AT159557B - Verstärkeranlage. - Google Patents

Verstärkeranlage.

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AT159557B
AT159557B AT159557DA AT159557B AT 159557 B AT159557 B AT 159557B AT 159557D A AT159557D A AT 159557DA AT 159557 B AT159557 B AT 159557B
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verstärkeranlage. 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 eine abgeänderte Form des Netzwerkes darstellt. Fig. 9,10 und 11 zeigen Einzelheiten von zwei besonderen Ausführungsbeispielen der Erfindung, während Fig. 12 eine erfindungsgemässe Anordnung unter Verwendung einer   Rückkopplungsstabilisierung   zeigt. 



   Das Verstärkersystem in Fig. 1 umfasst zwei parallel angeordnete Übertragungssysteme, die den Schwingungsgenerator S für amplitudenmodulierte Trägerwellen und eine Widerstandsbelastung R miteinander verbinden, wobei jedes Übertragungssystem aus einem Röhrenverstärker mit den zugehörigen   Eingangs-und Ausgangsnetzwerken   besteht. Der Deutlichkeit halber sind Einzelheiten der Netzwerke und die Energiespeisung fortgelassen. Die Röhrenverstärker sind mit 1 und 2 bezeichnet und als   Einzelröhren   dargestellt, obwohl auch mehrere parallele Röhren benutzt werden können. Die Netzwerke 3 und   4   sind Phasenschieber zur Steuerung der relativen Phasenlagen der den Verstärkern zugeführten Spannungen.

   Die Netzwerke 5 und 6 sind abgestimmte Stromkreise für die selektive Übertragung einer modulierten Trägerwelle und sind vorzugsweise Breitbandfilter, deren Übertragungsbereiche im wesentlichen breiter sind als der von dem Träger und seinen zugehörigen   Seitenbändern   in Anspruch genommene Frequenzbereich. Auch die Netzwerke 3 und   4   sollen vorzugsweise Breitbandfilter mit relativ breiten Bändern sein. Die Vorspannungsquellen, die den Gitterröhren negative Spannungen zuführen, sind mit   B   und   B2   bezeichnet. 



   Das Verstärkerrohr 1 erhält von der Quelle   Bi   eine solche Vorspannung, dass fast kein Anodenruhestrom durch die Röhre fliessen kann. Dieses Rohr ist dauernd bei allen Amplituden der seinem Gitter zugeführten Wechselspannungen wirksam. Das   Verstärkerrohr.   2, dessen Gitter eine sehr viel höhere negative Spannung erhält, gestattet nur einen Anodenstromfluss, wenn die Spannung der aufgedrückten Schwingungen die Spannung des unmodulierten Trägers übersteigt. 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 drückung von Oberschwingungen   erwünscht   ist, können kompliziertere Netzwerke zwecks erhöhter Siebwirkung benutzt werden.

   Das Winkelmass des Netzwerkes 6 im Ausgangskreis des intermittierenden 
 EMI2.4 
 
 EMI2.5 
 gedrückten Spannungen komplementär zu denen sind, die durch die Kopplungsnetzwerke 5 und 6 hervorgerufen werden, damit die Ausgangskreise sich phasengleich in der Belastungsimpedanz vereinen. 



  Im allgemeinen können diese Netzwerke einfache bekannte phasenverschiebende Netzwerke sein, die eine 90% ige Spannungsverschiebung bewirken. 



   Das der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Anordnung zugrundeliegende Prinzip soll an 
 EMI2.6 
 
 EMI2.7 
 
 EMI2.8 
 Spannung   jE   und der Anodenkreis der Röhre 2 durch den Widerstand   R2   und die Spannung   E2.   Die Spannungen EI und E2 unterscheiden sich der Phase nach um denselben Betrag, wie sich die entsprechenden Eingangsspannungen voneinander unterscheiden, und sind der Grösse nach proportional diesen Eingangsspannungen. Die Röhre 2 ist direkt mit dem Belastungswiderstand R verbunden, während die Röhre 1 über ein T-Netzwerk aus reinen Reaktanzen mit der Belastung verbunden ist, 
 EMI2.9 
 
 EMI2.10 
 
 EMI2.11 
 



  Andere Ausführungsformen sind nachstehend näher beschrieben :
Die Gleichungen für die Reihenströme   7,, 7,   und 13 sind wie folgt : 
 EMI2.12 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Hieraus erhält   man ;   
 EMI3.1 
 und 
 EMI3.2 
 wobei 
 EMI3.3 
 ist. 



   11 und   12   sind die Ausgangsströme der Verstärker 1 und 2 und 13 ist der vom Netzwerk 5 an die Belastung abgegebene Strom. Der gesamte Belastungstrom ist die Summe der Ströme 12 und 13. 



   Wenn die Spannungen Ei und E2 gleichphasig wären, so bestünde jeder der Reihenströme und der Belastungsstrom aus zwei um 90  verschobenen Komponenten. Durch entsprechende Wahl der Phasen der den Verstärkern aufgedruckten Spannungen können die relativen Phasen   jssj   und   E2   so gewählt werden, dass die beiden Komponenten eines jeden Stromes gleichphasig oder gegenphasig sind. 



  Erfindungsgemäss sind die relativen Phasen der Eingänge derart, dass Ei in Phase mit jE2 ist, so dass -jE1 in Phase mit E2 ist. Die beiden Komponenten des Stromes   11   sind dann gleichphasig mit   EI,   Auch die Komponenten des Belastungsstromes haben gleiche Vorzeichen und sind   phasengleieh   mit   E2,   während die Komponenten von I2 und 13 entgegengesetzte Vorzeichen haben. Unter solchen Bedingungen steigt der Ausgangsstrom des Verstärkers 1, wenn der Verstärker 2 Strom liefert und die Leistungsabgabe des Rohres 1 wird somit für eine gegebene Eingangsspannung erhöht. 



   Die Werte der Ströme   11   bis   13   in Abhängigkeit der Spannungen V1 und V2 an den Ausgangsklemmen der Verstärkerröhren kann man der Gleichung 2 entnehmen, wenn man die Widerstände   Rr   und R2 Null setzt. Dann sind die Spannungen E1 und E2 gleich der Ausgangsspannung. Auf Grund der Annahme bezüglich der relativen Phasen von Ei und E2 können nachstehende Grössenverhältnisse bestimmt werden : 
 EMI3.4 
 Aus diesen Gleichungen können für   11   die folgenden Ausdrücke abgeleitet werden : 
 EMI3.5 
 
 EMI3.6 
 
 EMI3.7 
 
 EMI3.8 
 
 EMI3.9 
 
 EMI3.10 
 
 EMI3.11 
 filtern, steigt das Winkelmass allmählich mit der Frequenz innerhalb des Ubertragungsbereiches und kann bei verschiedenen Frequenzen durch eine Anzahl ungerader Vielfacher von-hindurchgehen. 



  Bei jeder dieser Frequenzen ist die Eigenschaft der Impedanzumkehr vorhanden. Bei allen solchen Frequenzen ist auch der Eingangsstrom unabhängig vom Wert der Belastungsimpedanz, solange die Spannung an den Eingangsklemmen konstant bleibt. Dies ist auch durch den Ausdruck für 13 in der oben wiedergegebenen Gleichung (3) angedeutet. 



   Am Scheitel der Modulationsschwingung, wenn nämlich die gesamte Ausgangsleistung ein Maximum erreicht, ist es zweckmässig, dass die Belastung gleichmässig zwischen den beiden Verstärkern 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 aufgeteilt wird. Dies erfordert jedoch ein gegenseitiges Abgleichen der Werte der Reaktanz X und des Belastungswiderstandes R wie folgt :
Die Gleichung (3) ergibt die Ausgangsleistung der beiden   Verstärkerröhren   wie folgt : 
 EMI4.1 
 und 
 EMI4.2 
 Bei den Spitzenwerten der Ausgangsspannungen erfordert die Gleichheit von ViIi und   V, dass   : 
 EMI4.3 
 oder 
 EMI4.4 
 ist. 



   Werden Röhren der gleichen Art in beiden Verstärkern benutzt, die ihre maximale Ausgangsleistung bei gleichen Ausgangsspannungen aufweisen, so ist in diesem Falle das gegebene Verhältnis zwischen X und R 
 EMI4.5 
 
In besonderen Fällen mag es   zweckmässig   erscheinen, die beiden   Verstärkerrohren   bei ver-   schiedenen   maximalen Spannungen zu betreiben oder die Belastung zwischen denselben anders aufzuteilen. In jedem Falle kann ein geeignetes Verhältnis der Reaktanz zum Widerstand erreicht und die richtigen Kopplungsverhältnisse hergestellt werden. 



   Bei linearer Verstärkung ist es notwendig, dass die Spannung an der Belastungsimpedanz proportional ist jener Spannung, die dem System von der modulierten Stromquelle aufgedrückt wird. In Fig. 1 ist die Spannung, die vom Generator aufgedrückt wird, an die Klemmen a und a'angeschlossen, während die Belastungsspannung an den Klemmen   b und b'gemessen   wird. Stehen diese Spannungen in einem linearen Verhältnis, so verändert sieh auch der gesamte Belastungsstrom, der proportional zur Belastungsspannung ist, linear mit der Eingangsspannung. In der vereinfachten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, wo die Ausgangsklemmen der   Verstärkerröhren   2 direkt mit der Belastung verbunden sind, ist die Belastungsspannung gleich der Ausgangsspannung   V2   des Verstärkers.

   Auf Grund der Eigenschaft der Kopplungskreise und der Phasenverhältnisse der aufgedrückten Spannungen stehen die Beträge der Ströme und Spannungen in den Ausgangskreisen der Verstärker in einem durch die Gleichung (3) gegebenen Verhältnis. Zur Sicherstellung einer linearen Charakteristik der Ausgangsspannung ist eine weitere Steuerung der Grösse der Eingangsspannungen an den Gittern der Röhren notwendig. Falls diese Linearität der Ausgangsspannung und des gesamten Ausgangsstromes erreicht ist, können die entsprechenden Veränderungen der andern Spannungen und Ströme im Ausgangsnetzwerk leicht bestimmt werden ; aus diesen Daten können dann die erforderlichen Charakteristiken für die Steuerung der Eingangsspannung ermittelt werden. 



   In Fig. 3 sind die erforderlichen Veränderungen der Ausgangsströme und Spannungen als Funktionen der Generatorspannung Va eingetragen. In dieser Figur sind die Werte von Va als Abszisse dargestellt, wobei   (M   die Amplitude des unmodulierten Trägers und OB, doppelt so gross als OA, die Amplitudenspitze für eine   100% igue   Modulation ist. Die gerade Linie 00 entspricht der Veränderung der Spannung V2, die für eine lineare Verstärkung erforderlich ist, wobei diese Spannung auch die Spannung an den Klemmen der Belastung ist. Der gesamte Ausgangsstrom   12   +   13   ist ebenfalls linear und durch die gerade Linie OD dargestellt. 



   Der Ausgangsstrom   12   des Verstärkers 2 ist Null bei allen Eingangsspannungen, die kleiner als   OA   sind, und wird bei höheren Spannungen durch die Linie 4E dargestellt. Er erreicht den Wert des halben Belastungsstromes an der Modulationsspitze. Seine Änderung von   A bis E kann zunächst   als linear angenommen werden. Der Strom   13   ist gleich dem Unterschied zwischen dem gesamten Belastungsstrom und   12, und   die erforderliche Änderung dieses Stromes ist durch die gebrochene Linie OFE be- 
 EMI4.6 
 Modulation ist dieser Strom gleich dem Strom 12, vorausgesetzt, dass die beiden Verstärker die gleiche Ausgangsspannung und   Ausgangsenergie   an diesem Punkt haben. 



   Die   Ausgangsspannufg     V ;   des Verstärkers 1 ist direkt proportional dem Strom   13,   und da sie im Modulationsmaximum gleich   V2   angenommen wird, so folgt sie der gebrochenen Linie OHC. Der maximale Wert entsteht bei unmoduliertem Eingangsträger und bleibt bei höheren Werten der Eingangsspannung konstant. 



   Diese Kurven zeigen die Spannungs-und Stromeharakteristiken, die für eine Linearität des Ausgangs erforderlich sind. Die Mittel, durch die die erforderlichen Charakteristiken mit Hilfe einer Steuerung der Eingangsspannungen erreicht werden, sind nachstehend näher beschrieben. 

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   Der Wirkungsgrad des Verstärkers, wenn dieser unter den in der Fig. 3 gegebenen Ausgangs-   spanmmgs-und Stromverhältnissen   arbeitet, kann etwa wie folgt bestimmt werden. Es sei angenommen, dass die Röhren der beiden Verstärkeranordnungen gleich sind und mit denselben Anodengleichstromspannungen betrieben werden. Es sei ferner angenommen, dass die Trägerwelle mit sinusförmigen Zeichensehwingungen 100% ig moduliert wird. 



   Der Augenblickswert der der Belastung während der Modulationsschwingung zugeführten Energie ändert sieh proportional dem Quadrat des Belastungsstromes. Die Durchschnittsenergie hängt vom Modulationsgrad ab und hat den Wert 
 EMI5.1 
 wo   W x die durchschnittliche   Ausgangsleistung und   10   die Amplitude des Belastungsstromes bei der Modulation 0 bedeutet. 



   Der Anodenstrom des Verstärkers 1 besteht aus einer Reihe von gleichen Stromstössen, deren Amplituden direkt proportional mit der Amplitude des Stromes   11   schwanken. Somit bleibt sein durch-   schnittlie, her   Wert für alle Modulationsgrade konstant und die Anodenleistung besitzt einen durch-   schnittlie, hen   Wert von 
 EMI5.2 
 worin   W1   die Anodenleistung, Eb die Anodengleichspannung und   hl   den durchschnittlichen Anodenstrom bei der Modulation 0 bezeichnet. Der Anodenstrom im Verstärker 2 fliesst nur während jeder zweiten Halbwelle der Zeichenschwingung und tritt in Form von Stromstössen auf, die auf Grund der stärkeren Gittervorspannung von kürzerer Dauer als die Halbwellen des Trägerstromes sind.

   Die Amplituden der Stromstösse folgen den Änderungen des Ausgangsstromes 12, aber ihre Dauer ist nicht konstant und steigt allmählich mit der Amplitude. Wenn die Stromstösse alle die Dauer einer halben Welle besässen, so wäre der durchschnittliche Wert des Anodenstromes   = Si/tr, welcher   Wert durch den Anodenstrom des Verstärkers 1 ausgedrückt ist, da die Modulationsspitze der Anodenströme in den beiden Röhren gleich sein würde. Auf Grund der kürzeren Dauer der Stromstösse wird jedoch der Verstärker 2 mit etwas höherem Wirkungsgrad betrieben als der Verstärker 1 und der durchschnittliche Wert des Anodenstromes ergibt sich etwas geringer als oben angegeben.

   Um diese Verbesserung des Wirkungsgrades zu beriieksiehtigen, kann die vom Verstärker 2 aufgenommene Anodenenergie durch 
 EMI5.3 
 ausgedrüekt werden, wobei   W2   die Anodenleistung und q ein veränderlicher Faktor ist, der zwischen 0. 7 bei der Modulation 0 und 0-93 bei voller Modulation liegt. 



   Aus diesen Ausdrücken für die Ausgangsleistung und für den Kraftverbrauch ergibt sich der durchschnittliche Wirkungsgrad, der mit      bezeichnet wird, über die ganze Modulationsschwingung mit : 
 EMI5.4 
   worin'/o   der Wirkungsgrad bei der Modulation 0 ist. Da der Verstärker 1 allein bei der Modulation 0 wirksam ist und Energie bei seiner Maximalspannung abgibt, so kann sein Wirkungsgrad 65% oder mehr betragen. Bei Steigerung des Modulationsgrades neigt der Wirkungsgrad zu einem geringen Abfall in Übereinstimmung mit der Gleichung (12) und kann bei voller Modulation etwa 94% des Wertes bei der Modulation 0 betragen. 



   Obwohl die in Fig. 3 dargestellten Charakteristiken für die vereinfachte Schaltung nach Fig. 2 
 EMI5.5 
 
 EMI5.6 
 Stromschwankungen ergibt sich aus dem besonderen Verhältnis der jeweiligen Ausgangsnetzwerke, u. zw. unabhängig von den totalen Phasenwinkeln und von der   Unterdrückung   der Ausgangsleistung des zweiten Verstärkers bei geringen Eingangsspannungen. 



   Um bei Ausgangsleistungen, die grösser als die normale Trägerwellenleistung sind, die erforderliche Konstanz der Ausgangsspannung Vi zu erhalten, ist es erforderlich, dass die dem Gitter des ersten Verstärkers zugeführte Spannung in zweckmässiger Weise geändert wird. Für Werte unterhalb einer normalen Trägeramplitude soll die Gitterspannung direkt proportional der Spannung Vider modulierten Stromquelle sein, soll aber bei grösseren Amplituden langsamer ansteigen als die Spannung des Generators.

   Bei den meisten Röhrentypen wurde festgestellt, dass die Zunahme der Gitterspannung zwischen dem normalen Trägerwert und dem Wert an der Modulationsspitze etwa 30% betragen soll. 

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 Der Verlauf der Veränderung der   aufgedrückfen Gitterspannung   ist durch die geknickte, gestrichelte Linie   OZjV   in Fig. 3 dargestellt. 



   Ein Verfahren, um die   erwünschte   Steuerung zu erreichen, besteht darin, den Eingangskreis derart einzustellen, dass im Gitterkreis des ersten Verstärkers ein Strom zu fliessen beginnt, sobald die Amplitude der   Eirgargsspanjiung   den Wert des normalen Trägers übersteigt. Sobald das Gitter leitend wird, verringert sich die Eingangsimpedanz des Verstärkers und daraus folgt ein Abfall der wirksamen Gitterwechselspannurg. Die Gleichstromkomponente des Gitterstromes kann auch dazu verwendet werden, um die negative Vorspannung des Gitters zu erhöhen, was ausserdem zur Folge hat, dass die   Ausgangsspannung   weiter verringert wird. Diese beiden Wirkurgen können gleichzeitig oder, falls erwünscht, jede für sich getrennt ausgenutzt werden.

   Weitere Einzelheiten dieses   Steuerungs-   verfahrens sind nachstehend in Verbindung mit den übrigen Figuren näher beschrieben. 



   Der zweite Verstärker soll anfangen, Strom zu liefern, sobald die   Spannur. g   des Generators die Amplitude des normalen Trägers übersteigt, und bei der Modulationsspitze eir. en maximalen Strom liefern, der gleich dem Ausgangsstrom des ersten Verstärkers ist. Für diese zweifache Einstellung des 
 EMI6.1 
   fügung, nämlieh   die Gittervorspannung und die Amplitude der dem Gitter vom Generator aufgedrückten Spannung. Durch entsprechende Einstellung dieser Parameter kann die   erwünschte Ausgangseharakte-   ristik erreicht werden. 



   Hinsichtlich des Aufbaus der phasenschiebenden und der selektiven Netzwerke können mehrere Anordnungen   einschliesslich   der in Fig. 2 dargestellten T-Glied-Type benutzt werden, aber die in Fig. 4 dargestellte Anordnung ist für die Praxis vorzuziehen. Dieses Netzwerk hat genau wie das in Fig. 2 
 EMI6.2 
 aufweisen. Eine Veränderung des Vorzeichens einer jeden der   Reaktanzen verär. dert   das Vorzeichen des Winkelmasses, wobei eine Phasenumkehr des Ausgangsstromes und der Spannung hervorgerufen wird.

   Eine bestimmte   Ausfuhrurgsform   eines Netzwerkes der in Fig. 4 dargestellten Art zeigt Fig. 5, deren Aufbau eine   Reiheninduktivität   Li und zwei gleiche   Paral1elkondensatoren   der Kapazität   C2   
 EMI6.3 
 
 EMI6.4 
 
 EMI6.5 
 
 EMI6.6 
 und   Parallelzweige gleich   gross sind. 



   Die Frequenzabhängigkeit des   Winkelmasses   der Netzwerke in Fig. 5 und 6 sind durch die Kurven 7 bzw. 8 der Fig. 7 dargestellt ; die ihre Werte als Funktionen des Verhältnisses der   verändern-   
 EMI6.7 
 
 EMI6.8 
 
 EMI6.9 
   1'414   hat. 



   Wird die Frequenz innerhalb des   Durchlassbereiches   verändert, so erfahren die Phasenwinkel der einzelnen Abschnitte der dargestellten Netzwerke eine Veränderung   von   oder   180.   Wenn mehrere Abschnitte aneinander geschlossen sind, so steigt das Winkelmass bei jeder Frequenz proportional der Anzahl der Abschnitte. Da es ein Charakteristikum der meisten eingliedrigen   Filter-ob Tiefpass-,     Hochpass-oder Bandfilter-ist,   dass sieh der Phasenwinkel um   1800 innerhalb   des   Durchlassbereiches   ändert, so folgt daraus, dass die relative Änderung der Phasenverschiebung schnell zunimmt, wenn die Breite des Durchlassbereiches verkleinert wird.

   Werden sehr schmale Bandfilter für die selektiven Schaltungen 3, 4, 5 und 6 der Fig. 1 benutzt, so kann die daraus sich ergebende Phasenverschiebung sehr schnell mit Frequenzen in der Nähe der Betriebsfrequenz schwanken mit dem Ergebnis, dass nicht alle dem modulierenden Zeichen entsprechenden Seitenbänder die   erwünschte   Phasenverschiebung von   900 erhalten.   Aus diesem Grunde sollen vorzugsweise Netzwerke benutzt werden, deren   Durchlass-   bereich so gross ist wie möglich und die eine angemessene   Unterdrückung   der Oberschwingungen der Trägerwelle aufweisen. In der Praxis sind Bandbreiten von etwa 60 kHz oder mehr als günstig bei mit Sprechfrequenzen modulierten Wellen anzusehen.

   Bei Trägerfrequenzen von   500 kHz   aufwärts ist dabei eine fast vollständige   Unterdrückung   von Oberschwingungen   möglich.   



   Ein für die Praxis geeignetes Bandpassnetzwerk ist in Fig. 8 gezeigt, das der Anordnung in Fig. 5 entspricht, unter Hinzufügung von unabgestimmten Stromkreisen LO parallel zu jedem Nebenschlusszweig. Werden diese unabgestimmten Kreise auf die Trägerfrequenz abgestimmt, so werden ihre wirksamen Reaktanzen unendlich und das gesamte Reaktanzverhältnis der Reihen-und Parallelzweige 

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 bleibt bei dieser Frequenz unverändert. Die abgestimmten Kreise können, wie dargestellt, an jedem Ende, oder auch ein einziger abgestimmter Kreis kann allein an einer Seite hinzugefügt werden, falls dies   gewünscht   wird. Auch das Netzwerk in Fig. 6   kann   in ähnlicher Weise   geändert   werden, ohne dass die Abhängigkeit der gesamten Reaktanz irgendwie eine Veränderung erfährt.

   In derartigen Netz- 
 EMI7.1 
 
 EMI7.2 
 
 EMI7.3 
 und Erzielung der Selektivität sowie entsprechende Schaltungen zur   Erzielung   der   erwiiLschten   Steuerung der Eingangsspannungen. Das Netzwerk 5 im Ausgangskreis des   Verstärkers 1 ist   ein Bandfilter der in Fig. 8 dargestellten Art und das Netzwerk 4 im Eingangskreis des Verstärkers 2 ist von derselben Art, wobei die Winkelmasse der beiden Netzwerke dem Vorzeichen und der Grösse nach gleich sind, so dass die gesamte   Phasenänderung   in den beiden Stromzweigen gleich ist. Eingangsseitig sind die beiden Stromzweig mit verstellbaren Anzapfungen eines Potentiometers 9 an den Ausgangskreis des Generators   S,   der modulierte Wellen erzeugt, angeschlossen.

   Die Gittervorspannungen der Verstärker liefern die Stromquellen   Bi   und   B2   über die Widerstände 10 und   11,   während die Kondensatoren 12 und 13 die Gitter von den andern Teilen der Schaltung trennen. Der Anodenstrom für die 
 EMI7.4 
 verbunden sind. 



   Die Vorspannung des Gitters des Verstärkers 1 ist so eingestellt, dass kein   Anodenruhestrom   durch das Rohr fliesst, während die   Eingangsspannung   des Generators derart geregelt wird, dass das Gitter bei der normalen   Trägeramplitude   gerade merkbar leitend ist. Mit steigender Eingangsspannung über diesen Wert hinaus entwickelt der erhöhte, durch den Widerstand 10 fliessende Gitterstrom eine erhöhte negative Vorspannung dieses Gitters und eine entsprechende Herabsetzung der Ausgangsspannung. Gleichzeitig sinkt die Impedanz des Eingangskreises auf Grund der erhöhten Leitfähigkeit des Gitters und die Amplitude der am Gitter wirkenden Schwingungen ist ebenfalls verkleinert.

   Beide Wirkungen erfolgen in derselben Richtung und können durch entsprechende Einstellung die   erwünschte   Charakteristik der Ausgangsspannung hervorrufen. Die erforderliche Charakteristik des Ausgangsstromes des Verstärkers 2 wird durch eine Einstellung der Spannung der Stromquelle   B2   und der Amplitude der Eingangsspannung erreicht, wie im vorhergehenden bereits beschrieben. 



   In der Ausführung nach Fig. 10 ist das phasenverschiebende Eingangsnetzwerk vor dem Ver-   stärker   1 anstatt im Eingangskreis des Verstärkers 2 angeordnet. Ein Ausgleich der gesamten Winkelmasse der beiden Wege wird dadurch erreicht, dass die Winkelmasse der beiden Netzwerke gleich gross gemacht und mit entgegengesetzten Vorzeichen versehen sind. Das Ausgangsnetzwerk 5 ist von derselben Art wie das in Fig. 9, während das Eingangsnetzwerk 3 dem in Fig. 6 unter Hinzufügung eines nicht abgestimmten Resonanzkreises an einem Ende entspricht. Die Vorspannung gelangt über eine Spule in der unmittelbaren Nähe des Netzwerkes zum Gitter, anstatt über den   Abschlusswiderstand.   10. 



  Auf diese Weise ist die Gittervorspannung im wesentlichen unbeeinflusst vom Gitterstrom. 



   Die Ausgangsbelastung ist durch eine mit dem Verstärker über ein abgestimmtes Netzwerk 18 gekoppelte Antenne 19 dargestellt, wobei diese Kombination derart bemessen und abgestimmt ist, dass sie für den Verstärker einen reinen Wirkwiderstand der   gewünschten   Grösse bei der Betriebsfrequenz bildet. Das Netzwerk 18 kann ein Wellenfilter mit engem   Durchlassbereich   oder irgendein bekannter Kopplungskreis sein, der, falls erwünscht, scharf abgestimmt ist. 



   Die Steuerung der Ausgangsspannung hängt vollkommen von der Veränderung der Eingangsimpedanz der Rohre ab, sobald die Leitfähigkeit des Gitters eintritt. Die Theorie der Arbeitsweise dieser Anordnung der Steuerung ist wie folgt :
Der Eingangskreis kann als ein Netzwerk nach Fig. 4 aufgefasst werden, das am Ausgangsende mittels eines Widerstandes   R2   abgeschlossen ist, der dem Widerstand 10 parallel zum Gitter-Kathodenweg entspricht und von einem Generator der Spannung JE und einem wirksamen inneren Widerstand   Sj   gespeist ist. 
 EMI7.5 
 
 EMI7.6 
 
 EMI7.7 
 
 EMI7.8 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 charakteristik entsteht. 



   Die Spannung an den Eingangsklemmen des Netzwerkes, die auch die dem Gitter des Ver- 
 EMI8.2 
 
 EMI8.3 
 Hier bedeutet   E1   die Eingangsspannung. Die Verringerung von R2 auf Grund des Gitterstromflusses, wenn die Spannung des Generators über den Wert des normalen Trägers hinausgellt, führt zu einer ent- 
 EMI8.4 
 bei, den Verstärker 2 schneller in Tätigkeit zu bringen, und diese Spannungssteigerung genügt in vielen Fällen, um die beiden   Verstärkungswege   bei gleicher Eingangsspannung zu betreiben. 



   Ein weiteres erfindungsgemässes   Ausführungsbeispiel   zeigt Fig. 11, in der die Steuerung der Eingangsspannungen durch Rückkopplung erfolgt. Die beiden Wege sind über einen abgestimmten Transformator 23 mit dem Generator   S   gekoppelt, während ein   Rückkopplungskreis   die Mittelanzapfung der   Sekundärwicklung   dieses Transformators über ein   Phasendrehwerk M   mit einem Transformator 20 im Anodenkreis des Verstärkers 2 verbindet. Der   Rückkopplungskreis   ist so eingestellt, dass die   Rück-   kopplungsspannung gegenphasig zu der Eingangsspannung des Verstärkers 1 und phasengleich mit der Eingangsspannung des Verstärkers 2 bei der Betriebsfrequenz ist.

   Da kein Strom im Anodenkreis des Verstärkers 2 fliesst, solange die Eingangsspannung geringer als der normale Wert des Trägers ist, wird die   Rückkopplung   nur dann wirksam, wenn die Eingangsspannung diesen Wert übersteigt und ver-   ursacht   dann eine Herabsetzung der Gitterspannung am Rohr 1 und eine Erhöhung derselben beim Rohr 2. Durch eine entsprechende Einstellung der Grösse der   Rückkopplung   kann man die erwünschte Charakteristik der Ausgangsspannung erreichen.

   Die primäre Wicklung des Transformators 20 soll vorzugsweise eine recht niedrige Induktivität besitzen, damit ihr Vorhandensein im Anodenstromkreis 
 EMI8.5 
 
Die beiden Netzwerke 3 und 5 in Fig. 11 ergeben eine positive Phasenverschiebung   von-,   wobei die gesamte Phasenänderung gleich   11 : zuzüglich   der Phasenänderung in der Vakuumröhre ist. Um diese Phasenänderung auszugleichen, wird die Phase der Eingangsspannurg des zweiten Verstärkerweges dadurch umgekehrt, dass dieser mit der   Sekundärwicklung   des abgestimmten Transformators 23, wie in der Figur dargestellt, verbunden wird. 



   Beim Betrieb der erfindungsgemässen Verstärker kann es vorkommen, dass eine geringe Abweichung von der idealen linearen   Verstärkereharakteristik   bei Spannungen auftritt, die in der Nähe der Höhe des normalen Trägers liegen, was auf eine ungenügende Übereinstimmung der Charakteristiken der beiden Röhren und auf einen Mangel an Linearität ihrer individuellen Charakteristiken   zurück-   zuführen ist. Solehe Unregelmässigkeiten lassen sich jedoch mit Hilfe einer negativen   Rückkopplung   nach der von H. S. Black in einem Artikel   über "Stabilized Feedback Amplifiers" im   Bell System Technical Journal, Band XIII, Jänner 1934, beschriebenen Art im wesentlichen belieben. 



   Eine Anordnung zur Stabilisierung der Rückkopplung ist in Fig. 12 dargestellt. Hier erhält der   Verstärker 24,   der irgendeiner   Ausführung   der vorhergehenden Figuren entspricht, seine Eingangsspannung von einem vorgeschalteten Verstärker   25,   der über einen abgestimmten Kopplungstransformator 26 mit einem geeigneten Generator gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen den Verstärkern 24 und 25 wird durch einen abgestimmten Kreis 27 und einen Kondensator 28 gebildet. Die Rückkopplung erfolgt über die Leitung 29, die mit der Hochspannungsseite des   Verstärkerausganges   verbunden ist, über den Widerstand 32 und ein die Phase steuerndes Filter, bestehend aus der Induktivität 30 und dem Kondensator 31 zum Eingang der Röhre 25.

   Da zwei Verstärkerstufen in dieser Anordnung benutzt werden, so ist eine Phasenumkehr der Rückkopplung notwendig. Dies geschieht dadurch, dass die Reaktanz der Spule 30 bei der Betriebsfrequenz im Vergleich zu der des Kondensators gross ist. 



  Der Betrag der Rückkopplung kann durch Veränderung der Induktivität dieser Spule geregelt werden. 



   Durch die negative Rückkopplung kann auch der Eingangskreis vereinfacht werden, da jede Abweichung von der Linearität infolge eines unrichtigen Verhältnisses der Eingangsspannungen in den beiden Verstärkerwegen durch die negative   Rückkopplung   unterdrückt wird. Es ist somit möglich, die gleiche Eingangsspannung, wie in der Figur dargestellt, für   beide Verstärkerwege   zu benutzen. 



   Die Fig.   J.   a zeigt eine andere Schaltungsanordnung des rechts von der Linie   Y-X'in   Fig. 1 gezeigten Teiles, wobei die Belastungsimpedanz von zwei Verstärkerröhren in Reihe anstatt parallel zueinander mit Strom gespeist wird. In dieser Anordnung werden die gleichen Betriebseharakteristiken erreicht und dieselben Anforderungen an die Eingangsspannungen wie in der Schaltung der Fig. 1 gestellt. Auf Grund der Reihenschaltung der Belastung ist es jedoch erforderlich, dass die Kopplungsnetzwerke 3, 4,   5   und 6 vertauscht Phasencharakteristiken erhalten.

   So muss der Verstärker 2, der 

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 EMI9.1 
 ein ungerades Vielfaches davon ist, während das Winkelmass des Ausgangskreises des Verstärkers 1 Null 
 EMI9.2 
 abgeänderten   Ausführung   nicht direkt an die Belastung angeschlossen werden kann, da diese dann
Strom nur in den Zeitintervallen erhalten würde, wenn dieser Verstärker erregt ist. Durch die gezeigte Veränderung des Winkelmasses kann jedoch die Belastung in jedem Augenblick Energie empfangen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Verstärkeranlage für modulierte Trägerwellen, bestehend aus zwei Verstärkern, die auf eine gemeinsame Last arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einen Verstärker und die Last ein Impedanzumkehrnetzwerk (5, Fig. 1) eingeschaltet ist und der zweite Verstärker bei Steigerung der Erregerspannung über einen vorgegebenen Wert unter Leistungsabgabe an die Last die Abschlussimpedanz des   Impedanzumkehrnetzwerkes   ändert und dadurch die Ausgangsimpedanz des ersten Verstärkers verringert, dessen Antriebsspannung gegenüber der Antriebsspannung des zweiten Verstärkers eine Phasenverschiebung aufweist, um die Phasendrehung des   Impedanzumkehrnetzwerkes   auszugleichen.

Claims (1)

  1. 2. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erzielung einer Vorspannung (Batterie B2, Fig. l) vorgesehe11 sind, mit deren Hilfe der zweite Verstärker (2) unwirksam gemacht wird, sobald die Eingangsamplituden einen vorgegebenen Wert unterschreiten.
    3. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstärker (1, Fig. 1) im wesentlichen bis zum unteren Knick der Anodenstromkennlinie vorgespannt ist, während der zweite Verstärker (2) eine noch grössere Vorspannung erhält.
    4. Verstärkeranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Verstärkungseinrichtungen (1, 2 in Fig. 1) eine oder mehrere gittergesteuerte Vakuumröhren enthalten, wobei das oder die Gitter des ersten Verstärkers (1) eine negative Vorspannung hat, u. zw. im wesentlichen bis zum Knick der Anodenstromkennlinie, und dadurch, dass die daran angelegte Trägerspannung gerade hinreicht, um den Einsatz eines positiven Gitterstromes zu erzeugen, wenn die Trägerwelle unmoduliert oder von einer vorbestimmten Amplitudengrösse ist.
    5. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanzumkehrnetzwerk (5, Fig. 1) im Ausgangskreis des Verstärkers (1) vorgesehen ist und ein Netzwerk aus EMI9.3 frequenz beträgt.
    6. Verstärkeranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kopplungseinrichtungen (6) im Ausgangskreis des andern Verstärkers (2) angeordnet sind, die bei der Arbeitsfrequenz ein Winkel- EMI9.4 Kopplungseinrichtungen (3, 4) im Eingangsstromkreis beider Verstärker (1, 2) angeordnet sind, deren Winkelmasse bei der vorher bestimmten Arbeitsfrequenz entsprechende Werte besitzen, um die Ge- EMI9.5 legenen beiden Stromkreise aneinander anzugleichen.
    7. Verstärkeranlage nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanz- umkehr. netzwerk (5, Fig. I) in Reihe und im Nebenschluss liegende Reaktanzarme von gleicher Grösse (X) EMI9.6 EMI9.7 Aufteilung der gesamten Ausgangsleistung auf die beiden Verstärker (1 und 2) zu erzielen, u. zw. bei einer Spannung, die grösser, vorzugsweise doppelt so gross ist als die Spannung der unmodulierten Trägerwelle.
    8. Verstärkeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (z. B. Widerstand, 10, Fig. 9) zur selbsttätigen Amplitudensteuerung der dem ersten oder fortwährend betriebenen Verstärker aufgedruckten Schwingungen vorgesehen sind, wobei diese Steuerungsmittel auf Spannungswerte des Schwirgungserzeugers (S) ansprechen, die oberhalb der Spannungen des unmodulierten Trägers oder eines Trägers von vorbestimmter Amplitude liegen, wodurch die Ausgangsspannung des erwähnten Verstärkers (1) konstant gehalten wird.
    9. Verstärkeranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Amplitudensteuerung der aufgedrückten Schwingungen der Eingangsstromkreis des Verstärkers (1) so angeordnet und abgestimmt ist, dass das Gitter mit der Stromaufnahme beginnt, sobald die Amplitude der Eingangsspannung den erwähnten vorbestimmten Wert überschreitet, wodurch der Eingangswider- <Desc/Clms Page number 10> stand des Verstärkereingangskreises herabgesetzt und eine Verminderung der wirksamen Gitterwechselspannung hervorgerufen wird, bzw. die Gleichstromkomponente des Gitterstromes die negative Vorspannung des Gitters vergrössert.
    10. Verstärkeranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätigen Steuereinrichtungen eine Rückkopplung (20, Fig. 11) zwischen dem Ausgangsstromkreis des einen Verstärkers (2) und dem Eingangsstromkreis des andern Verstärkers (1) enthalten, welche eine Rüek- kopplungsspannung erzeugt, die der von der erwähnten Stromquelle (8) gelieferten Eingangsspannung entgegengesetzt ist.
    11. Verstärkeranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplung- stromkreis (20, 21, Fig. 11) so angeordnet ist, dass bei der Trägerfrequenz die Rückkopplungsspannung in Gegenphase mit der Eingangsspannung des einen Verstärkers (1) ist und phasengleieh mit der Eingangsspannung des andern Verstärkers (2).
    12. Verstärkeranlage nach den Ansprüchen 1 bis 11, in welchem Gegenkopplungseinrichtungen (29, 3'2, 30 in Fig. 12) zwischen der Belastung (19) und der TrägerweIlenqueIle (8) vorgesehen sind. EMI10.1
AT159557D 1936-03-03 1937-03-03 Verstärkeranlage. AT159557B (de)

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ID=10068580

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AT (1) AT159557B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE861108C (de) * 1942-04-14 1952-12-29 Siemens Ag Verstaerkeranordnung mit Koppelfilter

Cited By (1)

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DE861108C (de) * 1942-04-14 1952-12-29 Siemens Ag Verstaerkeranordnung mit Koppelfilter

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