DE4041354C1

DE4041354C1 - LF voltage amplifying output stage - has control grid of auxiliary valve connected to anode of pentode via capacitor

Info

Publication number: DE4041354C1
Application number: DE19904041354
Authority: DE
Inventors: Holger 8000 Muenchen De Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2010-12-22

Abstract

Instead of the anode (working) resistance for the amplifying valve a circuit is used. The control grid of an additional valve is connected to the anode of the amplifying valve (pref. a pentode) and supplied through a high-ohmic voltage divider with half the driving voltage of the circuit. The cathode of this additional valve is connected through a resistance to the anode of the amplifying valve. The positive terminal of the anode driving voltage is extended to the anode of the additional valve and the amplified signal is taken from the anode of the amplifying valve. The additional valve acts as a constant current valve for a.c. voltages. USE/ADVANTAGE - Higher amplification factor. Suitable for microphone amplifier, giving low noise and consisting only of driving and output stages.

Description

Der erfindungsgemäße NF-Verstärker wurde vor allem entwickelt, um einen röhrenbestückten NF-Endverstärker zu realisieren, der gute Werte hinsichtlich Klirrverhalten aufweist und andererseits nur aus Treiberstufe und Endstufe besteht.The NF amplifier according to the invention was primarily developed to a tube-equipped NF power amplifier realize the good values in terms of distortion behavior and on the other hand only from driver stage and final stage consists.

Der übliche Aufbau von NF-Vorstufen ist aus Corinth, "Mikrofonverstärker", in: Elektor, 2/88, S. 54-55, zu ersehen. Bei einem solchen Aufbau der Vorstufe eines NF-Verstärkers schließen sich diese beiden Forderungen gegenseitig aus. Eine übliche Röhren-Gegentaktendstufe, wie sie beispielsweise aus zwei Röhren der Typen EL 84, EL 503 oder EL 34 aufgebaut ist, benötigt zur Vollaussteuerung eine Eingangsspannung von 10 bis 25 Volt pro Röhre, oder, bei sehr großen Endstufen, auch noch mehr. Andererseits liegt bei Vollaussteuerung der Klirrfaktor von Gegentaktendstufen üblicherweise bei 5% und die Eingangsempfindlichkeit kompletter NF-Endverstärker, wie sie von der Industrie angeboten werden, bei 0,5 bis 2 Volt. Um einen Klirrfaktor von beispielsweise 0,2% zu erreichen, ist somit ein Gegenkopplungsfaktor von 0,04 notwenidg. Da bei einer Ausgangsleistung des Verstärkers von z. B. 50 Watt an 8 Ohm eine Ausgangsspannung von 20 Volt effektiv entsteht und die Spannungsverstärkung der Endstufe bei etwa 1 liegt, und die Vorstufe bei einer angenommenen Eingangsempfindlichkeit von 1 Volt eine Spannungsverstärkung von 500 aufweisen. Dies mit einer einzigen Verstärkerstufe zu erreichen, ist, wie im folgenden gezeigt wird, nach der üblichen Schaltungstechnik nicht möglich.The usual structure of NF preliminary stages is from Corinth, "Microphone Amplifier", in: Elektor, 2/88, pp. 54-55, zu see. With such a structure of the preliminary stage NF amplifiers meet these two requirements each other out. A common tube push-pull amplifier, as for example from two tubes of the type EL 84, EL 503 or EL 34 is required for full control an input voltage of 10 to 25 volts each Tube, or, for very large power amplifiers, even more. On the other hand, the full harmonic distortion lies of push-pull output stages usually at 5% and the Input sensitivity of complete LF power amplifiers, such as they are offered by the industry, at 0.5 to 2 volts. In order to achieve a distortion factor of 0.2%, for example, is therefore a negative feedback factor of 0.04. Since with an output power of the amplifier of z. B. 50 watts at 8 ohms an output voltage of 20 volts effectively arises and the voltage amplification of the output stage is around 1, and the preliminary stage is an assumed one Input sensitivity of 1 volt a voltage gain of 500. This with a single amplifier stage to achieve is as shown below not possible according to the usual circuit technology.

Um die Verstärkung einer NF-Verstärkerstufe hoch zu machen, können Pentoden verwendet werden, die mit hohem Anodenwiderstand betrieben werden. Hierdurch wird jedoch der Anodenstrom sehr gering, so daß die Steilheit und somit die Verstärkung abnimmt. Fig. 1 zeigt die Arbeitswiderstands/ Verstärkungskurve der üblichen NF-Pentode EF 86 bei einer Anodenspannung von 300 Volt, wobei der Katodenwiderstand dem jeweiligen Anodenwiderstand angepaßt wird. Man sieht deutlich, daß sich höhere Verstärkungsfaktoren als etwa 150 nur bei so hohen Arbeitswiderständen erreichen lassen, daß die Kapazitäten der Schaltung, die bei großen oder parallelgeschalteten Endröhren 20 Picofarad und mehr erreichen können, die Grenzfrequenz in den hörbaren Bereich schieben. Häufig wird sogar eine sehr viel höhere Grenzfrequenz als 20 kHz gefordert, damit die obere Grenzfrequenz des gesamten Verstärkers allein durch den bei Röhrenverstärkern leider unabkömmlichen Ausgangsübertrager bestimmt wird. Des weiteren bedeutet ein niedriger Anodenstrom einen Betrieb der Röhre im nichtlinearen Abschnitt der U_G/I_A-Kennlinie, so daß die Stufe stärkere Verzerrungen erzeugt. Obendrein nimmt bei niedrigem Anodenstrom das Rauschen zu, was aber nur bei sehr hochwertigen Vorverstärkern für dynamische Tonabnehmersysteme infolge des ohnehin niedrigen Rauschens der Röhren eine Rolle spielen dürfte.To make the gain of an LF amplifier stage high, pentodes can be used which are operated with a high anode resistance. However, this makes the anode current very low, so that the slope and thus the gain decrease. Fig. 1 shows the load resistance / gain curve of the conventional NF pentode EF 86 at an anode voltage of 300 volts, the cathode resistance being adapted to the respective anode resistance. It can clearly be seen that amplification factors higher than approximately 150 can only be achieved with such high working resistances that the capacitances of the circuit, which can reach 20 picofarads and more with large or parallel connected end tubes, push the cut-off frequency into the audible range. Often even a much higher cut-off frequency than 20 kHz is required so that the upper cut-off frequency of the entire amplifier is determined solely by the output transformer, which is unfortunately indispensable for tube amplifiers. Furthermore, a low anode current means operation of the tube in the non-linear section of the U _G / I _A characteristic, so that the stage produces stronger distortions. On top of that, the noise increases when the anode current is low, but this should only play a role in very high-quality preamplifiers for dynamic pickup systems due to the already low noise of the tubes.

Ein Ausweg wäre hier auf den ersten Blick die Verwendung steilerer Röhren, da eine Transformatorkupplung der Vorstufen, die einen höheren Anodenstrom gestatten würde, infolge des hohen Preises sowie der damit verbundenen linearen Verzerrungen ausscheidet. Bei genauerem Hinsehen ist jedoch auch mit steileren Röhren keine Lösung zu erzielen, da solche Röhren zum optimalen Betrieb einen höheren Anodenstrom benötigen als die üblichen, nur sehr wenig steilen NF-Röhren. Andernfalls sinkt die Steilheit, und die Verzerrungen sowie das Rauschen nehmen zu. Bei hohen Arbeitwiderständen ist somit die Verstärkung kaum höher als mit normalen Röhren und die Übertragungsqualität gering. Wird der Arbeitswiderstand verringert, so wird zwar die Röhre optimal betrieben, die Verstärkung ist aber infolge der größeren Belastung noch geringer.At first glance, one way out would be to use it steeper tubes, because a transformer coupling of the preliminary stages, that would allow a higher anode current due to the high price and the associated linear distortion. On closer inspection however, there is no solution even with steeper tubes, such tubes for optimal operation higher anode current than the usual, only very much few steep NF tubes. Otherwise the slope drops, and the distortion and noise increase. At high working resistances is therefore hardly any gain higher than with normal tubes and the transmission quality low. If the working resistance is reduced, then the tube is operated optimally, but the gain is due to the higher load even lower.

Der Ausweg ist nun die Verwendung einer Konstantstromquelle anstelle des Arbeitswiderstandes. Es bietet sich hier an, die bekannte Schaltung mit Hilfe eines integrierten Spannungsreglers oder andere geeignete Halbleiterschaltungen zu verwenden. Wenn aber Röhrenverstärker trotz ihres hohen Preises, der begrenzten Lebensdauer der Elektronenröhren sowie der altmodischen Technik heute noch, insbesondere als Verstärker für elektrische Gitarren, sogar in wieder steigenden Stückzahlen gebaut werden, so liegt dies an den Vorteilen, die eine Röhrenschaltung bietet, von denen hier das niedrige Rauschen, die dem Ohr angenehmere Art nichtlinearer Verzerrungen sowie die hohe Aussteuerbarkeit genannt seien. Insbesondere die beiden letztgenannten Punkte lassen sich mit Halbleiterschaltungen nicht erreichen, so daß es sinnvoll erscheint, auch die Konstantstromquelle mit Röhren zu bauen. Eine entsprechende Verstärkerschaltung ist beispielsweise in G. Thalmann, Elektronik und Radioelektrizität, Bd. 1, S. 240 f., Basel und Stuttgart: Birkhäuser Verlag, beschrieben. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird in dieser Schaltung anstelle des Arbeitswiderstandes eine Pentode verwendet. Da Pentoden einen sehr hohen Innenwiderstand (bis zu einigen Megaohm) besitzen, lassen sich auf diese Weise sehr hohe Verstärkungen erreichen. Sind beispielsweise beide Röhren gleichartig, so beträgt der Verstärkungsfaktor µ/2, mit µ=1/D. Mit der weit verbreiteten Röhre EF 86 ist er somit gleich 2750. Die Schaltung hat aber zwei schwerwiegende Nachteile:The way out is to use a constant current source instead of the load resistor. It is advisable to use the known circuit with the aid of an integrated voltage regulator or other suitable semiconductor circuits. However, if tube amplifiers are still built in increasing numbers despite their high price, the limited lifespan of the electron tubes and the old-fashioned technology, especially as an amplifier for electric guitars, this is due to the advantages that tube switching offers, of which here the low noise, the kind of non-linear distortion that is more comfortable for the ear and the high level of modulation. In particular, the latter two points cannot be achieved with semiconductor circuits, so that it seems sensible to also build the constant current source with tubes. A corresponding amplifier circuit is described, for example, in G. Thalmann, Electronics and Radio Electricity, Vol. 1, pp. 240 f., Basel and Stuttgart: Birkhäuser Verlag. As shown in Fig. 2, a pentode is used in this circuit instead of the load resistor. Since pentodes have a very high internal resistance (up to a few megohms), very high gains can be achieved in this way. For example, if both tubes are of the same type, the gain factor is µ / 2, with µ = 1 / D. With the widely used EF 86 tube, it is 2750. The circuit has two major disadvantages:

Erstens sind sowohl für den Heizfaden als auch für das Schirmgitter der oberen Röhre separate Spannungsquellen vonnöten, wobei insbesondere ein zusätzlicher Gleichrichter mit Siebkette für die Schirmgitterversorgung hohe Kosten verursacht.First are both for the filament as well as for that Screen tube of the upper tube separate voltage sources necessary, in particular an additional rectifier with sieve chain for the screen grid supply high Costs.

Weiterhin stellt der hohe, durch die zweite Pentode gebildete Arbeitswiderstand, zusammen mit den Röhren- und Schaltkapazitäten, einen Tiefpaß dar, dessen Grenzfrequenz nur wenige kHz beträgt.Furthermore, the high, formed by the second pentode Working resistance, together with the tube and Switching capacities, a low-pass filter, its cutoff frequency is only a few kHz.

Drittens ist die Schaltung wegen ihrer Hochohmigkeit und der Tatsache, daß die beiden zusätzlichen Spannungsquellen, die für die Heiz- und Schirmgitterversorgung der "oberen" Röhre nötig sind, mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden sind, sehr anfällig gegenüber Brumm- und sonstigen Störungen.Third, the circuit is because of its high impedance and the fact that the two additional voltage sources, those for the heating and screen grid supply of the "upper" Tubes are necessary, connected to the output of the amplifier are very susceptible to hum and other Disorders.

In NF-Verstärkern ist die Schaltung deswegen nicht anwendbar.The circuit cannot therefore be used in LF amplifiers.

Eine weitere Möglichkeit, mit einer einzigen Röhre eine brauchbare Konstantstromquelle herzustellen, ist die Beschaltung einer Triode mit einem recht hochohmigen Katodenwiderstand in Verbindung mit einer positiven Betriebsspannung für das Steuergitter (gegen Masse gemessen). Durch die Stromgegenkopplung, die der Katodenwiderstand bewirkt, wird die Triode zu einer Konstantstromquelle, die einen Innenwiderstand von etwa 100 Kiloohm aufweist. Wird eine solche Schaltung als Arbeitswiderstand für einen NF-Verstärker eingesetzt, so ergibt sich auch hier das Problem der zusätzlichen Versorgungsspannung, da in diesem Fall die positive Gitterbetriebsspannung nicht an Masse, sondern an die Anode der Verstärkerrohre, also den Ausgang des Verstärkers, angeschlossen werden muß. Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Schaltung gelöst. Anstelle der Gitterbetriebsspannungsquelle der Konstantstromröhre tritt hier ein Kondensator, wie dies Fig. 3 zeigt. Die positive Gittervorspannung wird hier durch einen hochohmigen Widerstandsspannungsteiler aus der Anodenbetriebsspannung gewonnen. Wechselstrommäßig ist das Gitter der Konstantstromröhre durch den Kondensator mit der Anode der Verstärkerröhre verbunden und hat so fast dasselbe Potential wie diese. Durch den Widerstand zwischen der Anode der Verstärkerröhre und der Katode der Konstantstromröhre ist letztere stark stromgegengekoppelt, weshalb die Schaltung den nötigen Innenwiderstand aufweist. Die Berechnung der Verstärkung für die gesamte Schaltung erfolgt durch die auch für übliche Verstärkerstufen geltende FormelAnother way of producing a usable constant current source with a single tube is to connect a triode with a rather high-resistance cathode resistor in conjunction with a positive operating voltage for the control grid (measured against ground). Due to the current feedback caused by the cathode resistance, the triode becomes a constant current source which has an internal resistance of approximately 100 kilohms. If such a circuit is used as a load resistor for an AF amplifier, the problem of the additional supply voltage also arises here, since in this case the positive grid operating voltage is not connected to ground but to the anode of the amplifier tubes, that is to say the output of the amplifier got to. This problem is solved by the circuit according to the invention. A capacitor replaces the grid operating voltage source of the constant current tube, as shown in FIG. 3. The positive grid bias is obtained from the anode operating voltage using a high-resistance resistor voltage divider. In terms of AC, the grid of the constant current tube is connected to the anode of the amplifier tube through the capacitor and has almost the same potential as this. Due to the resistance between the anode of the amplifier tube and the cathode of the constant current tube, the latter is strongly current-negative, which is why the circuit has the necessary internal resistance. The calculation of the gain for the entire circuit is carried out using the formula which also applies to conventional amplifier stages

wobei R_a allerdings der durch die Konstantstromstufe gebildete Arbeitswiderstand ist. Dieser beträgt in der Praxis etwa 50 bis 300 Kiloohm. Auf seine genaue Berechnung wird hier nicht eingegangen, da sein Wert genau demjenigen einer entsprechend aufgebauten richtigen Konstantstromquelle ist, der in der allgemeinen Elektronik behandelt wird. Durch die nur für Wechselstrom wirksame Kopplung von der Anode der Verstärkerröhre zum Gitter der Konstantstromröhre sinkt die Verstärkung von Gleichspannungen ab, da dann der Arbeitswiderstand infolge des vernachlässigbaren Innenwiderstandes der für Gleichspannungen als Katodenfolger wirksamen Konstantstromquelle nur noch dem Widerstand von der Katode der Konstantstromröhre zur Anode der Verstärkerröhre entspricht. Dies ist in der Praxis für NF-Verstärker unwesentlich, da die untere Grenzfrequenz durch genügend große Koppelkondensatoren unter 1 Hz gebracht werden kann und alle Röhren-NF-Verstärker durch den schwer vermeidbaren Übertrager im Frequenzumfang ohnehin auf (für sehr gute Übertrager) 10 Hz bis 100 kHz beschränkt sind.where R _{a is,} however, the load resistance formed by the constant current stage. In practice, this is about 50 to 300 kilohms. Its exact calculation is not dealt with here, since its value is exactly that of an appropriately constructed correct constant current source which is dealt with in general electronics. Due to the coupling, which is only effective for alternating current, from the anode of the amplifier tube to the grid of the constant current tube, the amplification of direct voltages drops, since then the working resistance due to the negligible internal resistance of the constant current source effective for direct voltages as cathode follower, only the resistance from the cathode of the constant current tube to the anode Amplifier tube corresponds. This is insignificant in practice for LF amplifiers, since the lower cut-off frequency can be brought below 1 Hz by sufficiently large coupling capacitors, and all tube LF amplifiers have a frequency range of 10 Hz to (for very good transmitters) due to the difficult-to-avoid transformer 100 kHz are limited.

Dem stehen die im folgenden genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltung gegenüber:The following are the advantages of the invention according to the invention Circuit opposite:

Die Verstärkerstufe hat einen Verstärkungsfaktor von mehreren 100, was für den Bau von zweistufigen NF-Verstärkern, deren Klirrfaktor verhältnismäßig gering ist, ausreicht. Dabei haben zweistufige Verstärker ein besseres Impulsverhalten infolge der geringeren Gegenkopplung und der geringen Anzahl der Verstärkerstufen. Weiterhin kann bei nur zwei Verstärkerstufen infolge geringer Phasenverschiebungen die Gegenkopplung über einen weiten Frequenzbereich phasenrichtig angeschlossen werden, was dem Klirrfaktor, der Bandbreite und der Stabilität der Endstufe zugute kommt. Außerdem wird bei dieser Schaltung die Verstärkerröhre mit einem verhältnismäßig großen Anodenstrom betrieben, so daß das Rauschen abnimmt. Durch die Konstantstromquelle kann der Anodenstrom relativ frei gewählt werden, da er durch den für Gleichströme sehr niedrigen Innenwiderstand der Konstantstromröhre nicht den Spannungsabfall über dem Anodenwiderstand beeinflußt. Folglich legt man den Arbeitspunkt in den linearsten Bereich der Kennlinie, wobei der Klirrfaktor nochmals sinkt.The amplifier stage has a gain factor of several hundred, what for the construction of two-stage NF amplifiers, whose distortion factor is relatively low is sufficient. Two-stage amplifiers have a better one Impulse behavior due to the lower negative feedback and the small number of amplifier stages. Furthermore can with only two amplifier stages due to small phase shifts the negative feedback over a wide frequency range connected in phase, which is the distortion factor, the bandwidth and stability of the power amplifier is coming. This circuit also uses the amplifier tube with a relatively large anode current operated so that the noise decreases. Through the constant current source the anode current can be chosen relatively freely because it is very low for direct currents Internal resistance of the constant current tube does not reduce the voltage drop influenced over the anode resistance. Hence, lays the working point in the most linear area of the characteristic, whereby the distortion factor drops again.

Andererseits vermeidet die erfindungsgemäße Schaltung die Nachteile, die mit einer röhrenbestückten Konstantstromquelle verbunden sind, von denen insbesondere die Notwendigkeit einer zusätzlichen, ungeerdeten Betriebsspannungsquelle den Einsatz in NF-Verstärkern bislang verhindert hat. On the other hand, the circuit according to the invention avoids the Disadvantages with a tube-mounted constant current source are connected, in particular the need an additional, ungrounded operating voltage source has so far prevented use in LF amplifiers Has.

Durch die Gegenkopplung erzeugt die Konstantstromquelle kaum zusätzlich Verzerrungen, solange man sie ohne Gitterstrom betreibt. Da es sich um eine Stromgegenkopplung handelt, die direkt an der Röhre selbst entsteht, hat sie auch keine nachteiligen Auswirkungen auf Stabilität, Bandbreite und Phasengang der Verstärkerstufe.The constant current source generates through the negative feedback hardly any additional distortion as long as you have it without grid current operates. Since it is a negative current feedback acts directly on the tube itself, it has also no adverse effects on stability, bandwidth and phase response of the amplifier stage.

Eingangs wurde ermittelt, daß für einen zweistufigen NF- Verstärker eine Vorstufe mit etwa 500facher Verstärkung notwendig ist. Mit der Schaltung, die in Fig. 4 gezeigt ist, konnte auf Anhieb, ohne weitere Optimierungen, eine ca. 500fache Verstärkung erreicht werden. Wenn die Röhre 2 durch ein Triodensystem der Röhre ECC 81 ersetzt wird, erhöht sich dieser Wert auf das ca. 800-1000fache.At the beginning it was determined that a preamplifier with approximately 500-fold amplification is necessary for a two-stage LF amplifier. With the circuit shown in FIG. 4, an approximately 500-fold gain could be achieved immediately without further optimizations. If tube 2 is replaced by a triode system of tube ECC 81, this value increases to about 800-1000 times.

Durch die hohe Verstärkung und das niedrige Rauschen ist die erfindungsgemäße Verstärkerstufe auch für Phono-Vorverstärker sehr interessant. Da sie auch einen niedrigen Klirrfaktor besitzt, muß sie bei niedrigen Aussteuerungen, mit denen wir es hier zu tun haben, nicht gegengekoppelt werden. In diesem Fall wird die Entzerrerkennlinie nach RIAA im Verstärker selbst erzeugt. Am besten ist es, diese durch eine frequenzabhängige Kopplung zwischen Gitter der Konstantstromröhre und Anode der Verstärkerröhre zu realisieren. Die sich hierfür ergebenden Möglichkeiten sind in den Patentansprüchen 2 und 3 angegeben. In beiden Fällen wird auf den Innenwiderstand der Konstantstromquelle durch Veränderung deren Gegenkopplung eingewirkt.Due to the high gain and the low noise the amplifier stage according to the invention also for phono preamplifiers very interesting. Since they are also low Distortion factor, it must be at low levels, with which we are dealing here, not negative feedback will. In this case, the equalization curve is after RIAA generated in the amplifier itself. It is best to use this through a frequency-dependent coupling between the grids Realize constant current tube and anode of the amplifier tube. The possibilities for this are specified in claims 2 and 3. In both Cases will depend on the internal resistance of the constant current source by changing their negative feedback.

In Patentanspruch 2 ist angegeben, daß durch Veränderung der Koppelung zwischen Gitter der Konstantstromröhre und Anode der Verstärkerröhre eine frequenzabhängige Verstärkung erreicht werden kann. Dies leuchtet leicht ein, wenn man bedenkt, daß sich bei schwächer werdender Koppelung die "obere" Röhre von einer als hoher Anodenwiderstand wirkenden Konstantstromquelle mehr und mehr zu einem Katodenfolger wird, welcher die Ausgangsspannung nahezu kurzschließt. Eine frequenzabhängige Kopplung kann durch Kondensatoren in Verbindung mit Widerständen oder - im NF-Bereich seltener- Induktivitäten erreicht werden.In claim 2 it is stated that by change the coupling between the grid of the constant current tube and Anode of the amplifier tube a frequency-dependent gain can be reached. This is easy to see when one considers that with weakening coupling the "top" tube of one called high anode resistance acting constant current source more and more to a cathode follower which is almost the output voltage shorts. Frequency-dependent coupling can be achieved by Capacitors in connection with resistors or - in LF range rarer inductors can be achieved.

Zu beachten ist dabei, daß Phasenverschiebungen in den Hoch- und Tiefpässen erhebliche Verstärkungsänderungen bewirken, die zur Konstruktion steilflankiger Frequenzgänge ausgenutzt werden können.It should be noted that phase shifts in the High and low passes significant changes in gain cause the construction of steep-edged frequency responses can be exploited.

Eine zweite Möglichkeit, den Frequenzgang des Verstärkers zu beeinflussen, ist, den Widerstand zwischen Katode der Konstantstromröhre und Anode der Verstärkerröhre frequenzabhängig zu machen. Dies ist im Patentanspruch 3 angegeben.A second way, the frequency response of the amplifier is to influence the resistance between the cathode Constant current tube and anode of the amplifier tube depending on frequency close. This is stated in claim 3.

Ein hoher Widerstand bedeutet hier einen hohen Innenwiderstand der Konstantstromquelle und damit eine hohe Gesamtverstärkung, während ein niedriger Widerstand das Gegenteil bewirkt.A high resistance here means a high internal resistance the constant current source and thus a high overall gain, while a low resistance the opposite causes.

Eine Überbrückung des Widerstandes mit einem Kondensator führt z. B. zu einer Verstärkungsabnahme bei hohen Frequenzen.Bridging the resistor with a capacitor leads z. B. a decrease in gain at high frequencies.

In Fig. 5 ist ein NF-Verstärker, dessen Frequenzgang durch die geschilderten Maßnahmen gezielt verändert wurde, dargestellt. R₂ verringert in Verbindung mit C₂ bei hohen Frequenzen die Kopplung zwischen Anode der Verstärkerröhre und Gitter der Konstantstromröhre. Dies führt zu einer Verstärkungsabnahme bei hohen Frequenzen, welche durch Verringerung des Widerstandes zwischen Katode der Konstantstromröhre und Anode der Verstärkerröhre mit Hilfe von C₁ bei hohen Frequenzen noch verstärkt wird.In Fig. 5 is a low-frequency amplifier whose frequency response has been specifically changed by the measures described, is shown. R₂ in conjunction with C₂ reduces the coupling between the anode of the amplifier tube and the grid of the constant current tube at high frequencies. This leads to a decrease in gain at high frequencies, which is amplified by reducing the resistance between the cathode of the constant current tube and the anode of the amplifier tube with the aid of C₁ at high frequencies.

Wie in Anspruch 4 beschrieben, kann aus der Verstärkerstufe durch Einbeziehung der Konstantstromröhre in eine Oszillatorschaltung eine Mischstufe gebildet werden. Diese hat gegenüber normalen, selbstschwingenden Mischstufen den Vorteil, daß der Eingang vom Oszillatorkreis und vom Ausgang getrennt ist. Weiterhin erscheinen die Oszillatorschwingungen bei sorgfältiger Dimensionierung nicht am Ausgang. Fig. 6 zeigt eine solche Mischstufe, die hier mit einer Doppeltriode aufgebaut ist. Der Oszillatorschwingkreis besteht aus L_O und C_O. Der Oszillator ist in einer Hartley-Schaltung aufgebaut. Es können jedoch auch Collpits- oder Meißner- oder sonstige Schaltungen verwendet werden, die jedoch mehr Aufwand verursachen. Der Ausgangsschwingkreis der Schaltung sorgt dafür, daß der Oszillatorschwingkreis auf der einen Seite für die Oszillatorfrequenz geerdet ist.As described in claim 4, a mixer stage can be formed from the amplifier stage by incorporating the constant current tube into an oscillator circuit. This has the advantage over normal, self-oscillating mixer stages that the input is separated from the oscillator circuit and from the output. Furthermore, the oscillator vibrations do not appear at the output if they are carefully dimensioned. Fig. 6 shows such a mixing stage, which is constructed here with a double triode. The oscillator circuit consists of L _O and C _O. The oscillator is built in a Hartley circuit. However, Collpits or Meißner or other circuits can also be used, but these involve more effort. The output resonant circuit of the circuit ensures that the oscillator resonant circuit is grounded on one side for the oscillator frequency.

Durch die Oszillatorschwingungen verändert sich dauernd der Innenwiderstand der Konstantstromquelle, und es entsteht so eine Mischung zwischen Eingangs- und Oszillatorfrequenz. R₁ sorgt dafür, daß die Kopplung von der Anode der "unteren" Röhre zur Katode der "oberen" Röhre nicht durch den Ausgangsschwingkreis kurzgeschlossen wird.The oscillator vibrations change constantly the internal resistance of the constant current source, and it arises such a mixture between input and oscillator frequency. R₁ ensures that the coupling from the anode the "lower" tube to the cathode of the "upper" tube not is short-circuited by the output resonant circuit.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, alle diese Schaltungen mit Halbleitern auszuführen. Im Zeitalter der integrierten Schaltkreise dürfte dies jedoch weitgehend uninteressant sein.Of course, it is within the scope of the invention, all of them perform these circuits with semiconductors. In the age of the integrated circuits, however, this should largely be the case be uninteresting.

Weiterhin liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, Gegentakt- bzw. Differenzverstärker zu bauen, bei denen an die Stelle der Arbeitswiderstände die im vorhergehenden beschriebenen Konstantstromröhren verwendet werden. Solche Schaltungen sind u. a. als Vor- und Phasenkehrstufe in Gegentaktverstärkern interessant.Furthermore, it is also within the scope of the invention to use push-pull or to build differential amplifiers in which the place of the working resistances the previous one described constant current tubes can be used. Such Circuits are u. a. as pre and phase sweep stage in push-pull amplifiers Interesting.

Claims

1. NF amplifier stage, characterized in that instead of the anode (= load) resistance of an amplifier tube, a circuit occurs in which the control grid of an additional tube is connected via a capacitor to the anode of the amplifier tube (preferably a pentode) and by one high-impedance voltage divider is brought to about half the operating voltage of the circuit and the cathode of which is connected to the anode of the amplifier tube via a resistor. The positive terminal of an anode operating voltage source is connected to the anode of the additional tube and an amplified signal is taken from the anode of the amplifier tube. The additional tube acts as a constant current tube for AC voltages and enables high voltage amplifications to be achieved.

2. LF amplifier stage according to claim 1, characterized in that that achieving frequency dependent gain the coupling between the anode of the amplifier tube and the grid of the additional tube by suitable combinations from resistors, coils and capacitors depending on frequency is made.

3. NF amplifier stage according to one or both of the claims 1 and 2, characterized in that to achieve a frequency dependent gain the resistance between Anode of the amplifier tube and cathode of the additional tube by supplementing or replacing with coils and capacitors is made frequency dependent.

4. amplifier stage according to 1, characterized in that by suitable coupling between the anode of the amplifier tube and the grid of the additional tube vibrations be generated. If the amplifier tube is then activated, so input frequency and oscillation frequency mix, what z. B. for the construction of self-oscillating mixing stages in radio technology or for creating tremolo effects used in amplifiers for electric guitars can be.