DE2650894A1 - Senderverstaerker mit hohem wirkungsgrad - Google Patents

Senderverstaerker mit hohem wirkungsgrad

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DE2650894A1
DE2650894A1 DE19762650894 DE2650894A DE2650894A1 DE 2650894 A1 DE2650894 A1 DE 2650894A1 DE 19762650894 DE19762650894 DE 19762650894 DE 2650894 A DE2650894 A DE 2650894A DE 2650894 A1 DE2650894 A1 DE 2650894A1
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages

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Description

  • Senderverstärker mit hohem Wirkungsgrad
  • Die Erfindung betrifft einen Senderverstärker mit einem a) Endverstbrkerelement, in dessen Ausgangskreis sich ein auf die zu verstärkende Grundschwingung abgestimmter und zusätzlich zur Wirkungsgradverbesserung wenigstens ein auf eine Oberschwingung abgestimmter Resonanzkreis befindet, und mit einem zur Steuerung des Endverstärkerelementes dienenden b) Treiberelement zur Lieferung einer Treiberausgangsapannung mit mindestens einer Oberschwingung,welche innerhalb der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes zur Vergrößerung der Scheitelwerte der Treiberausgangsspannung gegenüber der Grundschwingung beiträgt.
  • Als Endverstärker kommt beispielsweise eine Sender-Endröhre in Betracht, in deren Anodenkreis sich in Reihenschaltung zwei Parallelschwingkreise befinden, von denen einer auf die Grundschwingung und einer auf eine Oberschwingung, beispielsweise die zweite oder dritte Harmonische abgestimmt ist. Es kann zusätzlich auch noch ein weiterer Parallelschwingkreis in Reihenschaltung vorgesehen sein, der auf eine weitere Oberschwingung abgestimmt ist. Solche auf Oberschwingungen abgestimmte Parallelschwingkreise sind bekannt. Sie dienen der Verbesserung des Wirkungsgrades der Endröhre, indem sie dafür sorgen, daß die in der Anodenstromkurve enthaltenen Oberschwingungen auch proportionale Spannungsanteile an der Anode hervorrufen, so daß - geeignete Phasenlage der Oberschwingungen vorausgesetzt - sich eine der Rechteckform mehr oder weniger gut angenäherte Kurvenform für die Anodenspannung ergibt. Eine solche Kurvenform hat im Zusammenwirken mit den Anodenstromimpulsen, die sich bei den ebenfalls vorauszusetzenden C-Betrieb der Endröhre ergeben, zur Folge, daß die Anodenspannung immer gerade dann sehr klein ist, wenn ein großer Anodenstrom auftritt, während die Anodenspannung fast nur noch dann hoch ist, wenn der AnodenstronElein ist. Die Folge davon ist, daß das Produkt aus Anodenstrom und Anodenspannung, dem die Verlustleistung der Endröhre proportional ist, im Mittel besonders klein wird, so daß auf diese Weise ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
  • Es ist außerdem bekannt, mit den gleichen Mitteln auch dafür zu sorgen, daß der Wirkungsgrad des dem Endverstärkerelement vorgeschalteten Treiberelementes, beispielsweise einer Treiberröhre, ebenfalls hoch wird.
  • Während es jedoch bei dem Treiberelement genügt, dieses mit einer sinusförmigen Steuerspannung zu steuern, besteht bei dem Endverstärkerelement das Bestreben, den Wirkungsgrad noch weiter dadurch zu verbessern, daß auch die Steuerspannung der Rechteckform angenähert wird. Hierzu ist es bekannt, der steuernden Grundschwingung Oberschwingungsanteile in geeigneter Phasenlage, beispielsweise die dritte Harmonische zuzusetzen. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß diese zuzusetzende Oberschwingung durch einen Verzerrer aus der Grundschwingung gewonnen und auf den nötigen Pegel verstärkt werden muß. Dieser zusätzliche Aufwand ist unerwünscht und wird auch dann nur mehr verlagert als verringert, wenn nicht erst das Endverstärkerelement, sondern schon das Treiberelement mit einer der Rechteckform angenäherten Schwingung gesteuert wird (DPS 1 064 115).
  • Ein Versuch, den unerwünschten Aufwand zu vermeiden, besteht inder Erzeugung des phasenrichtigen Anoden-Oberwellenstromes durch Gitterstrom bei Verwendung eines Kathodenoberwellenkreises an der Endröhre zur Gegenkopplung der vom Treiber herrührenden und in ungünstiger Phasenlage liegenden Oberschwingung, so daß der Anteil der Oberschwingung im Gitterstrom der Endröhre in der Lage ist, die Phasenumkehr der benutzten Oberschwingung in die gewünschte Richtung zu bewirken (Rundfunktechnische Mitteilungen, Band 13 (1969), Heft 5, Seite 216). Dies erscheint einfach, ist aber in der Praxis mit einigem Aufwand verbunden, weil die Kathode der Endröhre auf Hochfrequenzpotential zu legen ist, während zugleich große Heiz- und Kathodenströme fließen. Die Heizanschlüsse müssen daher hochfrequenzmäßig verblockt werden und die Kathode muß mit einer Rohrleitung mit Massepotential verbunden werden, innerhalb welcher Heizschienen zum Heiztransformator führen. Umschlossen wird die Rohrleitung von einer als Toroidspule ausgeführten Selbstinduktion des auf die Oberwelle abgestimmten Kathodenkreises.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die zur Erreichung eines hohen Wirkungagrades erforderliche Kurvenform der Steuerschwingung für das Endverstärkerelement auf eine andere Weise zu erzielen, die mit weniger Aufwand verbunden ist, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Ausgangselektrode des Treiberelements und der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes ein derartiges Netzwerk zur Phasendrehung der Grundschwingung und/oder der genannten Oberschwingung vorgesehen ist, daß diese Oberschwingung an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes während der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes zur Verkleinerung der Scheitelwerte gegenüber der Grundschwingung beiträgt. Durch diese Phasenbeziehung wird erreicht, daß die Grundwellenscheitelapannung der zur Aufsteuerung des Endverstärkerelementes dienenden Teilschwingung an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes größer als die Scheitelspannung der Summe aus der Grundwelle und der an der Steuerelektrode auftretenden Oberschwingung wird. Dadurch kann die Spannungsausnutzung verbessert werden, weil die Schwingungskuppen in der Nähe der Scheitelpunkte mit den genannten Scheitelwerten der Grundschwingung durch die Oberschwingung abgeflacht werden.
  • Mit Rücksicht darauf, daß die Erfindung auch dann sinnvoll angewendet werden kann, wenn die Treiberausgangaspannung mehrere Oberschwingungen in gegenseitigen Phasenbeziehungen enthält, durch welche die Annäherung der Treiberausgangsspannung an eine innerhalb der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes erwünschte Rechteckspannung beeinträchtigt wird, kann die Erfindung auch dadurch charakterisiert werden, daß das Netzwerk zwischen Treiber-und Eniverstärkerelement die Eigenschaft besitzen muß, die Phasen der Harmonischen mit wesentlichem Amplitudenanteil (Größenordnung 1 % der Grundwellenamplitude und mehr) in diejenigen Lagen zu verschieben, die für die Formung einer Rechteckspannung benötigt werden. Die dritte Harmonische beispielsweise muß an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes bei denjenigen Scheitelpunkten der Grundschwingung, bei welchen das Endverstärkerelement aufgesteuert wird, gegenphasig gegenüber der Grundschwingung sein, um die Steuerspannung für das Endverstärkerelement der Rechteckform anzunähern.
  • Als besonders vorteilhaft haben sich Ausführungsformen der Erfindung erwiesen, bei denen ein solches Netzwerk vorgesehen ist, welches im wesentlichen nur die Phase der Grundschwingung oder nur die Phase der Oberschwingung dreht, welche die Grundschwingung an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes abflachen soll, d.h. dort zur Grundschwingung gegenphasig verlaufen soll;-dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Netzwerk bei Frequenzwechsel neu abgestimmt werden muß, weil dann die Abstimmung nicht zu kompliziert wird.
  • Vorzugsweise sind in dem Netzwerk mindestens zwei Resonanzkreise vorgesehen, von denen einer auf die Grundschwingung und einer (oder mehrere) auf die genannte, in der Treiberausgangaspannung enthaltene(n) Oberschwingungen) abgestimmt ist (sind), wobei es mit Rücksicht auf etwaige Frequenzwechsel wiederum von Vorteil ist, wenn die beiden Resonanzkreise unabhängig voneinander verstimmbar sind.
  • Wie schon bisher üblich, können auch bei einem erfindungsgemäßen Senderverstärker Parallelschwingkreise im Ausgangs stromkreis des Treiberelementes in Reihe zueinander liegen, wobei die der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes zugeführte Steuerschwingung sich aus der Summe der an den Parallelschwingkreisen liegenden Spannungen ergibt oder daraus abgeleitet wird.
  • Obwohl es im Prinzip denkbar wäre, als Netzwerk zwei in Reihe im Ausgangsstromkreis des Treiberelementes liegende Parallelkreise (abgestimmt auf die Grundschwingung bzw. eine Oberschwingung) mit einem von der Ausgangselektrode des Treiberelementes zur Steuerelektrode des Endverstärkerelementes abzweigenden L-C-Glied zur Phasendrehung von Grund- und Oberschwingung zu verwenden, ergeben sich doch dann einfacherere Verhältnisse, wenn das Netzwerk -abgesehen von Streu-, Zuleitungs-, Röhren- und ähnlichen Reaktanzen -ausschließlich durch die beiden Parallelschwingkreise gebildet wird. In diesem Fall ist ein Parallelschwingkreis als phasendrehender Teil des Netzwerkes, insbesondere als W-Glied ausgebildet, dessen längszweig die Ausgangselektrode des Treiberelementes (ggf. mittelbar) mit der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes verbindet. Wenngleich sich hierbei die Möglichkeit ergibt, den Ausgangs-Querzweig des r-Gliedes als den anderen Parallelschwingkreis auszubilden, so ist es doch in vielen Fällen günstiger, die nicht mit dem Längazweig des #-Gliedes verbundenen Enden der Querzweige zu dem anderen Parallelschwingkreis zu führen, der dann also nicht Teil desGliedes ist.
  • Von Vorteil ist es weiterhin, bei Verwendung eines R -Gliedes zugleich zur Phasenschiebung und als Parallelschwingkreis, dieses #-Glied auch noch spannungstransformierend auszuführen, indem die Querzweige des #-Gliedes unterschiedlich bemessen werden.
  • Durch eine geeignete Spannungstransformation ist es nämlich möglich, der Amplitude der Oberschwingung im Verhältnis zu derjenigen der Grundschwingung die an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes benötigte Größe zu geben. Außerdem kann durch die Transformation die Anpassung des Endverstärkerelementes an das Treiberelement optimiert werden. Damit das Netzwerk auch seiner zusätzlichen Aufgabe gerecht wird, solche Oberschwingungen am Ausgang des Treiberelementes kurz zu schließen, die an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes nicht benötigt werden, ist es von Vorteil, in dem Netzwerk einen Strompfad von der Ausgangselektrode des Treiberelementes zum Erdpotential vorzusehen, der im wesentlichen keine Induktivitäten aufweist, sondern bevorzugt nur Kapazitäten.
  • bevorzugte Für das weiter unten beschriebene,/Ausführungsbeispiel hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den als ff -Glied ausgebildeten Parallelschwingkreis auf die Grundschwingung abzustimmen, während der andere Parallelschwingkreis auf die dritte Harmonische (zweite Oberschwingung) abgestimmt ist. Zusätzlich könffnoch weitere Resonanzschwingkreisevorgesehen sein, z.B Sauf die fünfte Harmonische abgestimmter, die im Prinzip die gleiche Wirkung wie derjenige habender auf die dritte Harmonische abgestimmt ist. Dieser auf die fünfte Harmonische abgestimmte Parallelschwingkreis wird, um seine analoge Wirkung zu ermöglichen, in analoger Weise wie der auf die dritte Harmonische abgestimmte Parallelschwingkreis angeordnet.
  • Schließlich hat es sich noch als vorteilhaft erwiesen, die störenden Einflüsse der zwischen dem Eingang des rjr-Gliedes und Erdpotential liegenden Kapazität (das ist im wesentlichen die Ausgangskapazität des Greiberelementes) und der zwischen dem Ausgang des 9 -Gliedes und Erdpotential liegenden Kapazität (Eingangskapazität des Endverstärkerelementes) dadurch zu berücksichtigen, daß diese Kapazitäten im Verhältnis zur Querkapazität desW -Gliedes an seinem Eingang bzw. im Verhältnis zur Querkapazität des t -Gliedes an seinem Ausgang untereinander gleich gemacht werden.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Senderverstärker mit einem nicht näher dargestellten Netzwerk zwischen den Treiberelement und dem Endverstärkerelement.
  • In den Fig. 2 und 3 sind prinzipiell denkbare, aber nicht erprobte Netzwerke dargestellt, während Fig. 4 ein erprobtes und bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das Netzwerk in Fig. 1 zeigt.
  • Fig. 5 zeigt ein über der Zeit aufgetragenes Anodenspannungsdiagramm für das Endverstärkerelement in Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist an das Treiberelement 1 in Form einer Treiberröhre (Tetrode), und zwar an die Ausgangselektrofe 2, also die Anode, wo die Treiberausgangsspannung auftritt, ein Netzwerk 3 angeschlossen, für das Aus führungsbeispiele in den drei folgenden Figuren dargestellt sind und dessen Ausgang zur Steuerelektrode (Steuergitter) des Endverstärkerelementes 4 führt, das eine Endröhre (Tetrode) ist. Im Ausgangskreis dieser Endröhre befinden sich, von der Anode ausgehend, zwei Parallelschwingkreise 5 und 6, von denen der erste (5) auf eine Oberschwi(z.B.:3 f)zu verstärkenden Grundschwingung mit der Betriebsfrequenz f abgestimmt ist, während der zweite (6) auf die Grundschwingung (f) abgestimmt und zugleich als t -Glied zur Spannungstransformation und Anpassung der mit der Grundschwingung gespeisten Antenne 7 ausgebildet ist. Für den Fall, daß der Parallelschwingkreis 5 im Anodenstromkreis der im C-Betrieb arbeitenden Endröhre 4 auf die dritte Harmonische abgestimmt ist, zeigt Fig. 5 die gewünschte Form der Anodenspannung Ua in Abhängigkeit von der Zeit t. Diese Anodenspannung setzt sich aus der Grundwelle U1 und der dritten Harmonischen U3 zusammen, wobei die Amplitude der Spannung U3 ungefähr nur 1/6 der Spannung U1 beträgt und die dargestellten Phasenlagen derart eingehalten sind, daß U1 und U3 bei t = 11 also dort, wo Ul infolge großen Anodenstromilusses ein Minimum hat, zu U3 gegenphasig ist. Für den dargestellten Fall der Verwendung der dritten Harmonischen U3 ist diese geforderte Gegenphasigkeit auch innerhalb der dargestellten Halbwelle um t = 0 gegeben. Damit diese Gegenphasigkeit in der Anodenspannung Ua erzielt werden kann, muß sie auch im Anodenstrom gegeben sein.
  • Dies ist der Fall, wenn der halbe Stromflußwinkel der Endröhre 4 pro Periode ca. 60 - 700, bevorzugt 65 - 700 beträgt und die Steuergitterspannung eine ähnliche Form hat Fort hat wie Ua. Das bedeutet, daß die Steuergitterspannung ebenfalls aus einer Grundschwingung und einer dritten Harmonischen mit der in Fig. 5 gezeigten Phasenlage zusammengesetzt sein muß. Da bei sinusförmiger Steuerung der Treiberröhre 1 in dem für den hohen Wirkungsgrad erforderlichen C-Betrieb, d.h. mit einem halben Stromflußwinkel von weniger als 900, die dritte Harmonische in der Anodenspannung der Treiberröhre 4 in entgegengesetzter Phasenlage, als in Fig. 5 gezeigt, erscheint, könnte entweder der halbe Stromflußwinkel der Ureiberröhre 1 größer als 90° gemacht werden (AB-Betrieb), wodurch sich der Wirkungsgrad verschlechtern wird, oder die Treiberröhre 1 müßte selbst mit der Grundschwingung und der Oberschwingung in geeigneter Phasenlage und mit geeignetem Amplitudenverhältnis angesteuert werden, was einen hohen Aufwand zur Folge hätte,oder die vom Treiber kommende dritte Harmonische in der unerwünschten Phasenlage wird durch Gegenkopplung der Endröhre 4 durch einen auf die dritte Harmonische abgestimmten Parallelschwingkreis in der Kathodenzuleitung, also durch frequenzabhängige Gegenkopplung beseitigt und durch eine durch den Gitterstrom hervorgerufene dritte Harmonische in der richtigen Phasenlage ersetzt, was ebenfalls einen hohen Aufwand zur Folge hätte.
  • Gemäß der Erfindung wird ein einfacherer Weg beschritten, indem das Netzwerk 3 zwischen Treiber und Endröhre die Phase der Grundschwingung und/oder der Oberschwingung von der unerwünschten in die erwünschte Lage dreht. Gleichzeitig kann das Netzwerk so ausgebildet sein, daß das gewünschte Amplitudenverhältnis zwischen der Grundschwingung und der Oberschwingung eingestellt werden und die Anpassung optimiert werden kann.
  • rein In Fig. 2 ist einetheoretische Möglichkeit für das Netzwerk 3 (Fig. 1) eines Senderverstärkers nach der Erfindung angegeben.
  • Dabei befinden sich im Ausgangs stromkreis des Treiberelementes 1 (Fig. 1) von der Ausgangselektrode 2 (Anode) kommend zwei Parallelschwingkreise 5 und 8 in Reihenschaltung, von denen der erste (5) wiederu(m3fa)uf eine Oberschwingung, beispielsweise die dritte Harmonische, und der zweite (8) auf die Grundschwingung f abgestimmt ist. Es ergibt sich daher an dieser Reihenschaltung die für die Steuerung des Endverstärkerelementes 4 (Fig. 1) erwünschte, oberwellenhaltige Spannung, wobei jedoch die dritte Harmonische dann, wenn das Treiberelement 2 - wie für einen guten Wirkungsgrad erforderlich - im C-Betrieb arbeitet, gegenüber der Grundschwingung nicht die für die Steuerung des Endverstärkerelementes 4 erwünschte Phasenlage hat. Daher ist zur Korrektur der relativen Phasenlage der dritten Harmonischen gegenüber der Grundwelle ein LC-Glied als Teil des Netzwerkes 3 (Fig. 1) in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen. Dieses LC-Glied ist auf eine Frequenz zwischen der Grundschwingung und der Oberschwingung abgestimmt, so daß die Phasenlage der Grundschwingung in die eine Richtung und die Phasenlage der Oberschwingung in die andere Richtung derart gedreht wird, daß sich am Ausgang des LC-Gliedes die relative Phase zueinander um 1800 verschoben hat. Dies gilt allerdings nur, wenn der Eingang des Endverstärkerelementes 4 rein reaktiv ist und dessen Reaktanz in der Kapazität C nach Fig. 2 bereits enthalten ist. Da dies gerade bei dem überspannten C-Betrieb mit Schirmgitterstromübernahme, in welchem das Endverstärkerelement 4 (Fig. 1) arbeitet, nicht der Fall ist, hat das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, solange keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen werden, keinen praktischen Wert, zumal die Schwingkreise 5 und 8 und das LC-Glied zusammengenommen in Parallelresonanz geraten können, so daß an der Steuerelektrode der Endröhre 4 ein Spannungsanteil mit unerwünschter Frequenz auftreten kann. Das Ausführungsbeispiel sollte an dieser Stelle lediglich dazu dienen, aufzuzeigen, daß für den erfindungsgemäßen Senderverstärker eine Reihe von sehr unterschiedlichen Ausführungsbeispielen denkbar ist.
  • Ähnliches, wenn auch aus einem anderen Grund, gilt für das in Fig. 3 gezeigte Netzwerk, bei dem im Ausgangskreis des Treiberelementes g ebenfalls zwei Parallelschwingkreise enthalten sind, von denen einer (8) auf die Grundschwingung f und der andere als -Glied -Glied aus den Elementen L, C und 8 gebildet und auf die zweite, dritte oder vierte, insbesondere dritte Harmonische 3f abgestimmt ist. Dabei ist zu beachten, daß der Parallelschwingkreis 8 im Ausgangsquerzweig des g -Gliedes für eine Oberschwingung kapazitiv wirkt.
  • Bei dem Netzwerk nach Fig. 3 wird nur die Phase der Oberschwingung, nicht dagegen die der Grundachwingung um 1800 gedreht.
  • Wenn es auch im Aufbau einfacher als das nach Fig. 2 ist, so ergeben sich doch dann Schwierigkeiten, wenn die Betriebsfrequenz f geändert werden muß, was beispielsweise bei einem Mittelwellensender bei Übergang vom Lage auf den Nachtbetrieb notwendig werden kann. Dann zeigt sich nämlich, daß die beiden Parallelschwingkreise in Fig. 3 nicht unabhängig voneinander abgestimmt werden können.
  • Dies ist hingegen bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 möglich, das nun ausführlich beschrieben wird, wobei zunächst nur auf die nicht gestrichelten Netzwerkteile eingegangen werden soll.
  • Das Netzwerk nach Fig. 4 besteht aus einer innerhalb des Anodenliegenden kreises des Treiberelementes 1 (Fig. 1) / Reihenschaltung aus den Parallelschwingkreis mit den Elementen L1, Cl und G2, der auf die Grundschwingung f abgestimmt und als üi-Glied ausgebildet ist, und einem auf die dritte Harmonische 3f abgestimmten Parallelschwingkreis aus den Elementen L2 und G3. Jeweils ein Parallelschwingkreis stellt für die Resonanzfrequenz des anderen im Idealf Çl eiRendEurzschluß dar. Außerdem ist durch einen rein Strompfad kapazitiven/ C1-C3 dafür gesorgt, daß höhere Harmonische (4f, 5f usw.) kurzgeschlossen sind. Das auf die Grundschwingung abgestimmte üi-Glied aus der Spule L1 im Längszweig und den Enden satoren C1 und C2 in den Querzweigen dreht die Phase der Grundschwingung zwischen dem Eingang des t -Gliedes und dessen Ausgang um 1800, während der an den Fußpunkt des #-Gliedp angeschlossene Parallelresonanzkreis für die Oberschwingung aus der Spule L2 und dem Kondensator C3 die Phase nicht dreht. Dadurch ist bei sinusförmiger Steuerung des Treiberelementes 1 (Fig. 1), d.h. bei Ansteuerung des Treibers mit der Grundschwingung, die von dem Treiberelement in der unerwünschten Phasenlage erzeugte dritte Harmonische am Steuergitter der Endröhre 4 in der richtigen Phasenlage gegenüber der Grundschwingung.
  • Das gewünschte Amplitudenverhältnis von Grund- und Oberschwingung wird durch die Transformation der Grundschwingungsamplitude mit Hilfe des t -Gliedes und durch die Wahl der Impedanzwerte der Parallelschwingkreise erreicht. Nuß ein bestimmtes Transformationsverhältnis zwischen der Grundschwingungseingangsamplitude und der Grundschwingungsausgangssmplitude des zwei -Gliedes eingehalten werden, dann wird das Amplitudenverhältnis zwischen der Grund- und der Oberschwingung nur durch die Impedanzen der beiden Parallelschwingkreise beeinflußt und kann durch deren geeignete Wahl festgelegt werden.
  • Im Gegensatz zu bekannten Netzwerken zwischen einem Treiberelement und einem Endverstärkerelement (z.B. den in der DPS 1 064 115 angegebenen Foster-Netzwerken),aber auch zu den Netzwerken nach den oben beschriebenen Figuren 2 und 3 läßt sich das Netzwerk nach Fig. 4 sehr leicht abstimmen, da sich die Parallelschwingkreise ohne gegenseitige Beeinflussung abstimmen lassen.
  • Der Grundwellenkreis L1-C1-C2 wird auf das Anodengleichstromminimum der Treiberröhre 1 und der Oberwellenkreis L2-C3 auf das Ausgangsleistungsmaximum der Endröhre 4 eingestellt.
  • Da die Anode der Treiberröhre 1 und das Steuergitter der Endröhre 4 gegen Erdpotential liegende Kapazitäten Ca bzw. Ce aufweisen, von denen störende Einflüsse ausgehen können, ist es zweckmäßig, diese Kapazitäten bei der Bemessung des Netzwerkes zu berücksichtigen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Eapazitäten Ca und Ce die Röhrenkapazitäten und die Schaltungskapazitäten zusammenfassen. Wenn die Kapazitäten im Verhältnis Ca:Ce = C1:C2 gewählt werden, so ergibt sich ein Brückenabgleich für die aus diesen Kapazitäten bestehende Brücke, in deren erster Diagonale die Spule L1 liegt, welche die Brücke mit der Grundwellenspannung versorgt, während an der anderen Brückendiagonale keine Grundwellenspannung vorhanden ist, so daß also die *) (bezüglich der Grundfrequenz) Verbindungsstelle 9 zwischen den beiden Parallelschwingkreisen auf Erdpotential liegt. Dies hat zur Folge, daß bei der Abstimmung der beiden Parallelschwingkreise keine gegenseitige Beeinflussung stattfindet. Die Kapazitäten Ca und Ce sollten aber nach Möglichkeit nicht künstlich erhöht werden, damit die Treiberröhre 1 am Oberwellen-Parallelschwingkreis L2-C3 eine genügend große Oberwellenspannung erzeugen kann.
  • Das erwünschte Amplitudenverhältnis von Grund- zu Oberschwingung am Gitter der Endröhre 4 ist für das gezeigte Beispiel und Verwendung der dritten Harmonischen beispielsweise 6 : 1.
  • auch etwa Da das 1T -Glied L1-C1-C2 die Grundwellenspannung/im Verhältnis 6:1 vom Treiberausgang zum Endröhreneingang herab transformiert, braucht die Oberwellenspannung an der Anode der Treiberröhre 1 lediglich etwa 3 % der Grundwellenspannung zu betragen. Damit ist die Anodenspannung der Treiberröhre fast sinusförmig. Der halbe Stromflußwinkel der Treiberröhre 1 braucht daher nicht unbedingt auf den für die Erzeugung eines hohen Oberwellenanteil es (f 3) in der Treiber-Anodenspannung günstigen Wert von unffefähr nur 40 ° eingestellt zu werden, sondern kann auf für eine Leistungsabgabe günstigere Werte bis zu ungefähr 600 festgelegt werden, so daß sich zusätzlich zu dem guten Wirkungsgrad der Endröhre 4 auch ein guter Treiber wirkungsgrad ergibt. Ergänzend sei erwähnt, daß der Oberwellenschwingkreis im Anodenstromkreis der Endröhre 4 nicht unbedingt auf die gleiche Oberwelle abgestimmt zu sein braucht, wie der Oberwellenschwingkreis im Anodenstromkreis des Treibers 1. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß in den AnodSEEkreisen zusätzliche Oberwellenschwingkreise vorgesehen sein können; beispielsweise kann bei dem Ausführungsstrom beispiel nach Fig. 4 in den Anodenkreis des Treibers 1 zusätzlich ein auf die fünfte Harmonische abgestimmter Parallelschwingkreis in Reihe zu den bereits vorhandenen Parallelschwingkreisen gelegt werden. Durch diesen zusätzlichen Schwingkreis würde die Phase der fünften Harmonischen nicht verändert werden, was auch den Erfordernissen am Gitter der Endröhre 4 entspricht, *) (beispielsweise in die Verbindungsleitung 9) wenn der halbe Stromflußwinkel der gerade noch im nicht überspannten Betrieb arbeitenden Treiberröhre 1 (unter der Voraussetzung einer linearen Röhrenkennlinie) größer als 530 und kleiner als 900 ist und daher die Anode des Treibers die fünfte Harmonische gegenphasig zur Grundwelle und zur dritten Harmonischen liefert (im Scheitelpunkt der Grundwelle).
  • Insbesondere das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vereinigt in sich die Vorteile, daß der Schaltungsaufwand besonders gering, die Abstimmung auf die Sendefrequenz sehr einfach und die zur Anpassung der End-röhre 4 an die Treiberröhre 1 erforderliche Transformierung der Grundschwingung ebenfalls sehr einfach ist sowie daß die Treiberröhre nur mit der Grundschwingung angesteuert werden muß und daß schließlich ein auf eine Oberwelle abgestimmt er Parallelschwingkreis in der Kathodenzuleitung der Endröhre 4 entfallen kann.
  • Leerseite

Claims (15)

  1. Patentansprüche Senderverstärker mit einem a) Endverstärkerelement, in dessen Ausgangskreis sich ein auf die zu verstärkende Grundschwingung abgestimmter und zusätzlich zur Wirkungsgradverbesserung wenigstens ein auf eine Oberschwingung abgestimmter Resonanzkreis befindet, und mit einem zur Steuerung des Endverstärkerelementes dienenden b) Treiberelement zur Lieferung einer Treiberausgangaspannung mit mindestens einer Oberschwingung, welche innerhalb der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes zur Vergrößerung der Scheitelwerte der Treiberausgangsspannung gegenüber der Grundschwingung beiträgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgangselektrode des Treiberelementes (1) und der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) ein derartiges Netzwerk (3) zur Phasendrehung der Grundschwingung und/oder der genannten Oberschwingung der Treiberausgangsspannung vorgesehen ist, daß diese Oberschwingung an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) während der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes zur Verkleinerung der Scheitelwerte gegenüber der Grundschwingung beiträgt
  2. 2) Senderverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein solches Netzwerk (Fig. 3 und 4), welches im wesentlichen nur die Phase der Grundschwingung oder nur die Phase der genannten Oberschwingung der Treiberausgangsspannung dreht.
  3. 3) Senderverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Netzwerk (Fig. 2 bis 4) zwei Parallelschwingkreise vorgesehen sind, von denen einer auf die Grundschwingung (f) und einer auf die genannte Oberschwingung (3f) der Treiberausgangsspannung abgestimmt ist.
  4. 4) Senderverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Parallelschwingkreise unabhängig voneinander verstimmbar sind (Fig. 2 und 4).
  5. 5) Senderverstärker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschwingkreise im Ausgangsstromkreis des Treiberelementes (1) in Reihe liegen zur Ansteuerung der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) mit der zugeführten Steuerschwingung aus der Summe der an den Parallelschwingkreisen liegenden Spannungen (Fig. 2 und 4).
  6. 6) Senderverstärker nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk - abgesehen von Streu-, Zuleitungs-, Röhren- und ähnlichen Reaktanzen - ausschließlich durch die beiden Parallelschwingkreise gebildet wird (Fig. 3 bei Rückbeziehung auf Anspruch 3; Fig. 4).
  7. 7) Senderverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelschwingkreis als phasendrehender Teil des Netzwerkes ausgebildet ist (Fig. 3 und 4).
  8. 8) Senderverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der als phasendrehender Teil des Netzwerkes ausgebildete Parallelschwingkreis einll-Glied bildet, dessen Längszweig die Ausgangselektrode des Treiberelementes (1) (ggf. mittelbar) mit der Steuerelektrode des Fndverstärkereieentes (4) verbindet (Fig. 3 und 4).
  9. 9) Senderverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Längszweig (L 1) verbundenen Enden der Querzweige (C<, C2) des Jr-Gliedes zu dem anderen Parallelschwingkreis (L2 - C3) führen (Fig. 4).
  10. 10) Senderverstärker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das t -Glied gleichzeitig spannungstransformierend ist (Fig. 3 und 4).
  11. 11) Senderverstärker nacli einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Netzwerk ein Strompfad (C in Fig. 3; C<-C3 in Fig. 4) von der Ausgangselektrode (2) des Treiberelementes (C1) zum Erdpotential vorgesehen ist, der im wesentlichen keine Induktivitäten aufweist.
  12. 12) Senderverstärker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der als \\-Glied ausgebildete Parallelschwingkreis (L1-G1-C2) auf die Grundschwingung (f) abgestimmt ist.
  13. 13) Senderverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelschwingkreis auf die dritte Harmonische (3f) (zweite Oberschwingung) abgestimmt ist (Fig. 2 bis 4).
  14. 14) Senderverstärker nach Anspruch <2 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer analog zu dem auf die dritte Harmonische (3f) abgestimmten Parallelschwingkreis wirksamer und angeordneter Parallelschwingkreis vorgesehen ist, der auf die fünfte Harmonische abgestimmt ist.
  15. 15) Senderverstärker nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das #-Glied eine Längsinduktivität (L1) hat und die zwischen dem Eingang des ar-Gliedes und Erdpotential liegende Kapazität (Ca) im Verhältnis zur Querkapazität(c1) des Ii-Gliedes an seinem Eingang ebenso groß ist wie die zwischen dem Ausgang des t -Gliedes und Erdpotential liegende Kapazität (Ca) im Verhältnis zur Querkapazität (C2) des #-Gliedes an seinem Ausgang.
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