Gegengekoppelter Verstärker Zur Korrektur des Frequenzganges eine
Verstärkers entsprechend den unterschiedlichen Erfordernissen werden Schaltungen
verwendet, die entweder den Verstärkungsfaktor des Verstärkers stark herabsetzen
mit Ausnahme jener Frequenzen, für die eine Anhebung gewünscht wird (Gegenkopplungsprinzip),
oder aber Schaltungen, die für gewisse Frequenzen den Verstärkungsfaktor heraufsetzen
(Rückkopplungsprinzip). Der erste, allgemein angewendete Fall hat den Nachteil,
daß nur ein Bruchteil der Verstärkung ausgenutzt wird, jedoch den Vorteil, daß die
linearen und nichtlinearen Verzerrungen des Verstärkers einschließlich der Brummeinstreuung
um so geringer werden, je weniger von der Gesamtverstärkung ausgenutzt wird. Der
zweite Fall, der insbesondere für die Tonverstärkertechnik von geringerer Bedeutung
ist, hat den Nachteil, daß die durch Rückkopplung erreichte Verstärkung gleichzeitig
eine Vervielfachung der linearen und- nichtlinearen Verzerrungen mit sich bringt,
jedoch den Vorteil, daß mit wenig Aufwand an Verstärkung und Leistungsaufnahme große
Anhebungen erreicht werden können.Negative feedback amplifier To correct the frequency response a
Amplifier according to the different requirements are circuits
used, which either greatly reduce the gain of the amplifier
with the exception of those frequencies for which an increase is desired (negative feedback principle),
or circuits that increase the gain factor for certain frequencies
(Feedback principle). The first, generally used case has the disadvantage
that only a fraction of the gain is used, but with the advantage that the
linear and non-linear distortion of the amplifier including hum
the less it is used by the overall gain. Of the
second case, which is of lesser importance in particular for sound amplifier technology
has the disadvantage that the gain achieved by feedback is simultaneous
a multiplication of the linear and non-linear distortion brings with it,
however, the advantage of being large with little effort in terms of amplification and power consumption
Elevations can be achieved.
Es ist eine Verstärkerschaltung bekannt, die die Vorteile des Gegenkopplungsprinzips
(Klirrfaktor z. B. kleiner als 1 11/a von 30 Hz bis 16 kHz) mit denen des Rückkopplungsprinzips
(große Anhebung für höchste Frequenzen) verbindet, wobei vorzugsweise an der oberen
Grenze des zu übertragenden Frequenzbereiches die Gegenkopplung in eine Mitkopplung
übergeht. Ferner ist ein Verstärker mit Gegenkopplung bekannt, bei dem im Gegenkopplungsweg
unter anderem ein Parallelschwingkreis angeordnet ist, der die Gegenkopplung für
einen bestimmten, durch die Eigenschaften eines an den Verstärker angeschlossenen
Lautsprechers gegebenen Frequenzbereich erhöht und die Klangfarbe über den Hörbereich
konstant hält.An amplifier circuit is known which takes advantage of the negative feedback principle
(Harmonic distortion e.g. less than 1 11 / a from 30 Hz to 16 kHz) with those of the feedback principle
(large boost for highest frequencies) connects, preferably at the top
Limit the frequency range to be transmitted, the negative feedback into a positive feedback
transforms. Furthermore, an amplifier with negative feedback is known in which in the negative feedback path
inter alia, a parallel resonant circuit is arranged, which provides the negative feedback for
a certain, by the characteristics of a connected to the amplifier
Loudspeaker given frequency range increases and the timbre over the audible range
keeps constant.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker zu
schaffen, dessen Frequenzgang möglichst über den gesamten Hörbereich linear ist,
und der insbesondere bei den höheren Tonfrequenzen eine mit den bisherigen Mitteln
nicht zu erreichende starke Anhebung der Ausgangsspannung bzw. -leistung aufweisen
muß."Zur Erreichung dieses Zieles wird ein Verstärker finit einer für bestimmte
Frequenzen in eine Mitkopplüng umwandelbaren Gegenkopplung und einem im Rückkopplungsweg
angeordneten@chwingkreis''s6 -, ausgebildet, - daß der Rückkopplungsweg Mittel zur
Phasendrehung enthält, und daß der Schwingkreis so bemesen ist, daß er in dem Frequenzbereich,
für den die Gegenkopplnng;in. pine-Mitkopplung übergeht, in Resonanz gerät,-Für
alle tieferen Frequenzen als es die Resonanzfrequenz ist, arbeitet also der Verstärker
in Gegenkopplung mit allen Vorzügen, die die Gegenkopplung an Tonqualität bietet.
Für einen Frequenzbereich nahe oberhalb und unterhalb der Resonanzfrequenz jedoch
wird der Resonanzkreis als Ohmscher Widerstand, und die ursprünglich eingestellte
Mitkopplung tritt ein und bewirkt eine Entdämpfung des Resonanzkreises und damit
eine zusätzliche Anhebung.The invention is based on the object of creating an amplifier whose frequency response is as linear as possible over the entire audible range, and which, in particular at the higher audio frequencies, must have a strong increase in output voltage or output that cannot be achieved with previous means. " To achieve this goal, an amplifier is finitely designed with a negative feedback that can be converted into positive feedback for certain frequencies and an oscillating circuit 6 arranged in the feedback path, so that the feedback path contains means for phase rotation, and that the oscillating circuit is dimensioned so that it In the frequency range for which the negative feedback passes over into pine positive feedback, it resonates - for all frequencies lower than the resonance frequency, the amplifier works in negative feedback with all the advantages that negative feedback offers in terms of sound quality However, the frequency range near above and below the resonance frequency becomes the Resonance circuit as an ohmic resistance, and the originally set positive feedback occurs and causes the resonance circuit to be undamped and thus an additional increase.
Die phasendrehenden Mittel sind so -bemessen, daß bei Verwendung in
Tonfrequenzverstärkern die Verwandlung der Gegenkopplung in eine Mitkopplung und
umgekehrt in einer Entfernung von etwa 1 kHz von der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises
stattfindet.The phase-rotating means are dimensioned so that when used in
Audio frequency amplifiers transform the negative feedback into positive feedback and
conversely, at a distance of about 1 kHz from the resonance frequency of the resonance circuit
takes place.
Im übrigen bestehen die phasendrehenden Mittel vorzugsweise aus einem
frequenzabhängigen Spannungsteiler, der z. B. aus in Reihe geschalteten Kondensatoren
und Ohmschen Widerständen zusammengesetzt ist und zwischen Masse und einem Abgriff
am Anodenwiderstand liegt. Der eigentliche Gegenkopplungsweg ist dann vorzugsweise
an einen variablen Abgriff am Widerstandsteil dieses Spannungsteilers geführt.In addition, the phase-rotating means preferably consist of one
frequency-dependent voltage divider, the z. B. from series-connected capacitors
and ohmic resistances is composed and between ground and a tap
is due to the anode resistance. The actual negative feedback path is then preferred
led to a variable tap on the resistance part of this voltage divider.
Die Zeichnung zeigt das Prinzip der Erfindung sowie weitere Einzelheiten
in deren Rahmen: Mit 1 ist ein mehrstufiger Verstärker mit Gegenkopplung bezeichnet,
dessen Endstufe 2 besonders herausgezeichnet ist. Von einem Widerstand 3 des. Anodenkreises
dieser ,Endröhre 2 ist die Gegenkopplungsleitung 4 abgenommen, die in bekannter
Weise dem Eingang des. Verstärkers 1 .die gegenkoppelnde Spannung zuführt. In der
Gegenkopplüngsleitung 4 ist ein aus einem Köndensatör, 6 und einer Spule 7bestehender
-Schwingkreis: -5 angeordnet' der - so'-'abgestimmt ist, daß er höhere Nutzfrequenzen,
z. B. Jonfrequenzen, anhebt. Damit für diesen Zweck die bei den übrigen zu übertragenden
Frequenzen herrsehende
Gegenkopplung aufgehoben und in eine Mitkopplung
verwandelt wird, sind zu Beginn der Gegenkopplungsleitung 4 phasendrehende
Mittel vorgesehen. Diese bestehen im Ausführungsbeispiel aus zwei Kondensatoren
8 und 9, die zu beiden Seiten eines Widerstandes 10 in der Verbindung zwischen
dem Ausgangswiderstand 3 der Endstufe 2 und dem Massepunkt angeordnet sind. Der
Widerstand 10 ist mit einem Abgriff 11 versehen, von dem aus die Gegenkopplungsleitung
über den Schwingkreis 5 an den Verstärkereingang führt. In diesem Teil der Gegenkopplungsleitung
ist ein weiterer Ohmscher Widerstand 12 angeordnet. Die Kondensatoren
8
und 9 sind zu je etwa 0,1 EzF bemessen, der Widerstand 10 zu mehreren
tausend Ohm. Die Teile 8, 9 und 10 sowie der Schwingkreis 5 sind so aufeinander
abgeglichen, daß von tiefsten Frequenzen ab bis hinauf zu einer Frequenz, die je
nach der vorliegenden Spezialaufgabe bei 10 000 bis 14 000 Hz liegt, eine Gegenkopplung
verwirklicht ist. Oberhalb dieses Frequenzwertes ist die Phase der Gegenkopplungsspannung
so weit gedreht, daß nunmehr eine Mitkopplung stattfindet und die höheren Frequenzen
durch den Schwingkreis 5 angehoben werden. Der Grad dieser Anhebung kann
sehr hohe Werte annehmen und wird vorzugsweise durch Einstellen des Abgriffs 11
am Widerstand 10 geregelt. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 5 wird
z. B. zu etwa 15 kHz bemessen. In Verbindung hiermit kann durch die entsprechende
Einstellung des Punktes 11 am Phasenregelwiderstand 10 die frequenzabhängige
Breite der Mitkopplung innerhalb von Grenzwerten von beispielsweise -` 1 kHz zu
beiden Seiten der Resonanzfrequenz des Kreises 5 gehalten werden. In diesem Falle
wird eine große Anhebung ohne merkliche Erhöhung des Klirrfaktors erzielt.The drawing shows the principle of the invention as well as further details within its framework: 1 denotes a multi-stage amplifier with negative feedback, the output stage 2 of which is particularly shown. The negative feedback line 4 , which supplies the negative feedback voltage to the input of the amplifier 1 in a known manner, is removed from a resistor 3 of the anode circuit of this end tube 2. In the Gegenkopplüngsleitung 4 is a from a Köndensatör, 6 and a coil 7 existing-oscillating circuit: -5 is arranged 'which - so' - 'is tuned that it has higher useful frequencies, z. B. Jonfrequenzen raises. So that the negative feedback prevailing in the other frequencies to be transmitted is canceled and converted into positive feedback for this purpose, phase-rotating means are provided at the beginning of the negative feedback line 4. In the exemplary embodiment, these consist of two capacitors 8 and 9, which are arranged on both sides of a resistor 10 in the connection between the output resistor 3 of the output stage 2 and the ground point. The resistor 10 is provided with a tap 11 , from which the negative feedback line leads via the resonant circuit 5 to the amplifier input. A further ohmic resistor 12 is arranged in this part of the negative feedback line. The capacitors 8 and 9 are each rated at about 0.1 EzF, the resistor 10 at several thousand ohms. The parts 8, 9 and 10 and the resonant circuit 5 are matched to each other so that a negative feedback is realized from the lowest frequencies up to a frequency which, depending on the special task at hand, is 10,000 to 14,000 Hz. Above this frequency value, the phase of the negative feedback voltage is rotated so far that positive feedback now takes place and the higher frequencies are raised by the resonant circuit 5 . The degree of this increase can assume very high values and is preferably regulated by setting the tap 11 on the resistor 10 . The resonance frequency of the resonant circuit 5 is z. B. sized to about 15 kHz. In conjunction with this the point 11, the frequency-dependent width of the positive feedback are held within limits of, for example -` 1 kHz on either side of the resonance frequency of the circuit 5 by the corresponding setting on the phase variable resistor 10th In this case, a large increase is achieved without a noticeable increase in the distortion factor.
Wenn der nach vorstehenden Angaben gegengekoppelte Verstärker in Verbindung
mit einem Magnetbandgerät wahlweise als Aufnahme- oder Wiedergabeverstärker verwendet
werden soll, so empfiehlt sich die Anordnung folgender weiterer Schaltmittel: In
Reihe zum Gegenkopplungswiderstand 12 und zum Schwingkreis 5 ist ein CR-Glied aus
dem Kondensator 13 und dem Widerstand 14 vorgesehen. Außerdem enthält
die Gegenkopplungsleitung einen Schalter 17, der eine zwischen dem CR-Glied
und dem Schwingkreis angeschlossene Leitung 18 nach Wahl entweder mit einem
Widerstand 15 oder einem Widerstand 16 verbindet. Dabei bildet der
Widerstand 15 einen Kurzschluß des CR-Gliedes 13, 14, der Widerstand 16 einen
Kurzschluß des Schwingkreises 5 und des Widerstandes 12. Bei der Stellung »A « (Aufnahme)
des Schalters 17 ist das CR-Glied 13, 14 außer Betrieb gesetzt bzw. in seiner Wirkung
geschwächt, bei der Stellung» W« (Wiedergabe) sind entsprechend Schwingkreis
5 und Widerstand 12 außer Betrieb gesetzt bzw. nur geschwächt wirksam. Die kombinierte
Gegen- und Mitkopplung ist mithin nur für den Fall der Magnetbandaufnahme wirksam.
Für den Fall der Wiedergabe wirkt das CR-Glied 13, 14 in an sich bekannter
Weise tiefenanhebend.If the amplifier with negative feedback in connection with a magnetic tape recorder is to be used either as a recording or playback amplifier, the following additional switching means are recommended: In series with negative feedback resistor 12 and resonant circuit 5 is a CR element made up of capacitor 13 and the resistor 14 is provided. In addition, the negative feedback line contains a switch 17 which connects a line 18 connected between the CR element and the resonant circuit to either a resistor 15 or a resistor 16, as desired. The resistor 15 forms a short circuit of the CR element 13, 14, the resistor 16 a short circuit of the resonant circuit 5 and the resistor 12. When the switch 17 is in position "A" (recording), the CR element 13, 14 is out of operation set or weakened in its effect, in the " W" position (playback), resonant circuit 5 and resistor 12 are deactivated or only have a weakened effect. The combined negative and positive feedback is therefore only effective in the case of magnetic tape recording. In the case of playback, the CR element 13, 14 increases the depth in a manner known per se.