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RückgekoppelteVerstärkerschaltung.
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welche im folgenden als Strom- bzw. Spannungsrückkopplung bezeichnet werden sollen. Da diese Unterscheidung für das Verständnis des Erfindungsgedankens von Belang ist, sollen diese beiden Rückkopplungsarten an Hand von den in den Fig. l und 2 dargestellten Schaltbildern, welche demnach den Erfindungs- gedanken noch nicht enthalten, erläutert werden.
In Fig. l, welche sich auf die sogenannte Stromrückkoppinng bezieht, ist die Verstärkerröhre mit V bezeichnet, deren Gitterkreis die zu verstärkende Spannung an den Klemmen j ! und 2 zugeführt
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Die an letzterem auftretende Wechselspannung wird mittels des Transformators T in den Gitterkreis übertragen. Der Transformator T dient einerseits zur Herstellung der erforderlichen Phasenbeziehung
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rückgeführte Energie ist bei dieser Schaltung abhängig vom Anodenwechselstrom. Charakteristisch für diese Schaltung ist der Umstand, dass die Rückkopplung bei kurzgeschlossenem Nutzwiderstand R. am grössten und bei unterbrochenem Anodenkreis Null ist.
Den Fall der Spannungsrückkopplung stellt die Fig. 2 dar, in welcher für gleichwertige Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind. Parallel zum Nutzwiderstand R. liegt ein aus den
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die Rückkopplung für einen kurzgeschlosenen Aussenwiderstand überhaupt verschwindet.
Die Erfindung besteht darin. dass in einer Verstärkerschaltung gleichzeitig Strom- und Spannungsriickkopplung angewendet wird.
Um die Vorteile dieser Massnahme erkennen zu können. soll zunächst kurz auch die Wirkung der
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Wenn man zunächst mit der nicht rückgekoppelten Röhre Kennlinien, welche den Zusammenhang zwischen Anodenstrom und Anodenspannung darstellen, unter Einführung der Gitterspannung als Parameter aufnimmt und dann dieselbe Messung mit einer rückgekoppelten Röhre wiederholt, so bemerkt man. dass bei Verwendung einer Stromrückkopplung der resultierende Durchgriff gleich dem Durchgriff der nicht rückgekoppelten Röhre ist. während die Steilheit zugenommen und der innere Widerstand im
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rÜckkopplung die Steilheit der Röhre unverändert lässt.
hingegen den Durchgriff verkleinert und den inneren Widerstand im gleichen Verhältnis heraufsetzt. In beiden Fällen wird die Güte. d. h. die Ver-
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Erhöhung der Steilheit und im Falle der Spannungsrückkopplung auf eine Verkleinerung des Durchgriff zurückzuführen ist. Man erkennt, dass sich in beiden Fällen der innere Widerstand Ri zwangsläufig proportional bzw. umgekehrt proportional zu der erzielten Verstärkungserhöhung ändert. Diese Tatsache kann die Anpassungsverhältnisse und auch die auftretenden Verzerrungen (Klirrfaktor) ändern.
Durch Anwendung des Erfindungsgedankens ist es möglich, eine Unabhängigkeit zwischen der Ver- stärkungserhöhung und den Röhrendatel1. insbesondere dem inneren Widerstand, herzustellen. Es gelingt auf diese Weise. den inneren Widerstand Ri entweder konstant auf dem gleichen Wert. den er bei der nicht rückgekoppelten Röhre besitzt, zu halten oder auf einen beliebigen Wert zu bringen.
Besonders klar werden diese Verhältnisse durch Verwendung mathematischer Formeln, welche leicht
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mit k2 und bei Spannungsrückkopplung mit k1 bezeichnet werden. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich für Spannungsrückkopplung
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für StromruckkopplunK
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Während die bisherigen Betrachtungen lediglich die durch die Rückkopplung erzielte Erhöhung der Verstärkung bzw. Vergrösserung der Röhrengüte zum Gegenstand hatten. soll nunmehr auch der Einfluss der gleichzeitigen Anwendung der beiden Rückkopplungsarten auf die nichtlinearen Verzerrungen behandelt werden.
Es wurde eingangs darauf hingewiesen, dass man bereits vorgeschlagen hat, die Rückkopplung zum Linearisieren des Kennlinienverlaufs zu verwenden, um die linearen Verzerrungen herabzusetzen. Man kann, wie sieh aus den vorstehenden Ableitungen ergibt, durch die Stromrückkopplung die Steilheit der Röhre beeinflussen, während der Durehgriff davon nicht berührt wird. Insbesondere
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Kennlinien im benutzten Arbeitsbereich zu linearisieren.
Anderseits haben die vorhergehenden Be- traehtungen ergeben. dass man mit Hilfe der Spannungsriickkopplnug den Durchgriff der Röhre beeinflussen und dadurch mit Bezug auf das L, -Kenlllinienfeld die für gleiche Gitterspannungsunterschiede
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samen nichtlinearen Strom- und nichtlinearen Spannungsrückkopplung die nichtlinearen Eigenschaften des Kennlinienfeldes kompensieren bzw. verringern können. B ? i der Berechnung der nichtlinearen Riickkopplungswiderstände geht man folgendermassen vor :
Man bestimmt zuerst für die Stromrück-
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niehtlinearen Spannungsrückkopplung wird auch der Durchgriff des Kennlinienfeldes linearisiert, d. h. mit beiden Riickkopplungen ist sowohl die Steilheit als auch der Durchgriff und somit das ganze Kenn- linienfeld der Röhre linearisiert worden.
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wieder die rückgekoppelte Röhre, welcher die zu verstärkende Spannung an den Klemmen 1 und 2 zugeführt wird. Im Anodenkreis liegt der Nutzwiderstand Ra, mit welchem einerseits ein Widerstand Rk2
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Spannungsteiler parallel geschaltet ist.
Die Grösse des Widerstandes R, 2 bestimmt den Grad der Strom- rückkopplung, während die Spannungsriiekkopplung durch das Verhältnis des Widerstandes Ru zut Gesamtwiderstand des Spannungsteilers gegeben ist. Der Anschluss der Primärwicklung des Transformators T ist so gewählt, dass sie gleichzeitig die von beiden Rückkopplungswiderständen abgegriffenen Spannungen in den Gitterkreis Überträgt. Durch den Transformator wird die für eine zur Erhöhung der Verstärkung dienende Rückkopplung notwendige Phasendrehung erzielt.
Man kann jedoch in an sich bekannter Weise auf die Verwendung eines Transformators bzw. auf die gegensinnige Wicklung desselben verzichten, wenn man die Rückkopplung auf den Gitterkreis einer vorhergehenden Stufe vornimmt.
Die Rückkopplungswiderstände Bk1 bzw. Rk2 werden vorteilhaft als Ohmsche Widerstände ausgebildet. um frequenzabhängige Phasendrehungen zu vermeiden. Falls man ausser der Verstärkungserhöhung auch eine Entzerrung der niehtlinearen Eigenschaften der Röhre erreichen will, verwendet man amplitudenabhängige Rückkopplungswiderstände. wobei deren Strom-Spannungs-Beziehung so zu wählen ist. dass die verschiedenen Verzerrungen bzw. Nichtlinearitäten gerade aufgehoben werden. Geeignete nichtlineare Widerstände besitzt man beispielsweise in Kontaktdetektoren. Sperrschichtgleichrichtern oder auch Entladungsstrecken, z. B. Elektronenröhren mit zwei oder mehr Elektroden. Durch Anlegung
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elemente in gewünschtem Sinne beeinflussen.
Selbstverständlich müssen nicht beide Rückkopplungen im Sinne einer Entdämpfung wirken, sondern man kann auch eine davon als Gegenkopplung ausbilden und lediglich zur Entzerrung oder Änderung des inneren Widerstandes verwenden, während die andere zur Verstiirkungserhöhung dient.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rückgekoppelte Verstärkersehaltung, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig eine Strom-
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von der Anodenspannung abhängige Rückkopplung auf den Gitterkreis derselben oder einer vorhergehenden Stufe angewendet wird.