DE1015488B - Zweidrahtverstaerker mit negativen Widerstaenden und Verstaerkungsregelung - Google Patents
Zweidrahtverstaerker mit negativen Widerstaenden und VerstaerkungsregelungInfo
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- DE1015488B DE1015488B DEI11667A DEI0011667A DE1015488B DE 1015488 B DE1015488 B DE 1015488B DE I11667 A DEI11667 A DE I11667A DE I0011667 A DEI0011667 A DE I0011667A DE 1015488 B DE1015488 B DE 1015488B
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B3/00—Line transmission systems
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- H04B3/04—Control of transmission; Equalising
- H04B3/16—Control of transmission; Equalising characterised by the negative-impedance network used
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Es ist bekannt, in den Leitungszug von Fernsprechübertragungssystemen
negative Impedanzen zum Ausgleich der Kabeldämpfung einzuschalten. Diese mit Hilfe von Verstärkern als Umwandlungseinrichtungen
realisierten negativen Scheinwiderstände können entweder in den Längszweig oder in den Querzweig der
Leitung eingeschaltet werden. Im Längszweig liegende Netzwerke erhöhen den Strom und müssen leerlaufstabil
sein. Im Querzweig liegende Netzwerke erhöhen die Spannung und müssen kurzschlußstabil sein.
Die Erfindung betrifft einen Zweidrahtverstärker mit negativen Widerständen, bei dem eine Verstärkungsregelung
vorgesehen ist. Die Regelung soll sowohl für die Gesamtverstärkung als auch für die
Verstärkung der höchsten und der tiefsten übertragenen Frequenz wirksam sein.
Ein Zweidrahtverstärker mit negativen Widerständen enthält eine Umwandlungseinrichtung für
den Anschluß der Leitungen (im Längs- oder Querzweig), ein Nachbildungsnetzwerk, einen Verstärker
und passende Eingangs- und Ausgangsschaltungen für den Verstärker. Die Ausgangsschaltung enthält
als Belastungswiderstand das Nachbildungsnetzwerk und den übersetzten Leitungswiderstand. Der Verstärkereingang
wird an einen passenden Punkt der Ausgangsschaltung zur Erzeugung einer Mitkopplung
angeschlossen. Das Nachbildungsnetzwerk dient zur Anpassung der ein- und ausgangsseitigen Widerstände
der Verstärkungseinrichtung, derart, daß der Verstärker Eingangssignale erhält, die den Leitungssignalen proportional sind. Die Ausgangssignale sind
im gesamten Frequenzbereich proportional zu den Leitungssignalen mit Ausnahme eines Teilbereiches,
in dem eine Entzerrung der frequenzabhängigen Leitungsdämpfung vorgenommen wird.
Bei den bisher bekannten Verstärkern der beschriebenen Art wurde eine Verstärkungsregelung durch
Änderung des Nachbildungsnetzwerkes und damit des Übersetzungsverhältnisses vom Leitungs- zum
Verstärkereingangssignal erreicht.
Erfindungsgemäß ist zur Verstärkungsregelung der gesamten Einrichtung die Verstärkung des in der
Umwandlungseinrichtung vorhandenen Verstärkers regelbar, ohne daß das Nachbildungsnetzwerk geändert
wird. Infolgedessen braucht das Nachbildungsnetzwerk nur einmal eingestellt zu werden, während
der Dämpfungsausgleich für verschiedene Verstärkerfeldlängen nur mit Hilfe der Verstärker vorgenommen
wird.
In dem erfindungsgemäßen zweistufigen Verstärker ist eine Gegenkopplungsschaltung vorgesehen, durch
die die Verstärkung unabhängig von der Änderung der Verstärkerelemente und der Stromversorgung
verhältnismäßig stabil bleibt.
Zweidrahtverstärker
mit negativen Widerständen
und Verstärkungsregelung
Anmelder:
International
International
Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Mai 1955
V. St. v. Amerika vom 10. Mai 1955
Raymond J. Arndt, Chicago, 111. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Verstärkungseinrichtung beschrieben, die einen
zweistufigen Verstärker mit Elektronenröhren enthält. Die Gegenkopplung wird mit Hilfe eines mit
einem Schleifarm einstellbaren Spannungsteilers geregelt und damit die effektive Verstärkung eingestellt.
Zusätzliche Regeleinrichtungen im Gegenkopplungsweg dienen zur Verstärkungsregelung der tiefen und
hohen Frequenzen des Übertragungsbereiehes für sich. Das Nachbildungsnetzwerk enthält verschiedene
reelle Widerstände und Blindwiderstände zur Einstellung der gewünschten Anpassung. Die Anschlüsse
dieser Widerstände werden für die Einstellung mit den entsprechenden Anschlüssen einer Prüfeinrichtung
verbunden. Diese Prüfeinrichtung enthält Schalter zur Herstellung verschiedener Kombinationen
der Scheinwiderstandselemente. Nachdem mit Hilfe der Schalter eine passende Kombination gefunden
ist, wird die Prüfeinrichtung abgeschaltet und die gefundenen Verbindungen am Anpassungsnetzwerk
mit Laschen, Bügeln, oder Lötbrücken hergestellt.
An Hand der Zeichnungen soll nun die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel im einzelnen näher beschrieben
werden. -..."-.
709 696/221
I 015
In Fig. 1 ist eine Verstärkereinrichtung zur Einschaltung
in den Längszweig einer Leitung dargestellt. Die Leitungsabschnitte LW und LE können
entweder direkt oder über Schalteinrichtungen mit den entsprechenden Telefonstationen S1 bzw. S 2 verbunden
sein. Die Verstärkereinrichtung SE enthält einen Umwandler 101, einen Leitungsübertrager 103
und ein Scheinwiderstandsnetzwerk N1 als Nachbildungsnetzwerk,
das an den Übertrager 102 ange-137 und den Kondensator 138 zu der Meßklinke 145
hergestellt. In diesen Stromkreis kann ein niederohmiges Überwachungsinstrument oder ein Kopfhörer
eingeschaltet werden.
In Fig. 2 ist eine Verstärkungseinrichtung SH zur Einschaltung in den Querzweig der Leitung dargestellt.
Der Umwandler 201 kann ebenso ausgeführt sein wie der Umwandler 101 in Fig. 1. Der Leitungsübertrager
203 liegt mit den Wicklungen 203 A und
schlossen ist. Der Umwandler 101 enthält einen Ver- io 2035 parallel zur Übertragungsleitung 208 und -ist
stärker und ein Gegenkopplungsnetzwerk, das am Ausgang des Verstärkers zwischen der Kathode der
Röhre 112 und Erde liegt. Der Verstärker besteht aus einer Stufe mit der Röhre 111 zur Spannungsverstärkung
und einer Ausgangsleistungsstufe mit der Röhre 112 in Kathodenverstärkerschaltung.
Der übersetzte Leitungswiderstand erscheint an der Wicklung 103 C des Übertragers 103, deren Enden
über die Leitungen 142 und 143 mit dem Umwandler 101 verbunden sind. Der Scheinwiderstand des Netzwerkes
ΛΊ wird durch den Übertrager 102 zur Wicklung
1025 übersetzt, an deren einem Ende 146 eine Spannung von —48 V liegt.
Die Röhre 111 mit Kathodenwiderstand 132 arbeitet mit der Wicklung 203 C an den Verstärker geschaltet.
Zwischen den Wicklungen 203 A und 2035 liegt ein Kondensator 204, um einen Kurzschluß für Gleichstromsignale
und niedrige Frequenzen zu vermeiden.
Das Netzwerk N2 ist an die Wicklung 202^4 des
Übertragers 202 angeschlossen.
Der Verstärker liegt über die Leitungen 242 und
243 und über Wicklung 202 5 und Wicklung 203 C an der Klemme 246 mit einer Spannung von — 48 V,
Eine der Leitungsspannung proportionale Spannung gelang an den Eingang des Verstärkers; eine
phasengleiche, verstärkte Spannung erscheint an dessen Ausgang und verstärkt die Leitungsspannung.
Der Strom vom Verstärker zur Leitung ist dem nor-
in Gitter-Basis-Schaltung. Die Eingangsspannung er- 25 malen Strom durch den Querwiderstand der Leitung
scheint an den Klemmen der Wicklung 102 5 des Übertragers 102, da sie über die Leitung 142 und den
Kondensator 133 in den Kathodenkreis der Röhre 111 eingekoppelt wird. Die verstärkten, vom Anodenentgegengesetzt.
Die beiden Verstärkereinrichtungen SE (Fig. 1) und SH (Fig. 2) können durch Zusammenschalten der
Leitungen 108 und 208 zu einer T-Schaltung vereinigt
widerstand 131 der Röhre 111 über die Schaltelemente 30 werden. Sie können auch zu einer L-Schaltung durch
134 bis 136 auf das Gitter der Röhre 112 gekoppelten Verbinden der Leitung LW oder LE mit der Leitung
Signale sind in Phase mit den Eingangssignalen und
steuern den Ausgangssignalstrom der Röhre 112, der
steuern den Ausgangssignalstrom der Röhre 112, der
ebenfalls dieselbe Phasenlage hat. Es wird also jeder 208 vereinigt werden.
In. Fig. 3 ist eine verbesserte Verstärkungseinrichtung
zur Einschaltung in den Querzweig der Leitung Signalstrom, der über den Transformator 103 an die 35 dargestellt. Der Kondensator 204 in Fig. 2 bedingt
Verstärkereinrichtung gelangt, verstärkt. Die Span- eine Kapazitätserhöhung in der Leitung und kann
nung an den Leitungswicklungen 103 A und 103 5 des
Übertragers 103 ist dem Spannungsabfall in der Leitung entgegengesetzt. Die Verstärkung ist abhängig
von dem Verhältnis des Spannungsabfalls an der 40 widerstand, so daß er für das Netzwerk N 2 eine Be-Wicklungl025 und desjenigen an der Wicklung 103 C. lastung darstellt. Diese und andere störende Eigen-
Übertragers 103 ist dem Spannungsabfall in der Leitung entgegengesetzt. Die Verstärkung ist abhängig
von dem Verhältnis des Spannungsabfalls an der 40 widerstand, so daß er für das Netzwerk N 2 eine Be-Wicklungl025 und desjenigen an der Wicklung 103 C. lastung darstellt. Diese und andere störende Eigen-
Im über die Leitung 144 mit der Kathode der Röhre 112 verbundenen Gegenkopplungsnetzwerk hat
der Widerstand 127 einen Schleifkontakt 151 zur
Regelung der Gesamtverstärkung. Von diesem Schleif- 45 lungen 303^4 und. 3035 und dem dazwischenliegenden
kontakt wird eine der Eingangsspannung entgegen- Kondensator 304 quer zur Übertragungsleitung 308
gerichtete Spannung über den Widerstand' 128 und geschaltet. Um den Verstärkereingang vor in der
die Leitung 141 an das Steuergitter der Röhre 111 Leitung auftretenden Überspannungen, zu schützen,
geführt, wodurch die Verstärkung um den Betrag ist der Übertrager 303 so ausgelegt, daß er bei hohem
dieser Spannung herabgesetzt wird. Am Widerstand 50 Signalpegel im Sättigungsbereich arbeitet. Eine
125 ist ein Schleifkontakt 152 angebracht, der über Glimmröhre 307 begrenzt alle Spannungsspitzen, die
eine Resonanzfrequenz innerhalb des Übertragungsbereiches verursachen. Der Übertrager 202 in Fig. 2
hat bei tiefen Frequenzen einen niedrigen Scheinschaften sind mit der Schaltung nach Fig. 2 schwierig
zu kompensieren.
Der Übertrager 303 in Fig. 3 ist mit den Wick-
den Kondensator 126 mit dem unteren Ende dieses Widerstandes verbunden ist und zur Regelung der
Verstärkung bei hohen Frequenzen dient. Der Wideran den Wicklungen 303 C und 303 D auftreten. Der
Kathodenwiderstand 332 der Röhre 311 ist über die Leitung 345 direkt an die Klemme 346 mit der Span
stand 124 begrenzt diese Verstärkungsregelung. Der 55 nung — 48 V angeschlossen, und die Wechsel-
Schleifkontakt 153 am Widerstand 122 mit dem Kondensator 123 dient zur Verstärkungsregelung bei
tiefen Frequenzen. Der Kondensator 121 und der Kondensator 129 in Verbindung mit dem Widerstand
128 vermindern die Verstärkung unterhalb bzw. oberhalb des Übertragungsbereiches.
Das Übersetzungsverhältnis des Übertragers 103 kann 1 : 1 sein. Das Übersetzungsverhältnis des
Übertragers 102 von Wicklung 102^4 zur Wicklung
spannungen werden der Kathode über den Kondensator 306 zugeführt.
Ein Ausgangsübertrager 302 koppelt den Verstärkerausgang an eine Klemme 349 des Netzwerkes
N 3, dessen andere Klemme 348 an der Wicklung 303 D des Übertragers 303 liegt. Das Windungszahlverhältnis
dieses Übertragers ist so gewählt, daß bei einem Eingangswiderstand der Leitung von 300 Ω an
der Wicklung 303 C ein Widerstand von 900 Ω er-
1025 kann 3 :1 sein. Damit erhalten die Schein- 65 scheint, die Gesamtimpedanz der Wicklungen 303 C
Widerstandselemente des Netzwerkes Nl gut realisierbare
Werte.
Um den Verstärkerausgang für Überwachungszwecke zugänglich zu machen, ist eine Verbindung
von der Kathode der Röhre 112 über den Widerstand 70 von 1800 Ω erscheint.
und 303 D hat einen Wert von 6000 Ω. Das Übersetzungsverhältnis
des Übertragers 302 ist so, daß bei einer Impedanz über den Wicklungen 302^4 und 302 B
von 12 000 Ω an der Wicklung 3025 eine Impedanz
Die Umwandlungseinrichtung ist im übrigen in ihrer Schaltung und Funktion gleich der in der
Fig. 1, und ihre Schaltelemente sind in zu Fig. 1 analoger Weise bezeichnet.
In Fig. 4 ist das Netzwerk N1 der Verstärkungseinrichtung
SE von Fig. 1 im einzelnen dargestellt. Die Anschlüsse des Netzwerks sind an eine Platte
441 mit Kontaktstiften 1... 5 ... 10 usw. geführt,
die an der Außenseite des Gerätes angebracht ist. Das Netzwerk enthält drei veränderbare Widerstände 402,
403, 416, drei Spulen 404, 408, 412 und vierzehn Kondensatoren. Die Primärwicklung 102 B des Übertragers
102 ist in der in Fig. 1 dargestellten Weise an die Verstärkungseinrichtung angeschlossen. Eine
Buchsenplatte 442 ist auf die Stiftplatte 441 aufsteckbar und stellt mittels Lötbrücken die Verbindungen
zwischen den entsprechenden Kontaktstiften her.
Um verschiedene Schaltungsanordnungen des Netzwerkes
zu erhalten, werden die Widerstände 402, 403 und 416 als Einzelkomponenten und wählbare Teile
der Spulen 404, 408 und 412 als Induktivität L verwendet.
Die einzelnen Kondensatoren werden durch wahlweises Zusammenschalten als je eine Kapazität
Cl bzw. C 2 benutzt. Die Kapazitätswerte der Kondensatoren
verhalten sich, wie durch die beigeschriebenen Ziffern angedeutet, wie die geometrische
Zahlenfolge mit dem Progressionsfaktor 2.
In Fig. 5 ist eine Prüfeinrichtung T dargestellt. Sie wird während des Betriebs an die Verstärkungseinrichtung
geschaltet. Sie enthält Schalter und Verbindungsleitungen zur Anschaltung zwischen Leitung
und Verstärkungseinrichtung, zum Anschluß eines veränderbaren Oszillators an einen in die Leitung
geschalteten Widerstand von 1 Ω, zum Anschluß eines Anzeigegerätes (Röhrenvoltmeter oder Oszilloskop)
für die Messung des Signalpegels und zum Ein- und Ausschalten der Verstärkungseinrichtung.
Eine Buchsenplatte 542 enthält eine Reihe von Schaltern. Zur Einstellung des Netzwerkes N1 wird
die Buchsenplatte 442 (Fig. 4) abgenommen und die Prüfeinrichtung mit der Buchsenplatte 542 auf die
Kontaktstiftplatte 441 aufgesetzt.
Ein Schalter 550 mit fünf Kontaktbahnen wird zur Auswahl der Netzwerke!emente je nach der Leitungsart benutzt. Es sind drei verschiedene Schaltungs-
anordnungen A, B und C mit den Widerständen 402, 403 und 416, der Spule L und den Kapazitäten C1
und C2 möglich. Der Wert der Spule L wird mit den
Schaltern 504, 508 und 512 eingestellt, der Wert der Kapazität C1 mit den Schaltern 517 bis 523 und der
Wert der Kapazität C2 mit den Schaltern 524 bis
530. Die Widerstände 402, 403 und 416 werden direkt eingestellt.
Während der Prüfung wird die Verstärkung im gesamten übertragenen Frequenzbereich festgelegt.
Die veränderbaren Schaltelemente werden so lange nachgeregelt, bis der gewünschte Frequenzgang erreicht
ist.
Dann werden entsprechend den Schalterstellungen der Prüfeinrichtung T an der Buchsenplatte 442 Lotbrücken
angebracht. Danach wird die Prüfeinrichtung abgenommen und die Buchsenplatte 442 wieder
aufgesetzt.
Mit dieser Einrichtung können die Schaltelemente des Netzwerkes N1 direkt eingestellt werden, ohne
daß die gleichen Elemente in der Prüfeinrichtung erforderlich sind. Dadurch werden Fehler durch Streu
ung der Werte oder Vertauschen von Schaltelementen vermieden.
Claims (8)
1. Zweidrahtverstärker mit negativen Widerständen und Verstärkungsregelung, bei dem eine
einen Verstärker enthaltende Umwandlungseinrichtung eine Leitungs-Scheinwiderstands-Nachbildung
in gleiche, um 180° in der Phase verschobene Widerstandswerte umwandelt und der dadurch erhaltene negative Leitungswiderstand in
den Längs- oder Querzweig der Leitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkungsregelung
der gesamten Einrichtung die Verstärkung des in der Umwandlungseinrichtung vorhandenen Verstärkers regelbar ist.
2. Zweidrahtverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Gesamtverstärkungsregeleinrichtung
eine Einrichtung zur Regelung der Verstärkung bei hohen und tiefen Frequenzen, des Übertragungsbandes für
sich in dem Verstärker der Umwandlungseinrichtung vorhanden ist.
3. Zweidrahtverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung
aus veränderbaren Widerständen (122,125,127) in einem Gegenkopplungszweig des Verstärkers
der Umwandlungseinrichtung besteht.
4. Zweidrahtverstärker nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Verstärker der Umwandlungseinrichtung Schaltelemente (121, 123, 126, 129) vorgesehen
sind, durch welche die Verstärkung außerhalb· des Übertragungsbandes herabgesetzt wird.
5. Zweidrahtverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitungsnachbildung (Nl) über einen Übertrager (102) in Reihe mit dem Verstärkerausgang
liegt.
6. Zweidrahtverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verstärkungseinrichtung (SE) im Längszweig und eine Verstärkungseinrichtung (SH) im
Querzweig der Leitung (LW, LE) liegt und beide
zu einer T- oder L-Schaltung zusammengefügt sind.
7. Zweidrahtverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Schutz des Verstärkers vor Überspannungen der Leitungsübertrager (303) bei
hohen Eingangsspannungen im Sättigungsgebiet arbeitet und daß parallel zu der Sekundärwicklung
(303 C, 303D) des Leitungsübertragers eine
Glimmröhre (307) zur Begrenzung von Spannungsspitzen liegt.
8. Zweidrahtverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachbildungsnetzwerk
(Nl) aus einer Vielzahl von zusammensetzbaren Blindwiderständen (L, Cl, C2) und drei
veränderbaren reellen Widerständen (402, 403, 416) besteht, daß die Schaltungsanordnung und
Zusammensetzung der Teilwiderstände mit Hilfe einer mehrere Schalter und Schaltverbindungen
enthaltenden aufsteckbaren Prüfeinrichtung (T) ausgewählt wird und daß die ausgewählte Schaltungsanordnung
im Gerät für den Betriebszustand durch bewegliche Laschen oder Lötbrücken hergestellt
wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 709 696/221 9.57
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US507441A US2844669A (en) | 1955-05-10 | 1955-05-10 | Negative-impedance repeater having gain controls |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1015488B true DE1015488B (de) | 1957-09-12 |
Family
ID=24018657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEI11667A Pending DE1015488B (de) | 1955-05-10 | 1956-05-09 | Zweidrahtverstaerker mit negativen Widerstaenden und Verstaerkungsregelung |
Country Status (4)
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CH (1) | CH351638A (de) |
DE (1) | DE1015488B (de) |
GB (1) | GB793400A (de) |
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-
1956
- 1956-05-01 CH CH351638D patent/CH351638A/de unknown
- 1956-05-04 GB GB13829/56A patent/GB793400A/en not_active Expired
- 1956-05-09 DE DEI11667A patent/DE1015488B/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US2844669A (en) | 1958-07-22 |
GB793400A (en) | 1958-04-16 |
CH351638A (de) | 1961-01-31 |
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