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Hoch- oder Zwiscbenfrequenzverst rkerschaltung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Verstärken von hoch-oder zwischenfrequenten elektrischen Schwingungen, die die Eigenschaften besitzt, dass innerhalb eines bestimmten Frequenz- bandes die Verstärkung annähernd gleichmässig ist und dagegen andere ausserhalb dieses Frequenz- bandes gelegene Frequenzen unterdrückt werden.
Bei einer bekannten Verstärkersehaltung werden die aufeinanderfolgenden Verstärkerröhren mittels abgestimmter Sehwingungskreise miteinander gekoppelt. Dabei liegt also sowohl im Gitter-als auch im Anodenkreis einer Verstärkerröhre je ein Schwingungskreis, und diese werden ein wenig gegen- einander verstimmt zum Zwecke, die Resonanzkurve des Verstärkers zu verbreitern. Eine solche
Schaltung weist jedoch gewisse Nachteile auf. Erstens wird die Resonanzkurve des Verstärkers in vielen Fällen unsymmetrisch, d. h. die innerhalb des verstärkten Frequenzbandes gelegenen
Schwingungen werden nicht gleichmässig verstärkt. Zweitens dürfen nur sehr geringe Toleranzen in den Abstimmungen der Schwingungskreise zugelassen werden, was zu Schwierigkeiten bei der
Herstellung Veranlassung gibt.
Bessere Ergebnisse werden gemäss der Erfindung erzielt mit einer Schaltung, bei der die im
Gitter-und Anodenkreis einer Verstärkerröhre liegenden Sehwingungskreise über einen Ohmschen
Widerstand miteinander gekoppelt werden.
Bei einer solchen erfindungsgemässen Schaltung kann jeder Schwingungskreis für sich die gleiche
Abstimmung erhalten. Die Zusammenschaltung verhält sich jedoch ebenso wie zwei gekoppelte Kreise mit gegebenenfalls zwei voneinander verschiedenen Resonanzfrequenzen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Fig. 1 ist eine Verstärkerstufe eines Hoch-oder Zwischenfrequenzverstärkers dargestellt, welche eine Verstärkerröhre 1 z. B. eine Schirmgitterröhre und zwei abgestimmte Schwingungskreise L1, Cl und L2, C2 enthält. Das Gitter der Verstärkerröhre ist mit der Anode über einen gegebenenfalls veränderlichen Widerstand R verbunden.
Wenn die Kapazität zwischen Anode und Steuergitter vernachlässigbar klein ist, so lässt sich zeigen, dass infolge der durch den Widerstand R und die Röhre 1 bewirkten Kopplung der beiden Schwingungskreise L1, Cl und La, Ca die Zusammenschaltung sich so wie zwei gekoppelte Kreise verhält, d. h. derart, dass bei genügend fester Kopplung, d. h. bei einer überkritischen Kopplung, zwei Resonanzfrequenzen Mi und Ms (Kurve A, Fig. 2) auftreten, so dass, wenn die beiden Schwingungskreise auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind, eine vollkommen symmetrische Resonanzkurve erhalten wird.
Durch Änderung des Widerstandes R kann die Kopplung und damit die Gestalt der Resonanzkurve in weiten Grenzen geändert werden.
Wenn, wie im obigen Beispiel angenommen, die zwischen den beiden Sehwingungskreisen geschaltet Röhre mit einem Schirmgitter versehen ist, kann die Anodensteuergitterkapazität, insoweit diese durch die Röhre bedingt wird, vernachlässigbar klein gemacht werden. Da jedoch zwischen diesen Elektroden der Widerstand R geschaltet ist, wird die Anodensteuergitterkapazität vergrössert, einmal durch die Eigenkapazität des Widerstandes selbst und ausserdem durch die Kapazität der Verbindungsleitungen, und diese Kapazitäten können so gross werden, dass die Wirkungsweise der Schaltung beeinträchtigt wird. Wird die Kapazität zu gross, so ist die Folge, dass die Dämpfungen für die beiden Resonanzfrequenzen verschieden werden und demnach die Resonanzkurve der Zusammenschaltung unsymmetrisch wird, etwa wie es in der Fig. 2 durch die Kurve B dargestellt ist.
Eine Schaltung, bei der der soeben erwähnte Einfluss der parallel zum Kopplungswiderstand liegenden Schaltungkapazität verringert wird, zeigt die Fig. 3. Hiebei ist der Kopplungswiderstand R zwischen je eine
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kapazität 0 weniger Einfluss auf die Kopplung ausübt.
Eine ähnliche Schaltung zeigt die Fig. 4, bei der der Kopplungswiderstand R nicht wie im vorigen Beispiel zwischen Anzapfungen der beiden Spulen L1 und angeschlossen ist, sondern mit den Verbindungspunkten der Kondensatoren ci und 03 und C's und C4 verbunden ist. Eine solche Schaltung hat den Vorteil, dass, wenn die Kondensatoren 01 und Cs veränderlich sind, wie es beispielsweise in abstimmbaren Hochfrequenzverstärkern der Fall ist, die Kopplung der beiden Schwingungskreise sich in einer solchen Weise mit der Abstimmung ändert, dass die Breite des durchgelassenen Frequenzbandes angenähert konstant bleibt. Die Bandbreite kann aber auch nach Wunsch bei jeder Abstimmung durch Änderung des Widerstandes R eingestellt werden.
Die Kondensatoren C3 und C4 können auch anstatt in Reihe mit den Kondensatoren Ci und a2 in Reihe mit den Selbstinduktionsspulen L1 und L geschaltet werden.
Es zeigt sich jedoch, dass sowohl bei der Schaltung nach Fig. 3 als auch bei der Schaltung nach Fig. 4 keine vollkommen symmetrische Resonanzkurve erhalten werden kann, da die Kopplung zwischen den Sehwingungskreisen nicht nur vom Widerstand R abhängt, sondern auch von der Grösse der zwischen den Anzapfungen der Spulen L1 und Lys liegenden Selbstinduktionen bzw. von der Grösse der Kondensatoren 03 und 04 sowie deren Verluste.
Eine vollkommen symmetrische Resonanzkurve kann mit der Schaltung nach Fig. 5 erhalten werden. Hierin ist in Reihe mit dem Kopplungswiderstand R eine Spule L geschaltet, und es lässt sich zeigen, dass mit dieser Schaltung für eine bestimmte Abstimmung der Schwingungskreise Li, Ci, C3 und L, C*z, C, t die beiden Resonanzfrequenzen des gekoppelten Systems in der gleichen Weise gedämpft werden, so dass eine symmetrische Resonanzkurve erhalten wird.
Dies gilt jedoch nur bei einer ganz bestimmten Abstimmung der beiden Sehwingungskreise, so dass diese Schaltung mit Vorteil in Zwischenfrequenzverstärkern, die ja bekanntlich eine feste Abstimmung besitzen, angewandt werden kann. Für Hochfrequenzverstärker mit veränderlicher Abstimmung kann eine für alle Abstimmungen symmetrische Resonanzkurve mit der Schaltung nach Fig. 6 erhalten werden, bei der parallel zum Kopplungswiderstand eine Spule L angeordnet ist.
Gegebenenfalls kann in Reihe mit der Parallelschaltung des Widerstandes R und der Selbstinduktion L noch eine weitere Selbstinduktion L' (in der Zeichnung nicht dargestellt) geschaltet werden.
Es gelingt so, die Resonanzkurve in einem sehr breiten Frequenzbereich symmetrisch zu gestalten, auch dann, wenn, wie beispielsweise in Radioempfangsgeräten, die Spulen Li und L ; zum Empfang zweier oder mehrerer Wellenbereich teilweise kurzgeschlossen werden können.
Bei allen diesen beschriebenen, erfindungsgemässen Schaltungen war der Kopplungswiderstand in einer solchen Weise mit den beiden Schwingungskreisen verbunden, dass die Kopplung um so fester, die Resonanzkurve also um so breiter wurde, je kleiner der Widerstand gemacht wurde.
Es ist auch möglich, die beiden Schwingungskreise in einer solchen Weise mittels eines Widerstandes miteinander zu koppeln, dass eine Verschärfung der Resonanzkurve erhalten wird. Eine solche Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt und, wie ersichtlich, ist der Kopplungswiderstand R sowohl im Schwingungskreis Li, Ci als auch im Sehwingungskreis L2, C'l. eingeschaltet. Berechnet man für diese Schaltung den Kopplungsfaktor, so ergibt sich, dass das Quadrat desselben eine negative Grösse ist, was sich physikalisch so denken lässt, dass eine Entdämpfung des Systems stattfindet. Gleichartige Ergebnisse lassen sich erzielen mit den Schaltungen nach den Fig. 8 und 9.
Bei der Schaltung nach Fig. 8 ist der Kopplungswiderstand zwischen dem Gitter der Verstärkerröhre und dem Verbindungspunkt eines Kondensators C4 mit der Spule L2 geschaltet, und bei der Schaltung nach Fig. 9 ist der Widerstand R einerseits mit dem Verbindungspunkt des Kondensators C3 mit dem Abstimmkonden- stator cri und anderseits mit dem Verbindungspunkt des Kondensators 04 und der Spule L2 verbunden.
Mit beiden Schaltungen ist es möglich, eine Verschärfung der Resonanzkurve des Systems zu erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärkerschaltung, bei der im Steuergitter-und Anodenkreis einer Verstärkerröhre ein abgestimmter Schwingungskreis liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskreis im Gitterkreis der Verstärkerröhre mit dem Schwingungskreis im Anodenkreis der Röhre über einen Ohmschen Widerstand gekoppelt ist.
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High or intermediate frequency amplifier circuit.
The invention relates to a circuit for amplifying high-frequency or intermediate-frequency electrical oscillations, which has the properties that the amplification is approximately uniform within a certain frequency band and, on the other hand, other frequencies outside this frequency band are suppressed.
In a known amplifier arrangement, the successive amplifier tubes are coupled to one another by means of coordinated visual oscillation circuits. In this case there is an oscillation circuit in both the grid and anode circuit of an amplifier tube, and these are slightly detuned from one another for the purpose of widening the resonance curve of the amplifier. Such
However, the circuit has certain disadvantages. First, in many cases the amplifier's resonance curve becomes unbalanced; H. those located within the amplified frequency band
Vibrations are not amplified evenly. Second, only very small tolerances may be allowed in the tuning of the oscillation circuits, which leads to difficulties in the
Manufacture gives cause.
According to the invention, better results are achieved with a circuit in which the im
Lattice and anode circles of an amplifier tube lying circles of visual oscillation over an ohmic
Resistance to be coupled together.
In such a circuit according to the invention, each oscillating circuit can be the same
Vote received. The interconnection, however, behaves in the same way as two coupled circuits with possibly two mutually different resonance frequencies.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In Fig. 1, an amplifier stage of a high or intermediate frequency amplifier is shown, which an amplifier tube 1 z. B. contains a screen grid tube and two tuned oscillation circuits L1, Cl and L2, C2. The grid of the amplifier tube is connected to the anode via an optionally variable resistor R.
If the capacitance between the anode and the control grid is negligibly small, it can be shown that, due to the coupling of the two oscillating circuits L1, Cl and La, Ca caused by the resistor R and the tube 1, the interconnection behaves like two coupled circuits, i.e. . H. such that if the coupling is sufficiently strong, d. H. In the case of a supercritical coupling, two resonance frequencies Mi and Ms (curve A, FIG. 2) occur, so that a completely symmetrical resonance curve is obtained when the two oscillating circuits are tuned to the same frequency.
By changing the resistance R, the coupling and thus the shape of the resonance curve can be changed within wide limits.
If, as assumed in the above example, the tube connected between the two visual oscillation circuits is provided with a screen grid, the anode control grid capacitance, insofar as this is caused by the tube, can be made negligibly small. However, since the resistor R is connected between these electrodes, the anode control grid capacitance is increased, on the one hand by the inherent capacitance of the resistor itself and also by the capacitance of the connecting lines, and these capacitances can become so large that the operation of the circuit is impaired. If the capacitance becomes too large, the result is that the attenuations for the two resonance frequencies become different and accordingly the resonance curve of the interconnection becomes asymmetrical, as shown by curve B in FIG.
A circuit in which the just mentioned influence of the circuit capacitance lying parallel to the coupling resistance is reduced is shown in FIG. 3. In this case, the coupling resistance R is between one each
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capacity 0 has less influence on the coupling.
A similar circuit is shown in FIG. 4, in which the coupling resistor R is not connected, as in the previous example, between the taps of the two coils L1 and, but is connected to the connection points of the capacitors ci and 03 and C's and C4. Such a circuit has the advantage that, when the capacitors 01 and Cs are variable, as is the case, for example, in tunable high-frequency amplifiers, the coupling of the two oscillating circuits changes in such a way with the tuning that the width of the frequency band allowed to pass is approximated remains constant. The bandwidth can, however, also be adjusted by changing the resistance R for each tuning, if desired.
The capacitors C3 and C4 can also be connected in series with the self-induction coils L1 and L instead of in series with the capacitors Ci and a2.
It turns out, however, that neither with the circuit according to FIG. 3 nor with the circuit according to FIG. 4 can obtain a completely symmetrical resonance curve, since the coupling between the visual oscillation circuits depends not only on the resistance R, but also on the size of the self-inductions lying between the taps of the coils L1 and Lys or on the size of the capacitors 03 and 04 and their losses.
A perfectly symmetrical resonance curve can be obtained with the circuit of FIG. A coil L is connected in series with the coupling resistor R, and it can be shown that with this circuit, the two resonance frequencies of the coupled system can be used for a specific tuning of the oscillating circuits Li, Ci, C3 and L, C * z, C, t can be attenuated in the same way so that a symmetrical resonance curve is obtained.
However, this only applies to a very specific tuning of the two visual oscillation circuits, so that this circuit can advantageously be used in intermediate frequency amplifiers, which are known to have a fixed tuning. For high-frequency amplifiers with variable tuning, a resonance curve which is symmetrical for all tuning can be obtained with the circuit according to FIG. 6, in which a coil L is arranged parallel to the coupling resistor.
If necessary, a further self-induction L '(not shown in the drawing) can be connected in series with the parallel connection of the resistor R and the self-induction L.
It is thus possible to make the resonance curve symmetrical in a very wide frequency range, even if, for example in radio receivers, the coils Li and L; can be partially short-circuited to receive two or more wavebands.
In all of these described circuits according to the invention, the coupling resistance was connected to the two oscillating circuits in such a way that the coupling became stronger and the resonance curve wider, the smaller the resistance was made.
It is also possible to couple the two oscillating circuits to one another by means of a resistor in such a way that the resonance curve is sharpened. Such a circuit is shown in FIG. 7 and, as can be seen, the coupling resistance R is both in the oscillation circuit Li, Ci and in the visual oscillation circuit L2, C'l. switched on. If one calculates the coupling factor for this circuit, the result is that the square of the same is a negative quantity, which can be physically thought to mean that the system is undamped. Similar results can be achieved with the circuits according to FIGS. 8 and 9.
In the circuit according to FIG. 8, the coupling resistor is connected between the grid of the amplifier tube and the connection point of a capacitor C4 with the coil L2, and in the circuit according to FIG. 9, the resistor R is connected on the one hand to the connection point of the capacitor C3 with the tuning capacitor. stator cri and on the other hand connected to the connection point of the capacitor 04 and the coil L2.
With both circuits it is possible to obtain a sharpening of the resonance curve of the system.
PATENT CLAIMS:
1. High or intermediate frequency amplifier circuit, in which there is a tuned oscillation circuit in the control grid and anode circuit of an amplifier tube, characterized in that the oscillation circuit in the grid circuit of the amplifier tube is coupled to the oscillation circuit in the anode circuit of the tube via an ohmic resistance.