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Einrichtung zur Begrenzung des Verstärkungsbereichs für Röhrenverstärker,
insbesondere Zwischenverstärker Bei der Verwendung von Zwischenverstärkern, d. h.
solchen, welche in beiden Sprechleitungen verstärken, als auch von Richtverstärkern
in der sogenannten Vierdrahtschaltung, die entweder einzeln oder auch gruppenweise
in Brücke geschaltet sind, ist eine Begrenzung der Verstärkung, besonders bei Verwendung
der Verstärker in Kabelleitungen, unerläßlich.
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Begrenzung der Verstärkung ist erforderlich, weil die künstliche Nachbildung
der Leitung bzw. das Kabel durch ein einfaches Netzwerk nur für einen bestimmten
bzw. begrenzten Frequenzbereich möglich ist. In der Nähe der Grenzfrequenz zeigt
der Scheinwiderstand eines Kabels meistens besonders starke Abweichungen vom theoretischen
Wert, so daß in diesem Bereich die Abgleichung der Brücke, d. h. die Ausbalancierung
des Verstärkers, immer schwieriger bzw. unmöglich wird. Damit ist aber der zulässige
Verstärkungsgrad der Verstärker beschränkt. Diese Schwierigkeiten werden vermieden,
wenn im Bereich der Grenzfrequenz die Verstärkung so weit herabgesetzt wird, daß
trotz einer mangelhaften Abgleichung der Brücke praktisch keine Rückübertragung
der Frequenzen dieses Bereiches stattfindet und damit einer sonst eintretenden Selbsterregung
des Verstärkers bzw. Verstärkergruppen begegnet wird. Um die Herabsetzung der Verstärkung
vor der Grenzfrequenz zu ermöglichen, hatte man bisher in die Verstärkerkreise sogenannte
Siebketten eingebaut, durch welche nur ein bestimmter Frequenzbereich, welcher beispielsweise
bis nahe an die Grenzfrequenz heranreicht, hindurchgelassen wird. Solche Siebketten
sind zum größten Teil umfangreiche, komplizierte und teure Gebilde, welche zum mindesten
bei gestellmäßigem Aufbau mehrerer Verstärker sehr großen Raum beanspruchen, was
in den meisten Fällen von Nachteil ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche das Herabsetzen
der Verstärkung, ähnlich wie dieses bisher mittels mehrgliedriger Siebketten erreicht
wurde, von einer bestimmten Höhe der Frequenz ab auf einfachste Weise erzielt. Es
handelt sich hierbei um einen Wechselstrom-Nebenschluß, der vorzugsweise aus Kapazität
und Selbstinduktion besteht, welcher wiederum parallel zu einer Transformatorwicklung
des Eingangs-oder Ausgangsübertragers geschaltet wird. Dieser Wechselstrom-Widerstand,
in der Abb. z mit TV bezeichnet, erreicht seinen niedrigsten Wert, wenn w L - ,
ist. In diesem Fall fließt fast der gesamte zu verstärkende oder verstärkte Wechselstrom
über diesen N'ebenschluß und kommt somit nicht mehr für
die Übertragung
auf die Leitung zur Wirkung. Durch geeignete Abmessung der Werte der Kapazität und
Selbstinduktion des Nebenschlusses läßt sich erreichen, daß im Zusammenwirken mit
der Resonanzkurve des Transformators der Abfall der Verstärkung im Bereich der Grenzfrequenz
derartig versteilert wird, daß die Verstärkung auf einen unmerklichen Wert herabgedrückt
wird.
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Ein solcher aus Kapazität und Selbstinduktion bestehender Kurzschlußweg
ist bei mechanischen Verstärkern angewandt, um die innerhalb des Sprachgebietes
liegende und mit der Eigenfrequenz der Membran des Verstärkers zusammenfallende
Frequenz vom Verstärker abzuleiten, damit nicht die Membran in Resonanz mit der
entsprechenden zu verstärkenden Frequenz geraten und so diese eine besondere Frequenz
in störender Weise bevorzugen kann. Es dient also der Nebenschluß dazu, den Übertragungsfaktor
für die für die Sprachübertragung in Frage kommenden Frequenzen ungefähr konstant
zu halten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dagegen der aus Kapazität und Selbstinduktion
bestehende Kurzschlußkreis dazu verwendet, um den Abfall der durch den Übertrager
selbst schon abfallenden Verstärkung so zu beschleunigen, daß oberhalb eines gewollten
Bereiches praktisch keine Verstärkung mehr stattfindet und auf diese Weise die Anpassung
der künstlichen Nachbildung für den Brückenabgleich vereinfacht und erleichtert
wird.
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Die Wirkungsweise des Nebenschlusses ist aus der Abb.3 zu erkennen,
in welcher die ausgezogene Kurve i die Verstärkungskurve eines Verstärkers darstellt,
welcher den oben beschriebenen Nebenschluß nicht hat. Der Nutzfrequenzbereich soll
hier beispielsweise bis io ooo reichen. Die Grenzfrequenz des Kabels liegt etwas
höher, beispielsweise bei i2 bis 15 000. Ohne Verwendung des Nebenschlusses
würde die Verstärkung, wie die ausgezogene Kurve auch zeigt, weiterlaufen und in
der Gegend der Grenzfrequenz des Kabels noch einen nennenswerten Betrag aufweisen.
Der Verlauf der Verstärkungskurve bei angelegtem Nebenschluß ist durch die oberhalb
io ooo weiterverlaufende punktierte Kurve 2 dargestellt und zeigt, daß die Verstärkung
sehr steil abfällt und beispielsweise bei der Grenzfrequenz schon bis auf einen
unmerklichen Wert vermindert ist. Infolge der ohnehin schon abfallenden Verstärkungskurve
i bleibt der Verstärkungsgrad oberhalb dieses Bereiches so gering, daß die Verstärkung
nicht mehr zu praktisch beachtenswerten Beträgen anwachsen kann. Auf diese Weise
ist, wie schon vorher erwähnt, .auch bei nicht abgeglichenen Brückenzweigen eine
Selbsterregung in der Nähe der Grenzfrequenz nicht mehr möglich.
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Abb. i zeigt die Ausführungsform eines Verstärkers, wie er in Vierdrahtschaltungen
zur Anwendung kommt, d. h. Schaltungen, bei welchen von vier Doppeladern auf dem
einen Aderpaar in der einen Richtung und auf dem anderen Paar in der anderen Richtung
gesprochen und verstärkt wird, wobei die Brückenabgleiche an den Enden der ganzen
Leitungsstrecke angeordnet sind und wo auch der Abgleich durch künstliche Nachbildung
erfolgt. In dieser Abbildung ist an der der Röhre zugekehrten Seite der Ausgangstransformatorwicklung
der Wechselstrom-Nebenschluß, bestehend aus der Kapazität C,. und aus der Induktivität
L,, an den Punkten a und b angeschlossen, so daß diejenige Frequenz, für welche
dieser Nebenschluß abgestimmt ist, über diesen und neben der Transformatorwicklung
vorbeigeführt wird.
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Abb.2 zeigt die Anwendung des Nebenschlusses in einem Zweidrahtzwischenverstärker.
L,., L2 und N,_, N, sind die Brückenzweige, wovon L1, L2 die Leitungen darstellt
und N1, N2 beiderseits die künstliche Nachbildung. In diesem Verstärker, welcher
für beide Sprechleitungen benutzt wird, ist der Nebenschluß 1V zweimal angeordnet,
welcher hier wiederum aus der Kapazität C,. und aus der Induktivität L, besteht
und parallel zum Ausgangstransformator, und zwar auf der der Röhre zugekehrten Windungsseite,
gelegt ist.
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Die Vorteile dieser einfachen Einrichtung, welche zur Begrenzung der
Verstärkung in der Nähe der Grenzfrequenz eines Kabels Verwendung findet, liegen
außer einer wesentlichen Verbilligung, welche bei den Verstärkeranordnungen gegenüber
den teuren Siebketten erreicht wird, weiter darin, daß solche einfachen Anordnungen,
welche aus einer kleinen Spule und einem kleinen Kondensator bestehen, ohne weiteres
in den Verstärker selbst eingebaut werden können. Ferner läßt sich ein solcher Nebenschluß
durch eine Veränderung der Kapazität oder der Induktivität, indem man beispielsweise
einen Eisenkern in die Spule heraus- oder hineinschiebt, in weiten Grenzen ändern
und somit leicht an verschiedenartige Kabel, d. h. Kabel verschiedener elektrischer
Eigenschaften, besonders in bezug auf die Grenzfrequenz, anpassen.