DE492761C

DE492761C - Verzerrungsfreier Widerstandsverstaerker mit Rueckkopplung

Info

Publication number: DE492761C
Application number: DES73965D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Ferdinand Mayer
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1926-03-27
Filing date: 1926-03-28
Publication date: 1931-03-03

Description

Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker mit Rückkopplung Um den Verstärkungsgrad von mehrstufigen Widerstandsverstärkern zu erhöhen, hat man bereits Widerstandsverstärker mit Rückkopplung gebaut, bei denen zumeist die Anode eines Rohres mit dem Gitter oder der Anode eines davorliegenden Rohres über einen Kondensator oder einen Widerstand verbunden ist. Derartige Anordnungen besitzen jedoch verschiedene Nachteile: Bei Verwendung von Kondensatoren zur- Rückkopplung ist der Grad der Rückkopplung und somit der Verstärkungsgrad der Anordnung stark von der Frequenz der zu übertragenden Ströme abhängig, so daß der Verstärker seine Eigenschaft als verzerrungsfreies " Cbertragungssy stem verliert.
Bei -Verwendung eines Widerstandes zur Rückkopplung bietet sich wieder die Schwierigkeit, daß dieser Widerstand für die Rückkopplung Null unendlich groß und auch für die in Frage kommenden Rückkopplungsgrade noch sehr hoch sein muß (in der Größenordnung von ro'r Ohm). Bei diesen Werten ist aber eine genaue Regulierung des Widerstandes völlig ausgeschlossen. Außerdem besteht bei der beschriebenen Rückkopplungsart der '.Nachteil, daß die betreffende Röhre, deren Anode mit dem Gitter einer davorliegenden Röhre rückgekoppelt ist, zu dem Eingangswiderstand des Gitters des ersten - Rohres (z. B. der Sekundärwicklung des Eingangstransformators), an dem sich die Steuer-EMK befindet, parallel geschaltet ist, wodurch sich beim Anlegen der Steuer-EMK Ströme in dein Rückkopplungskreise bilden, die bei Veränderung eines Widerstandes, z. B. des Eingangswiderstandes des Verstärkers, selbst wenn die Steuer-EMK konstant bleibt; unerwünschte Veränderungen des Rückkopplungsgrades hervorrufen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Nachteile. Dies geschieht dadurch, daß die Rückkopplung nicht zwischen Anode und Gitter, sondern zwischen Gitter und Gitter erfolgt, und zwar in der Weise, daß die dem Gitter des ersten Rohres aufgeprägte EMK mit Rückkopplungsschalteleinent in Reihe liegt. Es wird dabei, abgezweigt von einem in Reihe mit dem gewöhnlichen Gitterableitungswiderstand liegenden Rückkopplungswiderstand eines Rohres, eine unmittelbare Verbindung mit dem Gitter eines um z, 4,6 .... Stufen davorliegenden Rohres hergestellt. Diese letzte Maßnahme, die Auslassung des dazwischenliegenden Rohres, erfolgt deshalb, weil die Spannungen an dem Gitter zweier unmittelbar benachbarter Röhren eine Phasendifferenz von r8o° besitzen, also für eine Rückkopplung ungeeignet sind. .
Da bei der beschriebenen neuen Rückkopplungsart keinerlei Induktanzen oder Kapazitäten auftreten - der Rückkopplungswiderstand ist, wie die übrigen Anoden und Gitterwiderstände, kapazitäts- und selbstinduktionsfrei - so bietet diese Anordnung die unbedingte Gewähr für völlige Frequenzunabhängigkeit und Verzerrungsfreiheit.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Rückkopplungsanordnung. Ra sind die Anodenwiderstände der Röhren i bis 3, die Übertragungskondensatoren, Rg die Gitterableitungswiderstände einer gewöhnlichen Widerstandskapazitätsverstärkerschaltung. Im Gitterkreis des. Rohres 3 befindet sich, in Reihe mit dem Gitterwiderstand Rg., der Rückkopplungswiderstand Rk. Der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände ist über die Wechselspannungsquells E, deren Spannung verstärkt werden soll, mit dem Gitter des Rohres i verbunden.
Über die bei dieser Schaltung erzielte Erhöhung des Verstärkergrades gibt folgende Rechnung Aufschluß : Bezeichnet man die Gitterwechselspannungen an den einzelnen Rohren des Verstärkers mit El bis E$ (die Pfeile in der Abbildung deuten die verschiedenen Stromrichtungen im gleichen Zeitpunkt an), so ist, wenn W zunächst den Verstärkergrad des rückkopplungslosen Verstärkers bedeutet: Die Anlegung der Gitterrückkopplung in der dargestellten Weise bewirkt dann ein Anwachsen der Gitterspannung der ersten Röhre auf: Die Vergrößerung des Widerstandes im ersten Gitterkreise E,. um den Wert des Rückkopplungswiderstandes Rlz kann hierbei vernachlässigt werden.
Aus (i) und (:2) folgt dann: Als Beispiel seien die Verhältnisse bei einer Verstärkerröhre angeführt, die eine Verstärkung von W=7 ergibt bei einem Gitterableitungswiderstand von R, - 6o ooo Ohm. Die beiden ersten Röhren ergeben dann ohne Rücldzopplung (Rk = o) eine Spannungsverstärkung von 7 # 7 - 49. Wählen wir den Rückkopplungswiderstand zu Rg= iooo Ohm, so wird nach Gleichung (2) die Spannungsverstärkung der beiden ersten Rohre gegen 49 ohne Rückkopplung. Dieses bedeutet für eine Stufe eine Verstärkung von W =1/12-Z5 = 35. Man. erzielt also mit Hilfe der Rückkopplung ebenso große Verstärkungen wie mit Transformatorenverstärkern, hat jedoch diesen gegenüber den Vorzug größter Verzerrungsfreiheit.
Will man die Wechselspannung einer Stromquelle verstärken, -deren einer Pol geerdet ist, so wird, da ja diese Wechselspannungsquelle mit keiner Kathode verbunden ist, zweckmäßig ein Transformator zwischen Spannungsquelle und Eingangskreis des Verstärkers eingeschaltet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker mit Rückkopplung, dadurch gekennzeichnet, daß Gitter, deren Steuerspannungen zu gleicher Zeit gleiches Vorzeichen besitzen, dadurch miteinander gekoppelt sind, daß mit dem im Gitterkreis einer Röhre liegenden Ableitungswiderstand ein verzerrungsfreier Kopplungswiderstand in Reihe geschaltet ist, dessen an dem Ableitungswiderstand angeschlossenes Ende mit dem Gitterkreis einer entsprechenden vorangehenden Röhre verbunden ist, so daß der Kopplungswiderstand gleichzeitig im. Gitterkreis dieser Röhre liegt.
2. Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kopplungswiderstandenthaltende Gitterkreis mit dem Gitterkreis einer um zwei Stufen davorliegenden Röhre verbunden ist.
3. Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegriffene Teil des Gitterwiderstandes veränderbar ist.
4. Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker nach Anspruch i his 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rückkopplungswiderstand abgegriffene Spannung mit,der Gitterspannung der um zwei Stufen davorliegenden Röhre in Reihe liegt.
5. Verzerrungsfreier Widerstandsverstärker nach Anspruch i -bis @l., dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zu verstärkende, geerdete Wechselspannungsquelle und dem Eingangskreis der ersten Röhre ein Transformator geschaltet ist.