Amplitudenbegrenzungsvorrichtung mit wenigstens zwei hintereinander gesehalteten, galvanisch gekoppelten Verstärkerröhren. Zur Begrenzung einer Wechselspannungs- amplitude ist es bekannt, die Tatsache aus zunützen, dass der Anodenstrom einer Ver- stärke:rröhre bei einem bestimmten Negativ wert der Gitterspannung Null wird, so dass noch höhere negative Gitterspannungs- amplituden effektlos sind.
Um auch die posi tiven Amplituden der Gitterwechselspannung zu begrenzen, wird hinter der Röhre über eine galvanische Kopplung eine zweite Ver- stärkerröhre geschaltet (sogenannter Gleich stromverstärker). Die positiven Amplituden der zu begrenzenden Spannung treten am Gitter der zweiten Röhre mit Negativzeichen auf und werden auf die beschriebene Weise begrenzt.
Die dieser bekannten Vorrichtung anhaftenden Nachteile sind die eines Gleich stromverstärkers und rühren aus der Not.- zvendigkeit einer Zusatzbatterie im Gitter kreis der zweiten Röhre her, die verhüten soll, dass die Anodenspannung der ersten Röhre eine hohe positive Gittervorspannung für die zweite Röhre darstellt.
Bei einer weiteren bekannten, Vorrich tung, die zur Begrenzung der negativen Am plituden von demselben Prinzip Gebrauch macht, jedoch nur eine einzige Röhre ent hält, wird die positive Amplitude dadurch begrenzt, dass der Röhre eine zu niedrige Anodenspannung zugeführt wird, so dass bei einer bestimmten Amplitude der Anoden strom gesättigt ist und sich nahezu nicht mehr ändert. Der Nachteil dieser Vorrich tung besteht darin, dass bei hohen positiven Amplituden der Anodenstrom doch noch etwas zu- oder abnimmt, während bei höheren negativen Amplituden der Anoden strom Null bleibt, so dass eine unerwünschte Asymetrie zwischen der Begrenzung der positiven und der Begrenzung der negativen Amplituden entsteht.
Die Erfindung bezieht ,sich auf eine Vor richtung jener Art, die zwei hintereinander geschaltete, miteinander galvanisch gekop pelte Röhren enthält, bei der aber die ge nannten Nachteile nicht auftreten. Erfin- dungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die galvanische Kopplung durch eine ge meinsame Impedanz in den Kathodenleitun gen der beiden Röhren erhalten wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind die Schaltungen einiger Ausführungsbeispiele von -Vorrichtungen gemäss der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1, 2, 4 und 6 vier verschiedene Schal tungen der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 3, 5 und 7 eine Anzahl Diagranim- hurven.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind zwei Verstärkerröhren (Trioden) T, und T, in einer gemeinsamen rmhüllun- an geordnet. Die Trioden T, und T@ könnten auch separate Röhren sein.
Der Eingangs- kreis der in Fig. 1 dargestellten Begren- zungsvorriehtung wird durch einen Kopp lungskondensator 1 und einen einerscitig ge erdeten Ableitungswiderstand 2 gebildet, deren Verbindungspunkt finit, dein Steuer- gitter 12 der Triode T, verbunden ist.
Z,#x-i- schen den miteinander verbundenen Katho den 11 und 21 der Trioden<I>T,</I> bezw. T_ und Erde ist ein Kopplungswiderstand 3 geschal- tet. Die Anode 1.3 der Rölire T, ist direkt. mit der positiven Klemme -I-- B einer geeig neten Anodenspannungsquelle verbunden.
Die Anode 23 der Röhre Z'@ ist über einen Kopp lungswiderstand 5 gleichfalls mit der Klemme -I- B verbunden. Das Gitter 22 der Röhre T, ist geerdet. Zwischen der Klemme -i- B und Erde ist ein Erdungskondensator 4 geschal tet. Die Ausgangsspannung tritt zwischen Leitungen 7 und 8 auf; die Leitung 8 ist ge erdet, während die Leitung 7 über einen Kondensator 6 mit, der Anode 23 verbun den ist.
Der Anodenstrom der Röhren T, und T#, fliesst durch den Widerstand 3 und ver ursacht in demselben einen Spannungsabfall, der eine negative Vorspannung für die Gitter 12 und 22 darstellt. Falls dem Gitter 12 eine. positive Spannungsamplitude zugeführt wird. nimmt der Anodenstrom der Röhre T, zu, so dass der Spannungsabfall über den Wider stand 3 zunimmt. Diese Zunahme wird als eine negative Spannungsamplitude dem Gitter <U>22</U> zugeführt; die Gitter 12 und 22 sind daher in Gegenphase.
Negative Spannungs amplituden am Gitter 12 werden dadurch be grenzt, dass bei einem bestimmten negativen Gitterpotential der Anodenstrom der Röhre Z', Null wird; auf ähnliche Weise werden positive Spannungsamplituden am Gitter 12, die am Gitter 22 als n@#gative ;.#@inplitiiclen auftreten, durch verschwindenden Anoden strom der Röhre T, begrenzt.
Die Schaltung nach Fig. 2 entspricht der nach Fig. 1, finit der Ausnahme,, dass cler Au- gangskreis statt des Widerstandes 5 einen abgestimmten Kreis 25 mit einer Kapazität C und einer Induktivität 1. enthält, welch letztere mit einer zweiten Induktivität L' gekoppelt ist, die mit einem zweiten Konden sator<B>C</B> einen zweiten abgestimmten Kreis bildet.
der mit- einem zusätzlichen Ausgangs- kreis 9, 10 verbunden ist.
Fig. 3 zeigt, in einer Kurve LT, die Cha rakteristik der Vorrichtung, bei der auf der horizontalen Achse die Spannung E, des Gitters 12 und auf der vertikalen Achse die Wechselstromkomponente 1, des Anoclen- stroines der Röhre Tj aufgetragen ist. U n- tcrhalb der Kurve LL sind in Fig. 3 die Kurven E,.;
,. E,i, uiid E",. der Eingangs- spannung ain Gitter 1'2 für verschiedene Gitterspannungen gezeichnet; >die zugehöri gen Ausgangsanodenströme ipa, 1,h und 1,,. sind voll gezeichnet. Ohne zusätzlich (z. B.
durch eine zusätzliche Gitterbatterie er zeugte) Vorspannung an den Gittern 12 und 22 arbeitet; die Begrenzungsvorrichtung im Punkt<I>a</I> der Kurve LL. So lange die Ampli tude der Eingangsspannung E, die dem schrägen Teil der Kurve LL entsprechende Spannung nicht. übersteigt, hat der Aus gangsstrom 1,, zur Hauptsache die gleiche Wellenform wie die Eingangsspannung. Bei grösseren Amplituden der Spannung E, wie z.
B. durch die Kurve Ega dargestellt, werden die Scheitel abgeschnitten und ergibt die gezeichnete Kurve den Anodenstrom 1p3. Wird am Gitter 12 eine negative Zusatzvor- spannung angelegt, so wird der Arbeitspunkt z. B. nach dem Punkt b der Kurve LL ver schoben und es entsteht der Ausgangsstrom Il,,;. Aus einer Betrachtung der Kurve 1,b er gibt sich, da.ss bei ausreichender Amplitude nahezu rechtwinklige Stromstösse von un gleicher Länge erhalten werden. Die negative Zusatzvorspannung des Gitters 12 kann z. B.
durch eine Batterie erhalten werden, oder da durch, dass das Gitter 22 mehr positiv ge macht wird. Im letzteren Falle nimmt ii-*irii- lieh der Spannungsverlust über dem WiU>>- stand 3 zu. Auf gleiche Weise kann eine negative Zusatzspannung am Gitter 22 oder eine positive Spannung am Gitter 1.2 an gelegt werden, wodurch der Arbeitspunkt z. B. nach dem Punkt c auf der Kurve LL verschoben wird.
Der Ausgangsstrom wird dann die Form der Kurve I" besitzen. '.Hit- tels der Begrenzungsvorrichtung können so mit nahezu reelit.-#vinlzlige Zeichen einstell barer Länge erhalten werden.
Für diesen Zweck eignet sich in sbesoii- dere die Ausführungsform nach Fig. 4. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von ,demjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass zwi schen der Klemme -i- B und Erde zwei Po tentiometer 14 und 15 eingeschaltet sind, von denen einstellbare Vorspannungen für die Gitter 22 und 12 abgenommen werden können.
Durch Änderung des Wertes des Wider standes 3 können der Verstärkungsgrad und die Eingangsspannungsamplitude, bei der das Auftreten von Gitterstrom anfängt, va riiert werden. Ein höherer Wert des Katho denwiderstandes 3 verursacht z. B. eine ge ringere Verstärkung und eine Erhöhung der Eingangsspannungsamplitude, bei der Gitter strom -auftritt. Die Verringerung der Ver stärkung wird durch eine Zunahme der Ge genkopplung herbeigeführt, die vom Wider stand 3 in der Röhre verursacht wird. Die in der Röhre T,, vom Widerstand 3 her beigeführte Gegenkopplung ist stets<B>100%,</B> unabhängig vom Wert des Widerstandes 3.
In Fig. 5 ist die Wellenform der Aus gangsspannung Ep., :dargestellt, wenn durch den Widerstand 5 der Strom Il', fliesst. Die Wellenform ist die gleiche wie die des Stromes 1p,,; ähnliche Wellenformen werden bei den Strömen 1,b und lp, erhalten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 kann eine dreieckförmige Ausgangsspannung erhalten werden. Zu diesem Zweck ist der Ausgangskreis mit einem aus der Reihen schaltung eines Widerstandes 25 und eines Kondensators 26 von geeigneter Grösse be stehenden verzerrenden Netzwerk versehen, welcher Kombination eine Ausgangsspan nung rechteckiger Wellenform zugeführt wird. Die dreieckförmige Spannung kann dann vom Kondensator 26 abgenommen wer den und ist in Fig. 7 dargestellt.
Ein weiterer Unterschied zwischen den Schaltungen der Fig. 1 und 6 liegt darin, dass in Fig. 6 die Trioden TI und TZ separate Kathodenwiderstände 3 und und 3' besitzen, wobei die Kathoden 11 und 21 miteinander gekoppelt sind über eine Impedanz Z, die einen Widerstand und/oder eine Spule, gege benenfalls auch einen Kondensator enthalten kann. Durch Änderung des Wertes und der Art der Impedanz Z kann die Wellenform der Ausgangsspannung etwas geändert wer den, oder falls die Ausgangsspannung noch nicht ganz symmetrisch ist, kann sie völlig symmetrisch gemacht werden:.
Amplitude limiting device with at least two galvanically coupled amplifier tubes arranged one behind the other. To limit an alternating voltage amplitude, it is known to make use of the fact that the anode current of an amplifier tube becomes zero at a certain negative value of the grid voltage, so that even higher negative grid voltage amplitudes have no effect.
In order to limit the positive amplitudes of the alternating grid voltage, a second amplifier tube is connected behind the tube via a galvanic coupling (so-called DC amplifier). The positive amplitudes of the voltage to be limited appear at the grid of the second tube with negative symbols and are limited in the manner described.
The disadvantages inherent in this known device are those of a direct current amplifier and arise from the need for an additional battery in the grid circle of the second tube, which is intended to prevent the anode voltage of the first tube from being a high positive grid bias for the second tube.
In another known device, which makes use of the same principle to limit the negative amplitudes, but only contains a single tube, the positive amplitude is limited by the fact that the tube is supplied with an anode voltage that is too low, so that when a certain amplitude of the anode current is saturated and almost no longer changes. The disadvantage of this device is that with high positive amplitudes the anode current still increases or decreases somewhat, while with higher negative amplitudes the anode current remains zero, so that an undesired asymmetry between the limitation of the positive and the limitation of the negative amplitudes arises.
The invention relates to a device of the type before, which contains two series-connected, galvanically coupled with each other pelte tubes, but in which the disadvantages mentioned do not occur. According to the invention, this is achieved in that the galvanic coupling is obtained through a common impedance in the cathode lines of the two tubes.
In the accompanying drawing, the circuits of some embodiments of devices according to the invention are shown. 1, 2, 4 and 6 show four different circuits of the device according to the invention; FIGS. 3, 5 and 7 show a number of diagrams.
In the embodiment according to FIG. 1, two amplifier tubes (triodes) T 1 and T 1 are arranged in a common rmhüllun. The triodes T 1 and T @ could also be separate tubes.
The input circuit of the limiting device shown in FIG. 1 is formed by a coupling capacitor 1 and a discharge resistor 2 which is earthed on one side and whose connection point is finitely connected to the control grid 12 of the triode T.
Z, # x-i- the interconnected cathodes 11 and 21 of the triodes <I> T, </I> respectively. A coupling resistor 3 is connected to T_ and earth. The anode 1.3 of the Rölire T is direct. connected to the positive terminal -I-- B of a suitable anode voltage source.
The anode 23 of the tube Z '@ is also connected via a coupling resistor 5 to the terminal -I- B. The grid 22 of the tube T 1 is grounded. A grounding capacitor 4 is switched between the terminal -i- B and earth. The output voltage occurs between lines 7 and 8; the line 8 is ge earthed, while the line 7 via a capacitor 6 with the anode 23 is the verbun.
The anode current of the tubes T 1 and T # flows through the resistor 3 and causes a voltage drop in the same, which represents a negative bias voltage for the grids 12 and 22. If the grid 12 has a. positive voltage amplitude is supplied. the anode current of the tube T increases, so that the voltage drop across the counter stand 3 increases. This increase is fed to grid <U> 22 </U> as a negative voltage amplitude; the gratings 12 and 22 are therefore in antiphase.
Negative voltage amplitudes on the grid 12 are limited by the fact that at a certain negative grid potential the anode current of the tube Z 'becomes zero; in a similar manner, positive voltage amplitudes on grid 12, which occur on grid 22 as negative;. # @ implicit, are limited by the vanishing anode current of the tube T.
The circuit according to FIG. 2 corresponds to that according to FIG. 1, with the exception that the output circuit contains a tuned circuit 25 with a capacitance C and an inductance 1 instead of the resistor 5, the latter with a second inductance L ' is coupled, which forms a second balanced circle with a second capacitor <B> C </B>.
which is connected to an additional output circuit 9, 10.
3 shows, in a curve LT, the characteristics of the device, in which the voltage E of the grid 12 is plotted on the horizontal axis and the alternating current component 1 of the anoclenstones of the tube Tj is plotted on the vertical axis. Below the curve LL are the curves E,.;
,. E, i, uiid E ",. Of the input voltage in grid 1'2 drawn for different grid voltages;> the associated output anode currents ipa, 1, h and 1 ,,. Are drawn in full. Without additional (e.g.
by an additional grid battery he testified) bias on the grids 12 and 22 works; the limiting device at point <I> a </I> of curve LL. As long as the amplitude of the input voltage E does not correspond to the voltage corresponding to the sloping part of the curve LL. exceeds 1 ,, the output current has mainly the same waveform as the input voltage. With larger amplitudes of the voltage E, such as
B. represented by the curve Ega, the vertices are cut off and the curve shows the anode current 1p3. If a negative additional bias is applied to the grid 12, the working point z. B. shifted ver after point b of the curve LL and the output current II is created. From a consideration of curve 1, b it can be seen that if the amplitude is sufficient, almost right-angled current pulses of unequal length are obtained. The negative additional bias of the grid 12 can, for. B.
by a battery, or by making the grid 22 more positive. In the latter case, the voltage loss across WiU >> - stand 3 increases. In the same way, a negative additional voltage on the grid 22 or a positive voltage on the grid 1.2 can be applied, whereby the working point z. B. is moved to the point c on the curve LL.
The output current will then have the shape of the curve I ". By means of the limiting device, it is thus possible to obtain almost real-world characters of adjustable length.
The embodiment according to FIG. 4 is particularly suitable for this purpose. This embodiment differs from that according to FIG. 1 in that two potentiometers 14 and 15 are switched on between terminal -i B and earth adjustable biases for grids 22 and 12 can be removed.
By changing the value of the resistor 3, the gain and the input voltage amplitude at which the occurrence of grid current begins, can be varied. A higher value of the cathode resistance 3 causes z. B. a ge lower gain and an increase in the input voltage amplitude, occurs in the grid current. The reduction in the gain is brought about by an increase in the counter coupling, which was caused by the opposing position 3 in the tube. The negative feedback introduced in the tube T1 from the resistor 3 is always <B> 100% </B> independent of the value of the resistor 3.
In Fig. 5, the waveform of the output voltage Ep.,: Is shown when the current Il 'flows through the resistor 5. The waveform is the same as that of the current 1p ,,; similar waveforms are obtained for streams 1, b and lp.
In the embodiment of Fig. 6, a triangular output voltage can be obtained. For this purpose, the output circuit is provided with a series circuit consisting of a resistor 25 and a capacitor 26 of a suitable size existing distorting network, which combination is supplied with an output voltage of rectangular waveform. The triangular voltage can then be taken from the capacitor 26 and is shown in FIG.
Another difference between the circuits of FIGS. 1 and 6 is that in FIG. 6 the triodes TI and TZ have separate cathode resistors 3 and 3 ′, the cathodes 11 and 21 being coupled to one another via an impedance Z, which is one Resistance and / or a coil, if necessary, can also contain a capacitor. By changing the value and type of impedance Z, the waveform of the output voltage can be changed somewhat, or if the output voltage is not yet completely symmetrical, it can be made completely symmetrical: