DE2650894B2 - Senderverstärker mit hohem Wirkungsgrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Senderverstärker mit einem

a) Endverstärker, 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 Treiberausgangsspannung 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 Reihen-

schaltung 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 dem 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 Anodenstrom klein 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 veilessern, daß auch die Steuerspannung der RechteckforiTi 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 10 64 115).

Ein Versuch, den unerwünschten Aufwand zu vermeiden, besteht in der 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 Toroidspu-Ie ausgeführten Selbstinduktion des auf die Oberwelle abgestimmten Kathodenkreises.

Aufgabe der Erfindung ist es, die zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades 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, da3 zwischen der Ausgangselektrode des Treiberelements und der Steuerelektrode des Endverstärkerelements ein Netzwerk zur Phasendrehung der Grundschwingung und/oder der Oberschwingung der Treiberausgangsspannung vorgesehen ist, derart, daß diese

Oberschwingung während der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes zur Verkleinerung des dortigen Scheitelwertes gegenüber der Grundschwingung beiträgt so daß die Steuerspannung für das Endver-Stärkerelement der Rechteckform angenähert wird. Barch diese Phasenbeziehung wird erreicht, daß die Grundwellenscheitelspannung 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 Treiberausgangsspannung mehrere: Oberschwingungen in gegen-

jo seitigen Phasenbeziehungen enthält, durch welche die Annäherung der Treiberausgangsspannung an eine innerhalb der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes erwünschte Rechteckspannung beeinträchtigt wird, kann die Erfindung auch dadurch charakteri-

v> siert werden, daß das Netzwerk zwischen Treiber- und Endverstärkerelement 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 besonder vorteilhaft haben sich Ausführungsformen der Erfindung erwiesen, bei denen ein solches

v) 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 gegen-

5^r> phasig verlaufen soll; dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Netzwerk bei Freuqenzwechsel 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 Treiberausgangsspannung enthaltenen) Oberschwingung(en) abgestimmt ist (sind), wobei es mit Rücksicht auf etwaige Frequenzwechsel wieder-

M um von Vorteil ist, wenn die beiden Resonanzkreise unabhängig voneinander verstimmbar sind.

Wie schon bisher üblich, können auch bei einem erfindungsgemäßen Senderverstärker Parallelschwing-

kreise im Ausgangsstromkreis 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 einfachere 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 π-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 π-Gliedes als den anderen Parallelschwingkreis auszubilden, so ist es doch in vielen Fällen günstiger, die nicht mit dem Längszweig des π-Gliedes verbundenen Enden der Querzweige zu dem anderen Parallelschwingkreis zu führen, der dann also nicht Teil des »-r-Gliedes ist.

Von Vorteil ist es weiterhin, bei Verwendung eines vT-Gliedes zugleich zur Phasenschiebung und als Parallelschwingkreis, dieses .τ-Glied auch noch spannungstransformierend auszuführen, indem die Querzweige des π -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.

Für das weiter unten beschriebene bevorzugte, Ausführungsbeispiel hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den als Λ-Glied ausgebildeten Parallelschwingkreis auf die Grundschwingung abzustimmen, während der andere Parallelschwingkreis auf die dritte Harmonische (zweite Oberschwingung) abgestimmt ist Zusätzlich können noch weitere Resonanzschwingkreise vorgesehen sein, z. B. ein auf die fünfte Harmonische abgestimmter, die im Prinzip die gleiche Wirkung wie derjenige haben, der 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 jr-Gliedes und Erdpotential liegenden Kapazität (das ist im wesentlichen die Ausgangskapazität des Treiberelementes) und der zwischen dem Ausgang des ίτ-Gliedes und Erdpotential liegenden Kapazität (Eingangskapazitat des Endverstärkerelementes) dadurch zu berücksichtigen, daß diese Kapazitäten im Verhältnis zur Querkapazität des π-Gliedes an seinem Eingang bzw. im Verhältnis zur Querkapazität des jr-Gliedes an seinem Ausgang untereinander gleich gemacht werden.

ίο Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Senderverstärker mit einem nicht näher dargestellten Netzwerk zwischen dem Treiberelement und dem Endverstärkerelement

! 5 In den F i g. 2 und 3 sind prinzipiell denkbare, aber nicht erprobte Netzwerke dargestellt während

Fig.4 ein erprobtes und bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das Netzwerk in F i g. 1 zeigt
Fig.5 zeigt ein über der Zeit aufgetragenes Anodenspannungsdiagramm für das Endverstärkerelement in F ig. 1.

In F i g. 1 ist an das Treiberelement 1 in Form einer Treiberröhre (Tetrode), und zwar an die Ausgangselektrode 2, als die Anode, wo die Treiberausgangsspannung

2-, auftritt, ein Netzwerk 3 angeschlossen, für das Ausführungsbeispiele in den drei folgenden Figuren dargestellt sind und dessen Ausgang zur Steuerelektrode (Steuergitter) des Endverstärkerelementes 4 führt das eine Endröhre (Tetrode) ist. Im Ausgangskreis

jo dieser Endröhre befinden sich, von der Anode ausgehend, zwei Parallelschwingkreise 5 und 6, von denen der erste (5) auf eine Oberschwingung (z. B.: 3f) der zu verstärkenden Grundschwingung mit der Betriebsfrequenz /"abgestimmt ist während der zweite

(6) auf die Grundschwingung (f) abgestimmt und zugleich als π-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 Diose Anodenspannung setzt sich aus der Grundwelle t/l und der dritten Harmonischen U 3 zusammen, wobei die Amplitude der Spannung t/3 ungefähr nur '/β der Spannung Ui beträgt und die dargestellten Phasenlagen derart eingehalten sind, daß Ui und t/3 bei t = π, also dort, wo i/l infolge großen Anodenstromflusses ein Minimum hat zu t/3 gegen-

~>o phasig ist Für den dargestellten Fall der Verwendung der dritten Harmonischen t/3 ist diese geforderte Gegenphasigkeit auch innerhalb der dargestellten Halbwelle um t = O 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—70°, bevorzugt 65—70° beträgt und die Steuergitterspannung eine ähnliche Form hat wie Ua. Das bedeutet, daß die Steuergitterspannung ebenfalls aus einer Grundschwingung und einer dritten Harmonischen mit der in F i g. 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 90°, die dritte Harmonische in der Anodenspannung der Treiberröhre 1 in entgegengesetzter Phasenlage, als in F i g. 5 gezeigt, erscheint könnte entweder der halbe Stromflußwinkel

der Treiberröhre 1 größer als 90° gemacht werden (ytß-Betrieb), wodurch sich der Wirkungsgrad verschlechtern würde, 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 ι ο 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.

In F i g. 2 ist eine rein theoretische Möglichkeit für das Netzwerk 3 (Fig. 1) eines Senderverstärkers nach der Erfindung angegeben. Dabei befinden sich im Ausgangsstromkreis des Treiberelementes 1 (Fig. 1) von der Ausgangselektrode 2 (Anode) kommend zwei Parallelschwingkreise 5 und 8 in Reihenschaltung, von denen der erste (5) wiedeium auf eine Oberschwingung, beispielsweise die dritte Harmonische {3f), und der zweite (8) auf die Grundschwingung /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-GIied als Teil des Netzwerkes 3 (F i g. 1) in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 vorgesehen. Dieses LC-GIied 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 180° verschoben hat Dies gilt allerdings nur, wenn der Eingang des Endverstärkerelementes 4 rein reaktiv ist und dessen Reaktanz in der Kapazität C nach F i g. 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 Alisführungsbeispiel 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 Treibereiementes 2 ebenfalls zwei Parallelschwingkreise enthalten sind, von denen einer (8) auf die Grundschwingung f und der andere als jr-Glied aus den Elementen L, Cund 8 gebildet und auf die zweite, dritte oder vierte, insbesondere dritte Harmonische 3/ abgestimmt ist. Dabei ist zu beachten, daß der Parallelschwingkreis 8 im Ausgangsquerzweig des «-Gliedes für eine Oberschwingung kapazitiv wirkt.

Bei dem Netzwerk nach F i g. 3 wird nur die Phase der Oberschwingung, nicht dagegen die der Grundschwingung um 180° gedreht. Wenn es auch im Aufbau einfacher als das nach F i g. 2 ist, so ergeben sich doch dann Schwierigkeiten, wenn die Betriebsfrequenz / geändert werden muß, was beispielsweise bei einem Mittelwellensender bei Übergang vom Tag- auf den Nachtbetrieb notwendig werden kann. Dann zeigt sich nämlich, daß die beiden Parallelschwingkreise in F i g. 3 nicht unabhängig voneinander abgestimmt werden können.

Dies ist hingegen bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach F i g. 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 Anodenkreises des Treiberelementes 1 (Fig. 1) liegenden Reihenschaltung aus dem Parallelschwingkreis mit den Elementen LI, Cl und C2, der auf die Grundschwingung /abgestimmt und als «-Glied ausgebildet ist, und einem auf die dritte Harmonische 3/ abgestimmten Parallelschwingkreis aus den Elementen L 2 und C 3. Jeweils ein Parallelschwingkreis stellt für die Resonanzfrequenz des anderen im Idealfall einen Kurzschluß dar. Außerdem ist durch einen rein kapazitiven Strompfad Cl-C3 dafür gesorgt, daß höhere Harmonische (Af, 5/usw.) kurzgeschlossen sind. Das auf die Grundschwingung abgestimmte π-Glied aus der Spule L1 im Längszweig und den Kondensatoren Cl und C2 in den Querzweigen dreht die Phase der Grundschwingung zwischen dem Eingang des jr-Gliedes und dessen Ausgang um 180°, während der an den Fußpunkt des «-Gliedes angeschlossene Parallelresonanzkreis für die Oberschwingung 3/ aus der Spule L 2 und dem Kondensator C3 die Phase nicht dreht Dadurch ist bei sinusförmiger Steuerung des Treiberelementes 1 (F i g. 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 π-Gliedes und durch die Wahl der Impedanzwerte der Parallelschwingkreise erreicht Muß ein bestimmtes Transformationsverhältnis zwischen der Grundschwingungseingangsamplitude und der Grundschwingungsausgangsamplitude des «-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 10 64 115 angegebenen Foster-Netzwerken), aber auch zu den Netzwerken

nach den oben beschriebenen F i g. 2 und 3 läßt sich das Netzwerk nach F i g. 4 sehr leicht abstimmen, da sich die Parallelschwingkreise ohne gegenseitige Beeinflussung abstimmen lassen. Der Grundwellenkreis Li — Ci-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 Kapazitäten Ca und Ce die Röhrenkapazitäten und die Schaltungskapazitäten zusammenfassen. Wenn die Kapazitäten im Verhältnis Ca : Ce = Ci : C2 gewählt werden, so ergibt sich ein Brückenabgleich für die aus diesen Kapazitäten bestehende Brücke, in deren erster Diagonale die Spule L i liegt, welche die Brücke mit der Grundwellenspannung versorgt, während an der anderen Brückendiagonale keine Grundwellenspannung vorhanden ist, so daß also (bezüglich der Grundfrequenz) die 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. Da das w-Glied Li- Cl- C2 die Grundwellenspannung auch etwa 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 Oberwellenanteiles (7"3) in der Treiber-Anodenspannung günstigen Wert von ungefähr nur 40° eingestellt zu werden, sondern kann auf für eine höhere Leistungsabgabe günstigere Werte bis zu ungefähr 60° festgelegt werden, so daß sich zusätzlich zu dem guten Wirkungsgrad der Endröhre 4 auch ein guter Treiberwirkungsgrad ergibt. Ergänzend sei erwähnt, daß der Oberwellenschwingkreis im Anodenstromkreis der

ίο 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 Anodenstromkreisen zusätzliche Oberwellenschwing-

!5 kreise vorgesehen sein können; beispielsweise kann bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 in den Anodenstromkreis des Treibers 1 zusätzlich ein auf die fünfte Harmonische abgestimmter Parallelschwingkreis in Reihe zu den bereits vorhandenen Parallelschwingkreisen gelegt werden (beispielsweise in die Verbindungsleitung 9). Durch diesen zusätzlichen Schwingkreis würde die Phase der fünften Harmonischen nicht verändert werden, was auch den Erfordernissen am Gitter der Endröhre 4 entspricht, wenn der halbe Stromflußwinkel der gerade noch im nicht überspannten Betrieb arbeitenden Treiberröhre 1 (unter der Voraussetzung einer linearen Röhrenkennlinie) größer als 53° und kleiner als 90° 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 Endröhre 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 abgestimmter Parallelschwingkreis in der Kalhodenzuleitung der Endröhre 4 entfallen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. 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 Treiberausgangsspannung 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 (t) und der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) ein Netzwerk zur Phasendrehung der Grundschwingung und/oder der Oberschwingung der Treiberausgangsspannung vorgesehen ist, derart, daß diese Oberschwingung während der Aufsteuerungszeiten des Endverstärkerelementes an der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) zur Verkleinerung des dortigen Scheitelwertes gegenüber der Grundschwingung beiträgt, so daß die Steuerspannung für das Endverstärkerelement der Reckteckform angenähert wird.

2. Senderverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein solches Netzwerk (F i g. 3 und 4), welches im wesentlichen nur die Phase der Grundschwingung oder nur die Phase der genannten Oberschwingung der Treiberausgangsspannung dreht

3. Senderverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Netzwerk (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. Senderverstärker nach Anspruch 3[ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Parallelschwingkreise unabhängig voneinander verstimmbar sind (F ig. 2 und 4).

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 (F i g. 2 und 4).

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; F i g. 4).

7. Senderverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelschwingkreis als phasendrehender Teil des Netzwerkes ausgebildet ist (F i g. 3 und 4).

8. Senderverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der als phasendrehender Teil des Netzwerkes ausgebildete Parallelschwingkreis

ein Λ-Glied bildet, dessen Längszweig die Ausgangselektrode des Treiberelementes (1) (ggf. mittelbar) mit der Steuerelektrode des Endverstärkerelementes (4) verbindet (F i g. 3 und 4).

9. Senderverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Längszweig (L 1) verbundenen Enden der Querzweige (Ci, C2) des jr-Gliedes zu dem anderen Parallelschwingkreis (L 2- C3) führen (F ig. 4).

10. Senderverstärker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das jr-Glied gleichzeitig spannungstransformierend ist (F i g. 3 und 4).

11. Senderverstärker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Netzwerk ein Strompfad (Cin Fig.3; Ci-C3 in F i g. 4) von der Ausgangselektrode (2) des Treiberelementes (Ci) zum Erdpotential vorgesehen ist, der im wesentlichen keine Induktivitäten aufweist

12. Sendervarstärker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der als jr-GIied ausgebildete Parallelschwingkreis (Li-Ci-C2) auf die Grundschwingung (Abgestimmt ist

13. Senderverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelschwingkreis auf die dritte Harmonische (3/} (zweite Oberschwingung) abgestimmt ist (F i g. 2 bis 4).

14. Senderverstärker nach Anspruch 12 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. Senderverstärker nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das π-Glied eine Längsinduktivität (Li) hat und die zwischen dem Eingang des π-GIiedes und Erdpotential liegende Kapazität (Ca)'im Verhältnis zur Querkapazität (C 1) des π-Gliedes an seinem Eingang ebenso groß ist wie die zwischen dem Ausgang des jr-Gliedes und Erdpotential liegende Kapazität (Ca) im Verhältnis zur Querkapazität (C2) des Jr-Gliedes an seinem Ausgang.