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Es ist bekannt, die in Röhren, insbesondere den Endstufen von Verstärkerschaltungen auftretenden, nicht linearen Verzerrungen dadurch zu beseitigen, dass der äussere Belastungswiderstand überangepasst, d. h. gross gegenüber dem inneren Widerstand der betreffenden Röhre gewählt wird.
Die Linearisierung wird dadurch hervorgerufen, dass bei sehr grossen Werten des äusseren Widerstandes der lineare Strom sehr klein wirdund dass die durch den linearen Strom gesteuerten, nichtlinearen EMK's einen grossen Widerstand vorfinden.
Soll die Linearisierung durch Überanpassung bei Röhren angewendet werden, die parallel oder in Gegentakt geschaltet sind, so müssen an die Gleichheit der paarweise zusammenarbeitenden Röhren ausserordentlich hohe Anforderungen gestellt werden, damit nicht durch Ausgleichsströme zwischen den beiden Röhren die Wirkung der Uberanpassung herabgesetzt wird.
In Fig. 1 ist schematisch die Parallelschaltung zweier Röhren, die mit dem äusseren Belastungswiderstand R belastet sind, dargestellt. Die von den Röhren, deren innere Widerstände mit R1 bzw. R2 bezeichnet sind, erzeugten elektromotorischen Kräfte sind jj. i. U bzw. -U. Unter wird der Ver- stärkungsfaktor # (D = Durchgriff) verstanden. Die Spannung U ist die den Eingangsseiten der Röhren zugeführte, zu verstärkende Spannung.
Sind die Verstärkungsfaktoren und jj nicht einander gleich, so lässt sich selbst für einen unendlich grossen äusseren Widerstand R der lineare Strom in den Röhren nicht zum Verschwinden bringen. In dem durch die beiden Röhren gebildeten Stromkreis fliesst ein Ausgleichsstrom 1, dessen Grösse durch die folgende Gleichung gegeben ist :
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Die Röhre vom inneren Widerstand R1 arbeitet also nicht auf den sehr grossen äusseren Belastungwiderstand, sondern auf einen Widerstand Rot von der Grösse
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Entsprechendes gilt für den Belastungswiderstand Ro" der Röhre mit dem inneren Widerstand R2.
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Es zeigt sich also, dass die beabsichtigte Überanpassung nicht eintreten kann und infolgedessen die
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Bei Gegentaktschaltungen entsprechend Fig. 2 liegen dieselben Verhältnisse vor. Selbst bei unendlich grossem äusserem Widerstand R arbeiten die Röhren nicht im Leerlauf. Durch jede Röhre fliesst ein Reststrom von der Grösse
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Eine wirksame Überanpassung wird also verhindert.
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Es ist schwierig, die beiden Röhren insbesondere bezüglich ihrer Verstärkungsfaktoren einander genau gleich zu machen, und es muss ausserdem damit gerechnet werden, dass auch bei anfänglicher Gleichheit während des Betriebes oder infolge Röhrenwechsels Ungleichheiten in Erscheinung treten.
Um trotzdem eine ausreichende Linearisierung mit Hilfe der Überanpassung zu erzielen, werden gemäss der Erfindung Mittel vorgesehen, die den infolge von Ungleichheiten der paarweise zusammenarbeitenden Röhren hervorgerufenen Ausgleiehsstrom vermindern. Dies kann bei der Parallelschaltung von Röhren beispielsweise durch eine Differentialdrossel, die in Reihe mit den beiden Röhren geschaltet ist, herbeigeführt werden. Bei Gegentaktstufen lässt sich dieselbe Wirkung durch eine Drossel erreichen, die in den gemeinsamen Anodenstromkreis der beiden Röhren eingeschaltet wird. Diese Drossel kann auch bei Gegentaktstufen durch die Anwendung getrennter Ausgangstransformatoren für jede Röhre vermieden werden.
Bei Anwendung der gemäss der Erfindung vorgeschlagenen Mittel ergibt sich eine Verstärkerschaltung, deren Linearität mit ausserordentlich einfachen Mitteln hohen Anforderungen gerecht wird. Durch den geringen Aufwand an zusätzlichen Schaltmittel unterscheidet sich die Erfindung vorteilhaft von bekannten Linearisierungsschaltungen, die wie beispielsweise die in der britischen Patentschrift Nr. 377563 beschriebenen mit besonderen Linearisierungsverstärkern arbeiten. Diese zusätzlichen Linearisierungsverstärker werden in Abhängigkeit von dem eigentlichen Verstärker so gesteuert, dass sie zusammen mit diesem eine lineare Verstärkung ergeben.
Bei der bekannten Schaltung ist zwischen den Anoden zweier Gegentaktröhren in Reihe mit andern Widerständen und Kopplungsmitteln eine Differentialdrossel, über die der Anodengleichstrom zugeführt wird, vorgesehen. Von einer Überanpassung zwecks Linearisierung wird jedoch bei der bekannten Schaltung-nicht Gebrauch gemacht.
In den Fig. 3-5 sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. Fig. 3 zeigt die Parallelschaltung von zwei Röhren mit den inneren Widerst nden R1 und R2. In Reihe mit den Anodenkreisen beider Röhren ist die Differentialdrossel D geschaltet, an deren Symmetriepunkt der äussere Belastungswiderstand R angeschlossen ist. Die Drossel hat infolge ihrer Differentialwirkung auf die in dem äusseren Widerstand R fliessenden Ströme keinen Einfluss, vergrössert aber den Wider-
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gemeinsamen Teil beider Anodenstromkreise, d. h. zwischen den Kathoden der Röhren und dem Symmetriepunkt des Ausgangsübertragers, ist die Drossel D eingeschaltet. Diese bewirkt, dass auch bei ungleichem Verstärkungsgrad der Röhren die gewünschte Überanpassung vorhanden ist.
Auf den Verstärkungsgrad und die abgegebene Weehselstromleistung hat die Drossel keinen Einfluss, da die zu verstärkenden Ströme die Drossel in gleicher Stärke, aber entgegengesetzter Richtung durchfliessen, also keinen Spannungsverlust erzeugen.
Fig. 5 zeigt die Endstufe eines Verstärkers, bei der je zwei parallelgeschaltete Röhren in Gegentakt arbeiten. Hier ist es erforderlich, sowohl die Ausgleichsströme zwischen den parallelgeschalteten Röhren als auch zwischen den in Gegentakt arbeitenden Gruppen abzudrosseln. Dies geschieht gemäss der Erfindung durch die Einschaltung der Drosselspulen D, D1, D2- Die Drosselspulen D1 und D2 sind wie bei dem Beispiel gemäss Fig. 3 Differentialdrosseln.
Der Erfindungsgedanke kann nicht nur auf Verstärkerröhren Anwendung finden, sondern überall da, wo es sich darum handelt, die linearisierende Wirkung einer Überanpassung bei parallel oder in Gegentakt arbeitenden Schaltelementen auch dann sicherzustellen, wenn die elektrischen Eigenschaften dieser Schaltelemente voneinander abweichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung mit Schaltungselementen, insbesondere Röhren, in Parallel-oder Gegentaktschaltung, bei der eine Linearisierung durch Überanpassung des äusseren Belastungswiderstandes herbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die den infolge von Ungleichheiten der paarweise zusammenarbeitenden Schaltungselemente hervorgerufenen Ausgleichsstrom vermindern.