AT146285B - Gegentaktverstärker. - Google Patents

Description

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  Gegentaktverstärker. 



   Diese Erfindung bezieht sich auf Verstärker für Tonwiedergabe, insbesondere auf einen Verstärker der Gegentakttype (Push-pull-Verstärker). 



   Die Erfindung sieht eine Pentode vor, die die Eingangsleistung zu einem Gegentaktverstärker liefert. 



   Beim Betriebe des gewöhnlichen Gegentaktverstärkers sind Transformatoren einer Spezialkonstruktion für Eingang und Ausgang der im Gegentakt geschalteten Röhren erforderlich. Dadurch werden die Kosten eines Radioempfängers oder andern Verstärkersystems beträchtlich erhöht und der für die Verstärkereinheiten erforderliche Raum vergrössert. 



   Vorliegende Erfindung überwindet die oben angegebenen Nachteile und schafft eine Kopplung, die die Eingangsleistung eines Gegentaktverstärkersystems ohne Verwendung eines Spezial-oder besonderen Transformators liefert. 



   Durch diese Erfindung wird weiterhin verbesserte Hörfrequenzverstärkung erzielt. 



   Die genannten und weitere Gegenstände der Erfindung werden durch nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erklärt. 



   Zur Ausführung der Erfindung wird das zu verstärkende und zum Gegentaktverstärker gelieferte Zeichen auf das dritte oder äussere Gitter einer Pentodenvakuumröhre aufgedrückt. Die Potentiale an den verschiedenen Elektroden sind so eingestellt, dass die Ströme im Anodenkreis und im Kreis des zweiten oder mittleren Gitters im Verhältnis zur Änderung des Potentials des dritten Gitters umgekehrt wechseln werden. Der Anodenkreis wird mit dem Eingang einer der Gegentaktverstärkerröhren gekoppelt, und der Kreis des zweiten Gitters wird mit dem Eingang der andern Röhre gekoppelt. Auf diese Weise werden entsprechend der Änderung der Spannung der Zeicheneingangsleistung auf das dritte Gitter der Pentode umgekehrt wechselnde Spannungen auf die Eingänge der zwei   Gegentaktverstärkerröhren   aufgedrückt. 



   In den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 ein Schaltschema, das eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung zeigt ; Fig. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des zweiten Gitterstroms und des Anodenstroms von der dritten Gitterspannung bei einer   Pentodenkopplungsröhre   zeigt. 



   In Fig. 1 ist der Ausgang einer Hörfrequenzverstärkerröhre 10 mit der Pentode 12 mittels des Kopplungskondensators 11 gekoppelt. Ein Gitterwiderstand 13 ist zwischen das äussere oder dritte Gitter und die Kathode der Pentode durch den vorspannenden Widerstand 14 geschaltet. Der Anodenkreis der Pentode 12 enthält den Widerstand 15 und einen Teil der Batterie 16. Der   Mittelgitter-oder   zweite Gitterkreis enthält den Widerstand 25 und die ganze Batterie 16. Eine Vorspannung an dem inneren oder ersten Gitter der Pentode 12 wird durch einen Teil der Batterie 16 erzeugt.

   Die durch Schwankungen im Anodenstrom durch den Widerstand 15 hervorgebrachten Spannungsänderungen werden auf den Eingang der Gegentaktverstärkerröhre 17 durch den Kopplungskondensator 18 aufgedrückt und die durch Veränderungen im Strom des zweiten Gitters durch den Widerstand 25 hervorgebrachten Spannungsschwankungen werden auf den Eingang der Gegentaktverstärkerröhre 19 durch den Kopplungskondensator 20 aufgedrückt. Ein Nebenschlusskondensator 21 ist zwischen die Enden der Widerstände 15 und 25 geschaltet. Die Eingänge der Vakuumröhren 17 und 19 schliessen die entsprechenden Gitterwiderstände 23 und 24 ein. 

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   Folgende Potentiale sind für den Betrieb einer Pentode der'57-Type (amerikanische Typenbezeichnung) geeignet gefunden worden und können als Richtschnur für die Wahl der Potentiale dienen, ohne jedoch eine Beschränkung auf die zahlenmässig angegebenen Werte zu bedeuten (jede Spannung ist in bezug auf Erde angegeben) : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Erstes <SEP> oder <SEP> inneres <SEP> Gitter <SEP> + <SEP> 22 <SEP> Volt
<tb> zweites <SEP> oder <SEP> mittleres <SEP> Gitter <SEP> + <SEP> 160"
<tb> drittes <SEP> oder <SEP> äusseres <SEP> Gitter <SEP> ................... <SEP> 0 <SEP> ,,
<tb> Anode <SEP> ......................................... <SEP> +100 <SEP> ,,
<tb> Spannung <SEP> über <SEP> Widerstand <SEP> 14................ <SEP> 27 <SEP> "
<tb> 
 
 EMI2.2 
 sind folgende :

   
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> ¯ <SEP> Batterie <SEP> 46 <SEP> = <SEP> 310 <SEP> Volt
<tb> Spannung <SEP> am <SEP> Punkt <SEP> 16a <SEP> in <SEP> bezug <SEP> auf <SEP> Erde... <SEP> = <SEP> 22"
<tb> Spannung <SEP> am <SEP> Punkt <SEP> 16..................... <SEP> = <SEP> 170"
<tb> 
 
Um gleiche und entgegengesetzte Spannungswechsel an den Eingängen der Gegentaktröhren 17 und 19 hervorzubringen, müssen die Werte der verschiedenen Widerstände recht sorgfältig gewählt werden.

   Bei den oben angegebenen Bedingungen sind folgende Werte als geeignet gefunden worden : 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> Widerstand <SEP> 14 <SEP> 30. <SEP> 000 <SEP> Ohm
<tb> Widerstand <SEP> 15 <SEP> 200 <SEP> ; <SEP> 000"
<tb> Widerstand <SEP> 25....... <SEP> -....................... <SEP> 250. <SEP> 000"
<tb> 
 
Mit den oben   angeführten Werten der Spannungen und   Widerstände hat die Veränderung der Spánnung des dritten Gitters, die von dem darauf aufgedrückten Zeichen herrührt, umgekehrte Ver- änderungen der Anodenströme und der Ströme des zweiten Gitters zur Folge, wie es genauer in Fig. 2, die nun beschrieben wird, dargestellt ist. 



   In dieser Figur stellen die Abszissen die Zeichenspannung, die auf das dritte Gitter aufgedrückt wird, dar, wobei die Spannungen durch die Kathode bedingt sind. In Kurve A stellt die Ordinate den 
 EMI2.5 
 Gitters und der Anodenströme dar ; dieser Gesamtbetrag ändert sich jedoch schwach, geradeso, wie die dritte Gitterspannung geändert wird, was zu beachten ist. 



   Beim Betrieb wird der Anodenstrom ansteigen, wenn die Spannung des dritten Gitters der Pentode 12 wächst, wobei die Spannung, die auf das Gitter der Röhre   1"1 aufgedrückt   ist, niedriger wird. 



  Zur selben Zeit wird der Strom des zweiten Gitters absinken, wobei die Spannung, die auf das Gitter der Verstärkerröhre 19 aufgedrückt ist, höher wird. 



   Da die Spannung des zweiten Gitters einen beträchtlichen Einfluss auf den gesamten Kathodenstrom hat und diese Spannung sich im Betriebe ändert, könnte der gesamte Kathodenstrom sich beträchtlich verändern. Dadurch würde die gewünschte genaue komplementäre Änderung der zur Anode und zum zweiten Gitter fliessenden Ströme eine Störung erfahren. In dem gezeigten Kreis wird die übermässige Veränderung des Kathodenstromes durch das Zusammenwirken des ersten Gitters und des Kathodenwiderstandes 14, welch letzterer für Hörfrequenzen nicht nebengeschlossen ist, verhindert. 



  Die ersten und zweiten Gitter können aus gleichmässigen feinen Maschen bestehen, um dieses Ergebnis sichern zu helfen. 



   Dieser Kathodenstromregulierungskreis wirkt wie folgt :
Dem Kathodenwiderstand wird ein relativ hoher Wert gegeben, um eine positive Spannung an der Kathode zu entwickeln. Dem ersten Gitter wird eine etwas niedrigere und sich nicht verändernde positive Spannung 16a gegeben, die nahezu die Wirkung des Kathodenwiderstandes auf den durchschnittlichen Kathodenstrom ausgleicht. Dies bewirkt eine kleine negative Vorspannung am ersten Gitter relativ zur Kathode. Wenn die Spannung des dritten Gitters sich in positiver Richtung verändert, verändert sich die Spannung des zweiten Gitters in höherem Masse in derselben Richtung. Dies erhöht den Gesamtkathodenstrom und vergrössert die positive Spannung an der Kathode.

   Weil die Spannung des ersten Gitters konstant bleibt, wird ihre negative Vorspannung relativ zur Kathode tatsächlich grösser gemacht und begrenzt dadurch das Ansteigen des Gesamtkathodenstromes auf einen kleinen Wert. 



   Bei Versuchen, bei denen die oben angegebenen Schaltungswerte benutzt wurden, ist die Gesamtstromveränderung auf 20% der Anodenstromänderung oder   25% der Schirmstromänderung   reduziert worden. Mit andern Worten : Die Veränderung des Stromes des zweiten Gitters macht 80% der Anodenstromveränderung aus. Diese Ungleichheit wird durch eine reziproke Ungleichheit der Widerstände 25 und   ! J kompensiert.'  
Bei denselben Versuchen wurde gefunden, dass für beste Resultate der durchschnittliche Anodenstrom der Hälfte des durchschnittlichen Stromes des zweiten Gitters oder einem Drittel des Kathodenstromes sehr nahekommen soll. Dieses Verhältnis ergab über den weitesten Bereich der Zeichenspannung die geringste Verzerrung. 

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   Bei denselben Versuchen waren die umgekehrten   Ausgangsspannungsänderungen   an der Anode und. am zweiten Gitter jede ungefähr das Fünffache der an das dritte Gitter angelegten Zeichenspannung. 



  Wenn das Zeichen an dem dritten Gitter 10 Volt nicht überstieg, gab es praktisch keine Verzerrung, und die Ausgangsspannungsänderungen waren in formgetreuer Wiederholung der Zeichenspannung gleichmässig verstärkt. Die Anode und zweites Gitter können zum Unterschied von dem dritten Gitter, welches die Eingangselektrode ist, die äussere bzw. innere Ausgangselektrode genannt werden. Die
Spannungsänderungen an der Anode und dem zweiten Gitter haben relativ zur Zeichenspannung an der Eingangselektrode entgegengesetzte bzw. gleiche augenblickliche Polarität. 



   Es ist zu beachten, dass zur Ausführung der Erfindung keine sekundären Emissionswirkungen benötigt werden. Das ist der Tatsache zuzuschreiben, dass die Spannung des dritten Gitters jederzeit relativ zur Kathode negativ bleibt und dadurch das zweite Gitter verhindert, Sekundäremission hervorzubringen. 



   Es ist klar, dass eine Vakuumröhre mit einer grösseren Anzahl von Elektroden bei Nichtbenutzung einiger ihrer Elektroden ähnlich geschaltet werden kann ; die allgemeine Anordnung und die Werte der Spannungen und Widerstände werden indessen denjenigen, die vorstehend bekanntgegeben sind, gleichwertig sein. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gegentaktverstärker, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eingangsstufe eine Röhre mit mehreren Elektroden verwendet wird, deren zwei derart ausgebildet und geschaltet sind, dass ihr Strom in entgegengesetztem Sinne zueinander sich ändert, wenn die Spannung einer dritten Elektrode geändert wird.

Claims (1)

1. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand in Reihe mit jeder der einander entgegengesetzt wirkenden Elektroden liegt und dass die Spannungsschwankungen, welche durch die Änderungen des durch die Widerstände fliessenden Stromes auftreten, dem Eingang des Gegentaktverstärkers zugeführt werden.

   3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit den einander entgegengesetzt wirkenden Elektroden an Stelle der Widerstände Impedanzen verwendet werden.

   4. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der einander entgegenwirkenden Elektroden über den Widerstand bzw. die Impedanz an einer hohen positiven Spannung liegt.

   5. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsgitter räumlich zwischen den beiden Ausgangselektroden angeordnet ist.

   6. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangselektrode das der Anode unmittelbar vorgelagerte Gitter benutzt wird.

   7. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Kathodenkreis ein dem Eingangskreis und den beiden Ausgangskreisen gemeinsamer Widerstand (14) gelegen ist.

   8. Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass derWiderstand an der Verbindungsstelle mit dem Eingangs-und dem Ausgangskreis geerdet ist.

   9. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Eingangskreis zwischen der Steuerelektrode (123) und der Kathode ein hochohmiger Widerstand (1. 3) liegt.

   10. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den Gesamtstrom der Röhre konstant zu halten.

   11. Verstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel so bemessen sind, dass die Änderung des Gesamtstromes mindestens unterhalb derjenigen jedes Einzelstromes in den beiden Ausgangskreisen bleibt.

   12. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Röhre mit einer Kathode, einer Anode und drei Gitterelektroden, mit einem Eingangskreis, welcher zwischen einer der genannten Gitterelektroden und der Kathode angeschlossen ist, während die Ausgangskreise durch die Anode und eines der übrigen Gitter mit je einem in Reihe geschalteten Widerstand gebildet werden.

   13. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrelektrodenröhre an das der Kathode unmittelbar benachbarte Gitter eine konstante Hilfsspannung (16a) angelegt ist.

   14. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden derart ausgebildet und mit solchen Spannungen gespeist werden, dass der über die innere Ausgangselektrode fliessende Ruhestrom zwei Drittel des Gesamtstromes ausmacht.

   15. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Potentiale bei Verwendung einer Röhre mit drei Gitterelektroden im Sinne des folgenden, für eine Pentodenröhre der'57-Type (amerikanische Typenbezeichnung) geltenden Wertsystems gewählt werden : an dem ersten Gitter (von der Kathode aus gerechnet) eine Spannung gegenüber dem Erdungspunkt von + 22 Volt, an dem zweiten oder mittleren Gitter eine Spannung von 160 Volt, an dem dritten Gitter die Spannung Null, an der Anode eine Spannung von 110 Volt und an der Kathode eine Spannung von 27 Volt. <Desc/Clms Page number 4>

   16. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzielung der Spannungen an der Röhre verwendeten Batterien und Widerstände im Sinne des für eine Pentodenröhre der'57-Type (amerikanische Typenbezeichnung) geltenden Wertsystems gewählt werden, so dass die innere Ausgangselektrode (Batterie 16) an 310 Volt, die Anode (Batterie 16b) an 170 Volt, das Kompensationsgitter (J (Batterie 16a) an 22 Volt angeschlossen sind und der gemeinsame Widerstand des Eingangs-und Ausgangskreises (14) 30. 000 Ohm, der Widerstand im Anodenkreis (15) 200.000 Ohm und der Widerstand (17) im Kreis der inneren Ausgangselektrode (122) 250.000 Ohm besitzen. EMI4.1