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Verstärkerschaltung mit Rückkopplung.
Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung, bei welcher zwecks Erhöhung der Rohrengute und Beseitigung nichtlinearer Verzerrungen eine Rückkopplung verwendet wird.
Es ist bekannt, in Verstärkern eine RÜckkopplung aus dem Anodenkreis einer Stufe in den Gitterkreis derselben oder einer vorhergehenden Stufe vorzunehmen, um die Röhrengüte und dadurch die Verstärkung zu erhöhen. Man hat ferner die Rückkopplung dazu benutzt, um nichtlineare Verzerrungen aufzuheben. Zu diesem Zwecke wurde die Verwendung einer sogenannten Spannungsrüekkopplung vorgeschlagen, bei der die in den Gitterkreis rückgeführte Spannung von der Anodenwechselspannung abhängig ist.
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griff). Während D praktisch als konstant zu betrachten ist, hängt S vom Anodenstrom ab, wobei die Nichtlinearität einer Röhre mit der Vergrösserung des Anodenwechselstromes wächst.
Will man daher auf dem Wege einer Rückkopplung die Röhre gleichzeitig linearisieren, so muss man eine Rückkopplung anwenden, welche vom Anodenwechselstrom in bestimmter Weise abhängig ist. Man erkennt hieraus, dass die früher vorgeschlagene Rückkopplung der Anodenwechselspannung die Röhre im allgemeinen nicht linearisieren kann. Die grösste Anodenwechselspannungsamplitude tritt nämlich bei einem grossen Aussenwiderstand, im Grenzfalle also im Leerlauf der Stufe auf, und dementsprechend ist auch die rückgeführte Spannung dann am grössten, während die nichtlinearen Verzerrungen gerade am geringsten sind.
Umgekehrt nimmt die Anodenweehselspannung mit kleinerem Aussenwiderstand ab und erreicht im Kurzschlussfall den Wert Null ; gerade dann sind aber die Verzerrungen am grössten, zu deren Beseitigung eine völlig unzureichende Rückkoppelspannung zur Verfügung steht.
Erfindungsgemäss wird ein rückgekoppelter Verstärker zwecks Beseitigung der nichtlinearen Verzerrungen derart ausgebildet, dass eine Stromrückkopplung verwendet wird und die Rückkopplung nach einer nichtlinearen Funktion vom Anodenstrom abhängt. Diese Funktion wird so gewählt, dass die vorher vom Anodenstrom abhängige Steilheit der Röhrenkennlinie in dem benutzten Arbeitsbereich durch die nichtlineare Rückkopplung vom Anodenstrom unabhängig wird.
Die Stromrückkopplung ist an sich bekannt und wurde bisher ausschliesslich zur Steigerung der Röhrengüte und zur Erhöhung des Verstärkungsgrades herangezogen. Das charakteristische Merkmal derselben besteht darin, dass die Rückkopplung auf den Gitterkreis vom Anodenstrom abhängig ist. Aus dieser Definition geht hervor, dass die Rückkopplung um so wirksamer ist, je mehr der Anodenwechselstrom zunimmt. Dieser Zusammenhang entspricht durchaus den Anforderungen, welche an eine Entzerrungsvorrichtung zu stellen sind, da, wie bereits oben erwähnt, die nichtlinearen Verzerrungen mit zunehmendem Anodenwechselstrom wachsen, also gerade dann auch eine ausreichende Korrektionsspannung durch die Rückkopplung zur Verfügung stehen muss.
Dadurch, dass die Rückkopplung in eine niehtlineare Beziehung zum Anodenweehselstrom gebracht wird, ist es möglich, eine völlige Aufhebung der vom Anodenstrom abhängigen nichtlinearen Verzerrungen herbeizuführen. Gleichzeitig
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mit einer im Gitterkreis befindlichen Spule 82 induktiv gekoppelt ist. Parallel zur Sekundärspule S liegt ein Widerstand Rk, welcher so beschaffen ist, dass seine Stromspannungscharakteristik nicht linear verläuft. Durch die Verwendung des aus den Wicklungen 81 und 82 bestehenden Übertragers erreicht man eine ntlastung des Rückkoppelwiderstandes Rk von dem Anodenruhestrom.
Man erkennt zunäcsht, dass die Grösse der Rückkopplung nicht durch die an dem Aussenwiderstand Ra auftretende
Wechselspannung, sondern durch den Anodenwechselstrom bestimmt wird und naturgemäss mit wachsendem Anodenwechselstrom zunimmt. Für die Ausbildung des Rückkopplungswiderstandes Rk ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann der Rückkopplungswiderstand aus einem
Trockengleichrichter (Sperrsehiehtzelle) oder einem Kontaktdetektor bestehen. In gleicher Weise kann man die nichtlineare Stromspannungsbeziehung einer Entladungsröhre mit vorzugsweise nur zwei
Elektroden, nämlich einer Glühkathode und einer Anode, benutzen.
Bei Verwendung einer Entladungs- röhre besteht die Möglichkeit, den Verlauf der Entladungscharakteristik und damit des inneren Wider- standes derselben durch Änderung der Kathodentemperatur in gewissen Grenzen zu regeln. Falls keine
Gleiehriehterelemente zur Verfügung stehen, deren Kennlinien genau den zur Entzerrung benötigten
Verlauf aufweisen, kann dieser dadurch hergestellt werden, dass man mehrere Elemente verschiedener
Charakteristik parallel in Reihe oder in Gruppen zusammenschaltet. Ein Teil dieser Elemente kann nach Bedarf auch aus spannungskonstanten Widerständen bestehen. Bei der angegebenen Schaltung wird der stromabhängige Widerstand Rz. ohne Vorspannung betrieben.
Indem man den Widerstand mit Gleichstrom belastet, kann der Arbeitspunkt infolge des an ihm auftretenden Spannungsabfalls an eine Stelle verschoben werden, von der aus die Charakteristik den für die Linearisierung gewünschten Verlauf besitzt. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass der Widerstand Bl. vom Anodenstrom oder einem Teil desselben unmittelbar durchflossen wird.
Der Transformator 81, 82 kann auch in diesem Falle beibehalten werden, um die Phasendrehung zu bewirken, der Widerstand RI, liegt dann parallel zur Primärspule 81,
Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltung wird die zur Herbeiführung der Rückkopplung- wirkung erforderliehe Phasendrehung um annähernd 1800 durch Verwendung zweier induktiv gekoppelter Spulen jS*i, jS*s erzielt. Man kann bekanntlich auf die Phasendrehung verzichten und die Rückkopplungsspannung von einem im Anodenstromkreis liegenden Widerstand unmittelbar abgreifen, wenn man diese einer vorgeschalteten Stufe zuführt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verstärkerschaltung mit Rückkopplung zwecks Linearisierung bzw. Verstärkungserhöhung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromrückkopplung verwendet wird und die Rückkopplung nach einer nichtlinearen Funktion von dem Anodenstrom abhängig ist.