DE1240939B - Verstaerkerschaltung, die zwei fuer Gleichstrom in Reihe geschaltete Roehren enthaelt - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03f

DeutscheKl.: 21 a2-18/01

Nummer: 1240 939

Aktenzeichen: N 28439 Vin a/21 a2

Anmeldetag: 26. April 1966

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung, die zwei für Gleichstrom in Reihe geschaltete Röhren enthält, wobei die Anode der ersten Röhre über einen Widerstand mit der Kathode der zweiten Röhre verbunden und das zu verstärkende Signal dem Steuergitter der ersten Röhre zugeführt wird und wobei die Anode der ersten Röhre mit dem Steuergitter der zweiten Röhre verbunden und das verstärkte Signal der Kathode der zweiten Röhre oder einer Anzapfung am erwähnten Widerstand entnommen wird.

Solche Verstärkerschaltungen, die unter dem Namen »single-ended push-pulk-Schaltungen bekannt sind, werden oft als Endverstärker für ein Tonsignal verwendet, wobei das der Kathode der zweiten Röhre entnommene verstärkte Signal einem oder mehreren Lautsprechern zugeführt wird. Die an dem erwähnten Widerstand auftretende Signalspannung dient als Steuerspannung für die zweite Röhre, wodurch diese Röhre zu der ersten Röhre gegenphasig gesteuert wird. Die durch die Röhren fließenden Signalströme fließen zusammen durch den die beiden Röhren gemeinsam belastenden Lautsprecher. Während daher die beiden Röhren für Gleichstrom in Reihe geschaltet sind, wirken sie für den Laut-Sprecher als parallelgeschaltete Signalquellen. Dadurch wird eine Verstärkerschaltung mit verhältnismäßig niedriger Ausgangsimpedanz erzielt, an die somit ein Lautsprecher, der eine verhältnismäßig niedrige Impedanz aufweist, ohne Zwischenschaltung eines Anpassungsübertragers angeschlosssen werden kann.

Die oben beschriebene Verstärkerschaltung läßt sich vorteilhaft in Empfangsschaltungen, z. B. Rundfunk- oder Fernsehempfängern, anwenden, die das Signal in Form eine amplituden- oder frequenzmodulierten Trägerwelle empfangen, wobei das Signal vorzugsweise über eine oder mehrere Mischstufen in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt und dann de- ; moduliert wird und wobei das demodulierte Signal gegebenenfalls über eine Vorverstärkerstufe der oben beschriebenen Verstärkerschaltung zugeführt wird.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Verstärkerschaltung der obenerwähnten Art zu schaffen, bei der eine erhebliche Vereinfachung der diese Ver-Stärkerschaltung enthaltenden Empfangsschaltung erzielt wird, und die Verstärkerschaltung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung auch zur Verstärkung eines zweiten Signals dient, das in einem höheren Frequenzbereich als das erste Signal liegt und das dem Steuergitter der ersten Röhre zugeführt und der Anode der zwei-Verstärkerschaltung, die zwei für Gleichstrom in
Reihe geschaltete Röhren enthält

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Ε! E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Peter Johannes Hubertus Janssen,
Hendrik Cornelis de Graaf,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 30. April 1965 (65 05582)

ten Röhre entnommen wird, und daß eine der Steuerelektroden der zweiten Röhre für das zweite Signal entkoppelt ist.

Zum Beispiel kann als das zweite der Verstärkerschaltung zugeführte Signal das Zwischenfrequenzsignal gewählt werden, das das erwähnte erste Signal in amplituden- oder frequenzmodulierter Form enthält. Solche sogenannten Refiexschaltungen, bei denen dieselbe Verstärkerschaltung zum Verstärken sowohl des Niederfrequenzsignals als auch des dieses Niederfrequenzsignal enthaltenden Zwischenfrequenzsignals verwendet wird, sind an sich schon lange bekannt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die in der Einleitung beschriebene sogenannte »singleended push-pull«-Verstärkerschaltung in einfacher Weise ebenfalls als Hochfrequenz- oder Zwischenfrequenzverstärker verwendet werden kann, wobei zusätzliche Vorteile erhalten werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn dabei die erste Röhre für dieses Hochfrequenz- oder Zwischenfrequenzsignal als Impedanztransformator mit einer Spannungsverstärkung nahezu gleich 1 geschaltet wird, während die zweite Röhre für dieses Signal als Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad wirkt.

709 587/410

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Empfangsschaltung, die mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Verstärkerschaltung nach der Erfindung versehen ist, und

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verstärkerschaltung nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine erste Röhre 1, deren Steuergitter ein Niederfrequenztonsignal über einen Kondensator 2 und einen Gitterableitwiderstand 3 zugeführt wird. Die Kathodenleitung der Röhre 1 enthält einen Kathodenwiderstand 4, der für die zu verstärkenden Wechselspannungen mit Hilfe eines Kondensators 5 entkoppelt ist.

Die Anode der Röhre 1 ist über einen Widerstand 6 mit der Kathode einer zweiten Röhre 7 verbunden, deren Anode über einen Resonanzkreis 14 an die positive Klemme einer (nicht dargestellten) Speisespannungsquelle angeschlossen ist; die negative Klemme dieser Speisespannungsquelle ist mit Masse verbunden.

Das Steuergitter der zweiten Röhre ? ist mit der Anode der ersten Röhre 1 verbunden, und an die Kathode der zweiten Röhre ist über einen großen Kondensator 8 eine Belastung in Form eines Lautsprechers 9 angeschlossen; der Kondensator 8 kann auch an einer Anzapfung des Widerstands 6 angeschlossen sein.

Die bisher beschriebene sogenannte »single-ended push-pulk-Verstärkerschaltung hat folgende Wirkungsweise: Die beiden Röhren 1 und 7 sind für die an die Anode der zweiten Röhre angelegte Gleichspannung in Reihe geschaltet, so daß an jeder der Röhren nahezu die halbe Speisespannung auftritt. Die erforderliche negative Gittervorspannung für die Röhre 1 wird mit Hilfe der Widerstände 3 und 4 erhalten, während die negative Gittervorspannung für die Röhre 7 mit Hilfe des Widerstandes 6 erzeugt wird.

Die über den Kondensator! an das Gitter der Röhre 1 angelegte Signalspannung erzeugt im Anodenkreis dieser Röhre einen Signalwechselstrom, der über den Widerstand 6 und den Kondensator 8 zum Lautsprecher 9 fließt. Da dabei am Widerstand 6 auftretende Signalspannung wird dem Steuergitter der zweiten Röhre 7 zugeführt, wodurch diese Röhre zu der Röhre 1 gegenphasig gesteuert Wirdj der von der Röhre 7 gelieferte Signalstrom fließt gleichfalls über den Kondensators zum Lautsprecher9. Da die beiden Röhren 1 und 7 zueinander gegenphasig gesteuert werden, werden die beiden von diesen Röhren herrührenden und durch den Lautsprecher 9 fließenden Signalströme zueinander addiert. Da die beiden Röhren 1 und 7 somit für den Lautsprecher als zwei parallelgeschaltete Signalquellen wirken, ist die Ausgangsimpedanz der Verstärkerschaltung genügend niederohmig, um ohne Zwischenschaltung eines Impedanztransformators dem Lautsprecher die maximale Leistung zuzuführen.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird die aus den Röhren 1 und 7 bestehende Verstärkerschaltung auch zum Verstärken des Zwischenfrequenzsignals verwendet. Zu diesem Zweck wird dieses Zwischenfrequenzsignal über einen Resonanzkreis 10, eine mit diesem Kreis gekoppelte Wicklung 11 und einen Kondensator 12 dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt. Die Kathode der Röhre 7 ist mit-

tels eines Kondensators 13 für das Zwischenfrequenzsignal an Masse gelegt, und das Zwischenfrequenzsignal wird mit Hilfe eines in der Anodenleitung der Röhre 7 angeordneten Resonanzkreises 14 ausgekoppelt. Das Zwischenfrequenzsignal wird diesem Kreis mit Hilfe einer Kopplungswicklung 15 entnommen und einer Detektorstufe 16 zugeführt. Das Niederfrequenzausgangssignal dieser Detektorstufe wird in einer Verstärkerstufe 17 verstärkt und dann in der

ίο oben bereits beschriebenen Weise mit Hilfe der Röhren 1 und 7 weiter verstärkt und dem Lautsprecher 9 zugeführt.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, wird nach der Erfindung mit sehr einfachen Mitteln ein Zweistufen- Zwischenfrequenzverstärker erhalten; wenn der Eingangskreis 10 und der Ausgangskreis 14 außer Betracht gelassen werden, ist ja nur ein zusätzliches Element (der Kondensator 13) erforderlich, um den Niederfrequenzausgangsverstärker ebenfalls für die

ao Anwendung als Zwischenfrequenzverstärker geeignet zu machen. Mit Hilfe des Kondensators 13 wird ver^ hütet, daß das Zwischenfrequenzsignal den Lautsprecher erreicht; außerdem werden mit Hilfe dieses Kondensators sowohl der Widerstand 6 als auch die Kathode der Röhre 7 an Masse gelegt; der Widerstand 6 wirkt daher für das Zwischenfrequenzsignal als Anodenwiderstand, und da die Anode der Röhre 1 mit dem Steuergitter der Röhre 7 verbunden ist, sind die beiden Röhren 1 und 7 für das Zwischen frequenzsignal in Kaskade geschaltet.

Mit der Verstärkerschaltung nach der Erfindung kann eine sehr hohe Zwischenfrequenzverstärkung erzielt werden. Wie bekannt, kann eine Verstärkerstufe nicht auf eine zu hohe Verstärkung eingestellt werden, da sonst die Schaltung infolge der inneren Röhrenkapazitäten und der Verdrahtungskapazitäten unstabil wird. Dieser Nachteil trifft insbesondere „bei Verstärkerstufen zu, die sowohl ein abgestimmtes Eingangsfilter als auch ein abgestimmtes Ausgangs filter enthalten. Bei der Schaltung nach F i g. 1 wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die erste Röhre 1 als Trennröhre und Impedanztransforroator wirkt, der die Röhre 7 vom Eingangsfilter trennt. Dies wird nachstehend noch näher erläutert.

Der Widerstand 6 wird so niedrig gewählt, daß das an diesem Widerstand auftretende Niederfrequeoztonsignal nahezu die gleiche Amplitude wie das dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführte Tonsignal hat. Bei dieser Bemessung wird die Röhre 7 vom Nieder frequenztonsignal in gleichem Maße, aber, wie oben erwähnt, in Gegenphase ausgesteuert. Dies bedeutet außerdem, daß das am Widerstand 6 auftretende und dem Steuergitter der Röhre 7 zugeführte Zwischenfrequenzsignal nahezu die gleiche Amplitude wie das dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführte Zwischenfrequenzsignal hat. Die Spannungsverstärküng der durch die Röhre 1 und den Widerstand 6 gebildeten Stufe ist daher annähernd gleich 1. Die Ausgangsimpedanz dieser Stufe ist demzufolge jedoch sehr gering, so daß das von der Anode der Röhre 7 herrührende, über die Anodengitterkapazität dieser Röhre durchdringende Zwischenfrequenzsignal nicht über die Anodengitterkapazität der Röhre 1 in den EingangskreislO durchdringen kann, aber über den verhältnismäßig niederohmigen Widerstände nach Masse abfließt. Die Röhre 7 und deren Eingangsfilter 14 können daher auf eine sehr große Verstärkung eingestellt werden, ohne daß sich Unstabilität ergibt.

Claims (4)

Eine besonders hohe Verstärkung kann erzielt werden, wenn für die Röhren 1 und 7 Pentoden gewählt werden. Ein Problem, das sich bei Refiexionsschaltungen und anderen Schaltungen ergibt, bei denen ein verstärkendes Element zum Verstärken zweier verschiedener Signale benutzt wird, ist die gegenseitige Trennung der Ausgangssignale, ohne daß dabei die Frequenzkennlinie des Verstärkers für die beiden Signale beeinträchtigt wird. Man hat zur Erleichterung dieser Trennung bereits vorgeschlagen, die beiden Ausgangssignale verschiedenen Elektroden des verstärkenden Elementes zu entnehmen. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, werden auch bei der Schaltung nach der Erfindung die beiden Ausgangssignale verschiedenen Elektroden, und zwar das Zwischenfrequenzsignal der Anode und das Niederfrequenzsignal der Kathode, der Röhre 7 entnommen. Der Ausgangskreis 14 hat über den verhältnismäßig hochohmigen Innenwiderstand der Röhre 7 auf die Niederfrequenzkennlinie der Schaltung einen vernachlässigbar kleinen Einfluß, während auch der Kondensator 13 diese Kennlinie kaum beeinflussen kann, da dieser Kondensator zu der bei »single-ended push-pulk-Schaltungen verhältnismäßig niederohmigen Niederfrequenzbelastung (dem Lautsprecher 9) parallel geschaltet ist. F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung, bei der entsprechende Schaltelemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine »singleended push-pull«-Verstärkerschaltung mit zwei Pentoden 18 und 19, bei der das Schirmgitter der die erste Röhre bildenden Pentode 18 unmittelbar mit einer positiven Spannung und das Schirmgitter der zweiten Röhre 19 über den Lautsprecher 9 mit dieser positiven Spannung verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Anode der ersten Röhre und dem Steuergitter der zweiten Röhre enthält ein Tiefpaßfilter 20, das aus einem Widerstand 21 und einem Kondensator 22 besteht. Dieses Filter erlaubt dem Niederfrequenztonsignal, unbehindert von der Anode der Röhre 18 zum Steuergitter der Röhre 19 zu fließen; für das Zwischenfrequenzsignal ist dieses Steuergitter jedoch mittels des Kondensators 22 an Masse gelegt. In der Verbindung zwischen der Kathode der Röhre 19 und dem Lautsprecher 9 ist gleichfalls ein Tiefpaßfilter 23 angebracht, das aus einer Induktivität 24 und einem Kondensator 25 besteht. Der Kondensator 25 verhütet, daß das Zwischenfrequenzsignal den Lautsprecher 9 erreicht, während die In- duktivität 24 verhütet, daß die Kathode der Röhre 19 über den Kondensator 25 für das Zwischenfrequenzsignal kurzgeschlossen wird. Für das Niederfrequenzsignal wirkt die Schaltung nach F i g. 2 in gleicher Weise wie die in F i g. 1 gezeigte Schaltung. Für das Zwischenfrequenzsignal bilden die beiden Röhren 18 und 19 einen sogenannten Kaskadenverstärker, wobei der Zwischenfrequenzanodenstrom der ersten Röhre der Kathode der zweiten Röhre zugeführt wird. Wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wirkt die erste Röhre 18 als Impedanztransformator und Trennröhre zwischen der Verstärkerröhre 19 und dem Eingangsfilter. Patentansprüche:

1. Verstärkerschaltung, die zwei für Gleichstrom in Reihe geschaltete Röhren enthält, wobei die Anode der ersten Röhre über einen Widerstand mit der Kathode der zweiten Röhre verbun-

ao den und das zu verstärkende Signal dem Steuergitter der ersten Röhre zugeführt wird und wobei die Anode der ersten Röhre mit dem Steuergitter der zweiten Röhre verbunden ist und das verstärkte Signal der Kathode der zweiten Röhre oder einer Anzapfung des erwähnten Widerstandes entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung auch zum Verstärken eines zweiten Signals dient, das in einem höheren Frequenzbereich als das erste Signal hegt und das dem Steuergitter der ersten Röhre zugeführt und der Anode der zweiten Röhre entnommen wird, und daß eine der Steuerelektroden der zweiten Röhre für das zweite Signal entkoppelt ist.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Röhre für das zweite Signal als Impedanztransformator mit einer Spannungsverstärkung nahezu gleich 1 wirkt und daß die zweite Röhre für dieses Signal als Verstärker mit großer Verstärkung wirkt.

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der zweiten Röhre für das zweite Signal mittels eines Kondensators entkoppelt ist.

4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Verbindung zwischen der Anode der ersten Röhre und dem Steuergitter der zweiten Röhre als auch die Ausgangsleitung für das erstere Signal ein TiefpaßfUter enthalten, das nur das erstere Signal durchläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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