DE1043388B - Stabilisierter Breitbandverstaerker zur Verwendung in Eingangsstufen von Fernsehgeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen stabilisierten Breitbandverstärker, der insbesondere zur Verwendung in der Eingangsstufe von Fernsehgeräten geeignet ist.

Für diesen Verwendungszweck ist ein Verstärker erwünscht, der auch bei sehr hohen Frequenzen eine verhältnismäßig hohe Verstärkung aufweist. Bekanntlich läßt sich dies durch die sogenannte Cascode-Anordnung erreichen, die aus der Reihenschaltung einer den Signaleingang bildenden Kathodenbasisstufe und einer Gitterbasisstufe besteht.

Bei Verwendung derartiger Verstärker in Eingangsabstimmkreisen von Fernsehgeräten müssen diese Verstärker je nach der örtlichen Lage des Fernsehempfängers in Randgebieten oder in der Wabe, der Sendestationen bei stark unterschiedlichen Signalpegeln arbeiten.

Es ist zu diesem Zweck auch bereits bekannt, derartige Cascode-Verstärker mit einer automatischen Schwundregelung zu versehen, deren Regelspannung dem -Gitter der Kathodenbasisstufe zugeführt wird. Dies bewirkt jedoch, daß sich die Frequenzcharakteristik eines derartigen schwundgeregelten Verstärkers je nach der Höhe der Schwundregelspannung stark ändert, derart, daß ein Verstärker, der bei mittleren Signalpegeln eine über das empfangene Frequenzband im wesentlichen konstante Verstärkung aufweist, bei niedrigem Signalpegel (Aufstellung im Randgebiet) bzw. bei hohem Signalpegel (Aufstellung in zentraler Lage) bei den hohen bzw. den niedrigen Frequenzen des übertragenen Bandes in der Verstärkung angehoben wird.

In -der Frequenzcharakteristik äußert sich dies dadurch, daß die für einen mittleren Signalpegel flach verlaufende Durchlaßkurve bei niedrigem Signalpegel an der oberen Frequenzgrenze bzw. bei hohem Signalpegel an der unteren Frequenzgrenze eine unerwünschte Höckerbildung zeigt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieser Höckereffekt im Anodenkreis der Gitterbasisstufe zum großen Teil durch die Änderung der effektiven Kathoden-Anoden-Kapazität in der Röhre dieser Stufe verursacht wird, die bei Änderung der dem Gitter der Kathodenbasisstufe zugeführten Regelspannung auftritt. Die Erfindung betrifft demgemäß einen stabilisierten Breitbandverstärker zur Verwendung in Eingangsstufen von Fernsehgeräten, der zum Empfang von Signalen stark unterschiedlicher Feldstärke geeignet ist und aus der in Cascode-Anordnung ausgeführten Reihenschaltung einer schwundgeregelten Kathodenbasisstufe und einer-Gitterbasisstufe besteht, die galvanisch über eine Spule miteinander verbunden sind.

Zur Vermeidung der bei 'dem bekannten Anordnungen auftretenden Nachteile' sieht" die Erfindung vor, Stabilisierter Breitbandverstärker

zur Verwendung in Eingangsstufen

von Fernsehgeräten

Anmelder:

Standard Coil Products Co., Inc.,
Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. 'C. Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingersir. 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. April 1952

Edwin Keith Nelson, Pico, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

daß im Ausgangskreis .der Gitterbasisstufe eine weitere Spule zwischen der Anode der verwendeten Triode und der Betriebsspannungsquelle in der Diagonale eines eine kapazitive Brückenschaltung bildenden abzugleichenden Neutralisationsnetzwerkes liegt, das einerseits aus der zu neutralisierenden Anoden-Kathoden-Kapazität der Triode und andererseits aus einem Trimmerkondensator zwischen der Anode und Hochfrequenzerde sowie aus einem Ableitkondensator zwischen dem betriebsspannungsseitigen Ende der Ausgangsspule und Masse und schließlich aus einem Neutralisierungskondensator zwischen dem letztgenannten Spulenende und der Kathode der Triode gebildet -wird.

Durch die Ausbildung des Verstärkers gemäß der Erfindung wird ein im gesamten Breitband im wesentlichen konstanter Verlauf der Verstärkung unabhängig von den dem Gitter der Kathodenbasisstufe zugeführten Vorspannungen der automatischen Schwundregelung erzielt. Während die bekannten Anordnungen nur für einen begrenzten Signalpegelbereich vex wendbat sind, können mit dem gemäß der Erfindung ausgebilr deten Verstärker Signale sehr verschiedener Größe mit einer über das ganze Band im wesentlichen konstanten Charakteristik empfangen werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Band der Zeichnung:

.809 67J/140

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schaltung eines kathodengekoppelten Kaskadenverstärkers (Cascode-Verstärker) gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Schaltung der gemäß der Erfindung vorgesehenen Kondensatorbrücke,

Fig. 3 die Frequenzkurve eines Cascode-Verstärkers mit einer flachen Charakteristik und einer Charakteristik mit Hocker.

Nach Fig. 1 ist die Kathode 12 der Triode 10, welche mit ihren zugehörigen Kreisen die Stufe 11 mit geerdeter Kathode bildet, unmittelbar geerdet, während ihr Gitter 13 an die bei 14 angegebene Eingangssignalquelle angeschlossen ist. Die Anode 16 der Röhre 10 ist mit der Kathode 18 der Röhre 19 verbunden, welche mit ihren zugehörigen Kreisen die Stufe 20 mit geerdetem Gitter bildet, und zwar erfolgt diese Verbindung in an sich bekannter Weise über eine Induktivität 22.

Das Gitter 23 der Röhre 19 der Gitterbasisstufe 20 ist über einen Kondensator 21 geerdet, während die Anode 25 dieser Röhre über eine Abstimmspule 28 und einen Vorwiderstand 30 an die Stromversorgung angeschlossen ist, welche bei 27 angegeben und mit mit geerdeter Kathode zugeführte Vorspannung verhältnismäßig groß ist, z. B. bei geringer Entfernung zwischen Sendestation und Aufstellungsort des Empfängers, sich eine Durchlaßkurve ergibt, welche der Kurve 52 in Fig. 3 entspricht. Auch in diesem Falle tritt eine Verzerrung der verstärkten Signale ein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Ursache für das Auftreten von Höckern bei kleinen bzw. hohen Werten der Vorspannung in der Änderung

ίο der wirksamen Kapazität 55 zwischen Anode und Kathode der Röhre 19 der Stufe 20 mit geerdetem Gitter zu suchen ist. Diese wirksame Kapazität 55 wird dadurch geändert, daß die Charakteristik der Stufe 20 mit geerdetem Gitter verschoben wird, wenn die zwisehen Gitter 13 und Kathode 12 der Stufe 11 mit geerdeter Kathode zugeführte Vorspannung sich ändert. Die Tatsache, daß die Charakteristik der Stufe 20 mit geerdetem Gitter sich ändert, wenn die Vorspannung zwischen Gitter 13 und Kathode 12 der Stufe 11 mit geerdeter Kathode geändert wird, dürfte durch die folgende Beschreibung der Arbeitsweise des Verstärkers bei Änderung der Vorspannung zwischen Gitter 13 und Kathode 12 verständlich werden.

Die dem Gitter 13 der Röhre 10 der Stufe 11 mit

B + bezeichnet ist. Anode 25 ist ferner mit einem Ein- 25 geerdeter Kathode zugeführte Vorspannung ist die Stellkondensator 31 zur Abstimmung mit Spule 28 Regelspannung, welche in der (nicht dargestellten)

Regelspannungserzeugerstufe des Fernsehgerätes gewonnen wird. Wenn die Regelspannung zwischen Gitter 13 und Kathode 12 sich ändert, ruft dies eine

verbunden.

Ein weiterer Kondensator 35 liegt zwischen Kathode 18 und dem Verbindungspunkt 36 zwischen Spule 28

und Widerstand 30. Zwischen diesem Verbindungs- ₃₀ Änderung des inneren Widerstandes und der Anoden-

punkt 36 und Erde ist ein Überbrückungskondensator 37 angeschlossen. Die Kondensatoren 35 und 37 bilden einen Teil 39 des Neutralisierungsnetzwerkes, dessen charakteristik der Röhre 10 mit geerdeter Kathode hervor. Da die Röhre 10 direkt an die Kathode 18 der Röhre 19 mit geerdetem Gitter angeschlossen ist, tritt in der Röhre 19 eine entsprechende Änderung ein.

Wenn die Vorspannung zwischen Gitter 13 und Kathode 12 ansteigt, d. h. Gitter 13 gegen Kathode 12 stärker negativ wird, erhöht sich der innere Widerstand der Röhre 10, so daß der Anodenstrom abnimmt. Da dieser Anodenstrom auch die Röhre 19 durchfließt,

Wirkungsweiseunten anHand der Fig.2 beschrieben ist.

Das kapazitiv geerdete Gitter 23 der Röhre 19 ist ₃₅ ferner über den Widerstands mit dem Abgriff des aus den beiden Widerständen 41 und 42 bestehenden Spannungsteilers verbunden, von welchen der Widerstand 42 geerdet und der Widerstand 41 mit der obenerwähnten Stromversorgung 27 verbunden ist. Die ₄₀ wird die Kathode 18 eine Potentialänderung erfahren, über den Widerstand 40 dem Gitter 23 zugeführte _so daß die Potentialdifferenz zwischen Gitter 23 und Spannung hängt also von der Stromversorgungsspannung 27 und dem Verhältnis der Widerstände 41 und 42 ab. Die aus den Widerständen 41, 42 und dem Widerstand 40 bestehende Schaltung bildet demnach 45 das Vorspannungsnetzwerk 45 für die Röhre 19 mit

geerdetem Gitter.

Bei den bekannten Cascode-Verstärkern wurde festgestellt, daß die Durchlaßkurve die allgemeine Form der in Fig. 3 mit 50 bezeichneten Kurve hat, wenn dem Gitter 13 der Röhre 10 der Stufe 11 mit geerdeter Kathode eine Vorspannung von mittlerer Größe zugeführt wird. Die Kurve verläuft also bei mittleren Werten der Vorspannung zwischen Gitter 13 und Kathode 12 der Röhre 10 im gesamten Durchlaßband praktisch flach, so daß in diesem Spannungsbereich eine im wesentlichen verzerrungsfreie Verstärkung der dem Verstärker zugeführten Signale zu erwarten ist.

Andererseits wurde festgestellt, daß, wenn die dem Gitter 13 der Röhre 10 zugeführte Vorspannung abnimmt, z. B. bei Schwund der Signale bei großer Entfernung zwischen Sendestation und Aufstellungsort des Empfängers, bei den höheren Frequenzen in der Durchlaßkurve eine Höckerbildung auftritt (vgl. Kurve 51 in Fig. 3). Diese Höckerbildung kann sehr ausgeprägt sein und daher eine beträchtliche Verzerrung der durch diese bekannten Verstärker verstärkten Signale bewirken.

Weiterhin wurde bei diesen bekannten Verstärkern Kathode 18 der Röhre 19 sich entsprechend ändert und eine gleiche Änderung der Anodencharakteristik nach sich zieht.

Es ist dies dasselbe, wie wenn eine negative Vorspannung zwischen Gitter 23 und Kathode 18 der Röhre 19 in einem gewissen Verhältnis zu der Regelspannung zugeführt wird, welche zwischen Gitter 13 und Kathode 12 der Röhre 10 angelegt wird, wobei der einzige Unterschied zwischen den beiden Röhren 10 und 19 darin liegt, daß die Regelspannung an dem Gitter 13 der Röhre 10, die dieser Regelspannung proportionale Vorspannung hingegen an der Kathode 18 der Röhre 19 zugeführt wird.

Diese Verschiebung der Anodenstromcharakteristiken der Röhren 10 und 19 hat den bei den bekannten Verstärkern festgestellten Höckereffekt zur Folge. Wenn man gemäß der Erfindung ein Neutralisierungsnetzwerk in Verbindung mit dem Abstimmkondensator 31 verwendet, kann der Einfluß der zwischen Anode und Kathode jeweils wirksamen Kapazität 55 auf die Form der Durchlaßkurve eines derartigen Verstärkers ausgeschaltet werden.

In Fig. 2 ist die Kapazitätsbrücke dargestellt, welche benutzt wird, um die Kapazität 55 zwischen Anode 25 und Kathode 18 der Stufe mit geerdetem Gitter zu kompensieren, welche einerseits mit dem Trimmerkondensator 31 und andererseits mit dem Neutralisierungskondensator 35 verbunden ist. Zwischen dem

festgestellt, daß, wenn die dem Gitter 13 der Röhre 10 70 Trimmerkondensator 31 und dem Neutralisierungs-

kondensator 35 liegt der zur Überbrückung der Kathode dienende Kondensator 37.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bilden die vier Kondensatoren 31, 37, 35 und 55 eine Brücke, welche durch entsprechende Wahl der Kapazitäten 35 und 37 abgeglichen werden kann. Wenn die Werte der Kondensatoren 35 und 37 so gewählt werden, daß in der Brückenschaltung gemäß Fig. 2 die Kapazitäten 31 und 55 abgeglichen werden, ist die Neutralisierung der wirksamen Kapazitäten 55 zwischen Anode 25 und Kathode 18 der Röhre 19 erreicht.

Es wurde festgestellt, daß, wenn das Neutralisierungsglied 39 an einen Cascode-Verstärker gemäß Fig. 1 angeschlossen wird, die Durchlaßkurve dieses Verstärkers eine Höckerbildung weder bei niedrigen noch bei mittleren oder hohen Werten der Regelspannung zeigt, welche zwischen Gitter 13 und Kathode 12 der Stufe mit geerdeter Kathode zugeführt wird.

Wie oben erwähnt, ist das Gitter 23 der Stufe 20 mit geerdetem Gitter an ein Vorspannungsnetzwerk 45 angeschlossen, welches aus dem Spannungsteiler 41-42 und einem Reihenwiderstand 40 besteht, der zwischen dem Gitter 23 der Röhre 19 und den Widerständen 41 und 42 eingeschaltet ist. Dadurch wird das Gitter 23 der Röhre 19 bei einer gewissen vorbestimmten Spannung gesperrt und nach Erde durch den Kondensator 21 überbrückt. Man kann also das Gitter 23 so betrachten, als ob es ein praktisch konstantes Gleichspannungspotential gegen Erde erhält, welches, wie oben erwähnt, bestimmt wird durch das Größenverhältnis zwischen den Widerständen 41 und 42 und durch die Spannung der Stromversorgung 27.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stabilisierter Breitbandverstärker zur Verwendung in Eingangsstufen von Fernsehgeräten, der zum Empfang von Signalen stark unterschiedlicher Feldstärke geeignet ist und aus der in Cascode-Anordnung ausgeführten Reihenschaltung einer schwundgeregelten Kathodenbasisstufe und einer Gitterbasisstufe besteht, die galvanisch über eine Spule miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis der Gitterbasisstufe (20) eine weitere Spule (28) zwischen der Anode (25) der verwendeten Triode (19) und der Betriebsspannungsquelle (27) in der Diagonale eines eine kapazitive Brückenschaltung bildenden abzugleichenden Neutralisationsnetzwerkes liegt, das einerseits aus der zu neutralisierenden Anoden-Kathoden-Kapazität (55) der Triode (19) und andererseits aus einem Trimmerkondensator (31) zwischen der Anode (25) und Hochfrequenzerde sowie aus einem Ableitkondensator (37) zwischen dem betriebsspannungsseitigen Ende (36) der Ausgangsspule (28) und Masse und schließlich aus einem NeutralisierungskondensatoT (35) zwischen dem letztgenannten Spulenende (36) und der Kathode (18) der Triode (19) gebildet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 532 515, 744 960;
   schweizerische Patentschrift Nr. 210 441;
   britische Patentschrift Nr. 677 260;
   »RCA-Review«, März 1951, S. 19/20.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © »09 673/140 11.55