél stb. és általában Volt nagyságrendű feszültségek gyakorlatilag statikus mérésére. A szokásos elektroncsöves egyenáramú erősítők bemenő ellenállását az első fokozat szabja meg. A bemenő fokozat elrendezése többnyire az 1. ábra szerinti. Az 1 elektroncső 2 vezérlőtárcsa a szükséges munkaponti előfeszültséget a 3 rácslevezető ellenálláson keresztül kapja a 4 előfeszültséget 'szolgáltató telepből, melynek pozitív pólusa a 6 katódhoz csatlakozik. Az elektroncső 7 anódja az 5 munkaellenálláson keresztül kapja a működéshez szükséges Ua anódfeszültséget, melynek negatív pólusa a 6 katódhoz van kötve. A felerősített feszültség az 5 munkaellenállás sarkairól, vagy az elektroncső 7 anód és 6 katódpontjairól vehető le. A vezérlő feszültséget a 3 rácslevezető ellenállás két sarkára szokás kapcsolni. Ha az erősítő mint árammérő működik, a mérendő áramot a 3 rácslevezető ellenálláson keresztülvezetve vezérlőfeszültségként az a feszültség szolgál, amelyet a mérendő áram ezen keresztül haladva létrehoz. Amennyiben az erősítőt kis áramok mérésére akarjuk felhasználni, úgy a 3 rácslevezető ellenállás értékét oly mértékben kell megnövelnünk, hogy a mérendő áram által rajta létrehozott feszültségesés a cső vezérléséhez elegendő nagy legyen. Célszerű a 3 ellenállás növelése feszültségmérés esetén is, mert amint az az 1. ábrából is látható, a 3 ellenállás közvetlenül párhuzamosan kapcsolódik a mérendő feszültségforrással és így annak a feszültségét csökkenti. Ha a feszültségforrás belső ellenállása igen nagy a 3 ellenálláshoz képest, akkor a mérés lehetetlen. A 3 rácslevezető ellenállás növelésének határt szab a 2 vezérlőrács rácsárama, amely negatív rácsfeszültségtartományban is fellép. Egy elektroncső rácsárama a rácsfeszültség függvényében a 2. ábrán van ábrázolva. Amint látható, igen erősen függ a rácsáram a vezérlőfeszültségtől. Ez azt jelenti, hogy ha nagy a 3 rácslevezető ellenállás, á rajta keresztülfolyó rácsáram már olyan feszültséget hoz létre, amely a mérendő feszültség nagyságrendjébe esik, sőt sokszor nagyobb is annál. Ez a feszültségesés nem állandó, hanem igen erősen függ a vezérlőfeszültségtől (2. ábra) és így a mérést teljesen meghamisítja. Az elektroncsövek rácsáram karakterisztikájának legtöbbször van egy rövid vízszintes szakasza, mely a 2. ábrán 8-cal van jelölve. Az ehhez tartozó Igo áramérték az, amit az elektroncső rácsáramaként szokás megadni. Ez az áram a normális rádióvevőcsöveknél 10~8 —10~ 9 A nagyságrendben van. Innen következik, hogy ezeknél a csöveknél a legnagyobb megengedhető rácsellenállás 106 —10 7 Ohm értékű lehet, ha nem akarjuk, hogy a részáram 1%-nál nagyobb hibát okozzon. Amint az előzőekből látható, a rácsáram döntően korlátozza a bemenő ellenállás maximális értékét. Ennek a szempontnak a figyelembevételével fejlesztették ki az ún. elektrométer csöveket, amelyeknek rácsárama 10-12 —10 -15 A körül mozog. Mivel ezek a csövek a kereskedelmi forgalomban levő rádiócsövekhez képest rendkívül drágák és előállításuk is nehézkes, az elektrométer csövek megkerülésére többféle módszert dolgoztak ki. Ezek közül a gyakorlatban a dinamikus kondenzátort alkalmazó módszer és az elektrométerüzemben normál vevőcsövet felhasználó módszer vált be. Az utóbbi módszer egyszerűsége miatt a gyakorlati céloknak jobban megfelel, azonban az eddigi publikációk adatai szerint az elektrométercsövekkel elért eredményeket meg sem közelítették. A találmány tárgyát képező módszert, amelynek segítségével normál rádióvevőcsövek egyenáramú erősítőként mind rácsáram, mind meredekség szempontjából a speciális elektrométercsövekkel egyenértékű, sőt sokszor kedvezőbb eredménynyel működtethetők, az alábbiakban ismertetjük: Az elektroncsövek rácsáramát a következő jelenségek okozzák: a) A katód pozitív ionokat emittál.
