DE493123C

DE493123C - Arrangement for regulating the transmission rate in signal systems with amplifiers through which alternating currents flow

Info

Publication number: DE493123C
Application number: DEST40659D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1925-02-27
Filing date: 1926-02-27
Publication date: 1930-03-05
Also published as: US1734219A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Übertragungsregelung in Signalsystemen mit Verstärkern. Ein Gegenstand der Erfindung besteht in der Einstellung der Übertragungskenngrößen eines Umsetzungsgerätes oder einer Modulationsschaltung. Weiter betrifft die Erfindung die Regelung des Wirkungsgrades einer Vakuumröhrenverstärkeranordnung. Schließlich bildet es auch den Gegenstand der Erfindung, den Übertragungswirkungsgrad eines Trägerwellensignalsystems entweder ganz unverändert oder nur in engen Grenzen verändert aufrechtzuerhalten trotz weitgehender Änderungen in den Übertragungsbedingungen.The invention relates to an arrangement for regulating transmission in signal systems with amplifiers. One object of the invention consists in setting the transmission parameters of a conversion device or a modulation circuit. The invention further relates to the regulation of the efficiency of a vacuum tube amplifier arrangement. Finally, it also forms the subject of the invention, the transmission efficiency of a carrier wave signal system either completely unchanged or changed only within narrow limits to be maintained despite extensive changes in the transfer conditions.

Die Erfindung sieht Mittel vor zur Regelung des Wirkungsgrades einer Vakuumröhrenverstärkeranordnung durch von Hand oder selbsttätig bewirkte Beeinflussung ihrer Kopplung^impedanz. Beispielsweise werden eine oder mehrere Dreielektroden vakuumröhren als Kopplungsimpedanzen benutzt, die zwischen den Stufen einer Vakuumröhrenverstärkerschaltung angeordnet sind. Ein soleher Verstärker wird im folgenden kurz als impedanzgekoppelter Verstärker bezeichnet.The invention provides means for controlling the efficiency of a vacuum tube amplifier assembly by manually or automatically influencing their coupling ^ impedance. For example be one or more three-electrode vacuum tubes used as coupling impedances between the stages of a vacuum tube amplifier circuit are arranged. One such In the following, amplifier is referred to for short as an impedance-coupled amplifier.

Der Wirkungsgrad eines Verstärkers ist abhängig von der Impedanz zwischen Kathode und Anode der Kopplungsröhre, welche ihrerseits eine Funktion des Gitterpotentials ist. Gemäß der Erfindung wird daher der Wirkungsgrad der Verstärkeranordnung dadurch beeinflußt, daß das Gitterpotential der Kopplungsröhre geregelt wird.The efficiency of an amplifier depends on the impedance between the cathode and anode of the coupling tube, which in turn is a function of the grid potential is. According to the invention, therefore, the efficiency of the amplifier arrangement is thereby increased affects that the grid potential of the coupling tube is regulated.

Die Erfindung ist besonders anwendbar zur Stabilisierung der Übertragungsgrößen von Fernsprechverstärkerschaltungen, wie sie z. B. bei Trägerwellensignalsystemen gebraucht werden. Bei Systemen dieser Art, die vorzugsweise hohe Frequenzen benutzen, erzeugen Änderungen in der Dämpfung des Übertragungsmittels entsprechende Änderungen in der Gesamtiibertragungsäquivalenz des Systems. Hierdurch, entstellen Schwankungen der Lautstärke bei der Übertragung von Gesprächen oder anderen Mitteilungen.The invention is particularly applicable for stabilizing the transfer sizes of Telephone amplifier circuits, such as those used, for. B. used in carrier wave signal systems will. In systems of this type, which preferably use high frequencies, generate Changes in the attenuation of the transmission medium correspond to changes in the overall transmission equivalence of the system. As a result, fluctuations in the volume distort the transmission of calls or other communications.

Es ist bekannt, bei solchen Anlagen die Wirkungen von Übertragungsänderungen dadurch zu beseitigen, daß man einen Steuerstrom den gleichen Bedingungen unterwirft, wie sie auf die Signalströme wirken, und den so übertragenen Steuerstrom dazu benutzt,It is known in such systems the effects of changes in transmission thereby to eliminate that one subjects a control current to the same conditions as they act on the signal currents, and the control current transmitted in this way is used

um die Übertragung bei den Verstärkern öler an anderen Punkten des Systems einzustellen. Bei der neuen Anordnung wird zweckmäßig der Steuerstrom zwischen den Enden eines Trägerwellensystems übiertragen und dazu benutzt, das Gitterpotential einer Vakuumröhre zu steuern, welche als Kopphmgsimpedanz einer Verstärkerschaltung dient, die an der gleichen Stelle in der Übertragungslinie ίο liegt. Der Steuerstrom wird zweckmäßig an einer Stelle, wo ein Verstärker liegt, abgezweigt, gleichgerichtet und dem Gitter der Kopplungsröhre zugeführt. Die Polarität des Gleichstrompotentials, das dem Gitter der Kopplungsröhre aufgedrückt wird, ist derart, daß beim Anwachsen der Steuerstromstärke der Wirkungsgrad des Verstärkers abnimmt und umgekehrt.to lubricate the transmission at the amplifiers at other points in the system. With the new arrangement it will be expedient carry the control current between the ends of a carrier wave system and to it used to control the grid potential of a vacuum tube, which is used as the head impedance an amplifier circuit is used which is at the same point in the transmission line ίο lies. The control current is expediently branched off at a point where an amplifier is located, rectified and fed to the grid of the coupling tube. The polarity of the DC potential applied to the grid of the Coupling tube is pushed open is such that when the control current strength increases the efficiency of the amplifier decreases and vice versa.

In den Abb. 1 bis 4 sind Schaltbilder als Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Figs. 1 to 4 circuit diagrams are shown as embodiments of the invention.

In Abb. ι endigt ein ankommender Abschnitt W einer Übertragungslinie in der Primärwicklung eines Eingangsübertragers 5. Ein abgehender Leitungsabschnitt E beginnt auf der Sekundärseite eines Ausgangsübertragers 6. Der zweistufige, die Leitungsabschnitte W und E verbindende Verstärker enthält ein Paar von Dreielektrodenvakuumverstärkerröhren 7 und 8. Der Eingangskreis der Röhre 7 ist verbunden mit der Sekundärwicklung des Übertragers 5, und der Ausgangskreis der Röhre ist an die Primärwicklung des Übertragers 6 angeschlossen. Der Ausgangskreis der Verstärkerröhre 7 ist mit dem Eingangskreis der Verstärkerröhre 8 gekoppelt durch die Querimpedanz einer Steuerröhre 9, d. h. diese Röhre liegt im Anodenkreis der Röhre 7, und die an ihr abfallende Spannung wirkt über einen Kondensator 12 auf den Gitterwiderstand 13 der Röhre 8. Eine konstante Anodenspannung wird für die Röhren 7 und 9 mittels einer Drosselspule 10 und einer Batterie 11 geliefert, die zugleich den Anodenkreis der Röhre 8 speisen kann.In Fig. Ι terminates an incoming portion W of a transmission line in the primary winding of an input transformer 5. An outgoing line section E begins at the secondary side of an output transformer 6. The two-stage, the lead portions W and E linking amplifier includes a pair of three-electrode vacuum intensifier tubes 7 and 8. The The input circuit of the tube 7 is connected to the secondary winding of the transformer 5, and the output circuit of the tube is connected to the primary winding of the transformer 6. The output circuit of the amplifier tube 7 is coupled to the input circuit of the amplifier tube 8 through the transverse impedance of a control tube 9, that is, this tube is in the anode circuit of the tube 7, and the voltage drop across it acts via a capacitor 12 on the grid resistor 13 of the tube 8 A constant anode voltage is supplied for the tubes 7 and 9 by means of a choke coil 10 and a battery 11, which at the same time can feed the anode circuit of the tube 8.

Das Wechselpotential in dem Ausgangskreise der Röhre 7 wird dem Gitter der Verstärkerröhre 8 mittels eines Kondensators 12 und eines Widerstandes 13 zugeführt. In einem impedanzgekoppelten Verstärker hängt die dem Gitter der zweiten Stufe zugeführte Spannung ab von dem Werte der Kopplungsimpedanz. Sie ist groß, wenn die Kopplungsimpedanz groß ist im Vergleich zu der Impedanz der ersten Röhre, und nimmt ab, wenn das Verhältnis zwischen diesen beiden Impedanzen kleiner wird. Da nun die Impedanzen der Drosselspule 10 und des Widerstandes 13 sehr groß gemacht werden können, kann die Impedanz zwischen Kathode und Anode der Kopplungsröhre 9, die mit der Impedanz der Röhre 7 vergleichbar ist, als Regelfaktor in dem Verhältnis der Impedanzen benutzt werden, von dem die dem Gitter der Röhre 8 aufgedrückte Spannung abhängt. Damit ist der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung eine Funktion der Impedanz der Kopplungsröhre.The alternating potential in the output circuit of the tube 7 becomes the grid of the amplifier tube 8 is supplied by means of a capacitor 12 and a resistor 13. In an impedance-coupled amplifier is connected to the one fed to the grid of the second stage Voltage from the value of the coupling impedance. It is great when the coupling impedance is large compared to the impedance of the first tube, and decreases when the ratio between these two impedances becomes smaller. Now there are the impedances the choke coil 10 and the resistor 13 can be made very large, can be the impedance between the cathode and anode of the coupling tube 9, which corresponds to the impedance of the tube 7 can be used as a control factor in the ratio of the impedances of which the grid of the Tube 8 depends on the voltage applied. This is the efficiency of the amplifier circuit a function of the impedance of the coupling tube.

Da der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung abhängig ist von der Impedanz der Kopplungsröhre 9, welche ihrerseits eine Funktion ihres Gitterpotentials ist, so ergibt sich, daß der Wirkungsgrad der Schaltung durch Regelung des Gitterpotentials der Kopplungsröhre gesteuert werden kann. Der Gitterkreis der Kopplungsröhre 9 enthält eine ein negatives Gitterpotential erzeugende Batterie 14 und das regelbare Potentiometer 15. Durch Einstellung des Potentiometers 15 kann also das dem Gitter der Kopplungsröhre 9 zugeführte Potential geändert und damit der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung vermehrt oder vermindert werden.Since the efficiency of the amplifier circuit depends on the impedance of the Coupling tube 9, which in turn is a function of its grid potential, so results that the efficiency of the circuit by regulating the grid potential of the Coupling tube can be controlled. The lattice circle of the coupling tube 9 contains a a negative grid potential generating battery 14 and the controllable potentiometer 15. By adjusting the potentiometer 15, the potential fed to the grid of the coupling tube 9 can be changed and thus changed the efficiency of the amplifier circuit can be increased or decreased.

Abb. 2 zeigt ein in einer Richtung verstärkendes Trägerwellensignalsystem, das mit Mitteln zur Einstellung des Verstärkungsgrades entsprechend den Änderungen in dem Übertragungsgrade der Linie versehen ist. Eine in zwei Richtungen verstärkende An- go Ordnung kann dadurch geschaffen werden, daß die Schaltung ähnlich wie bei einem Doppelrohrzwischenverstärker, z. B. mit Hilfe von Ausgleichschaltungen, verdoppelt wird, um einen Weg für den Betrieb in der Gegenrichtung herzustellen. Außer den bei W eintretenden Signalfrequenzen, die in der Verstärkerschaltung verstärkt werden, wird dem Leitungsabschnitt W an dem nicht dargestellten entfernten Ende ein Steuerstrom mit außerhalb des Bereichs der Signalfrequenzen liegender Frequenz in an sich bekannter Weise aufgedrückt. Der Steuerstrom wird nach Durchlaufen der zwischen 5 und 6 liegenden Verstärkerschaltung mit Ausschluß aller anderen Frequenzen an der Ausgangsstelle der Verstärkerschaltung mittels eines Selektivkreises 16 abgenommen, der entweder ein Abstimmkreis oder ein Bandfilter von bestimmter Ausbildung sein kann. Der Steuerstrom n₀ wird dann in einem Verstärker 17 verstärkt und in einem Gleichrichter 18 bekannter Bauart gleichgerichtet. Eine Spulenkette 19 (HF-Sperrkette) ist in den Ausgangskreis des Gleichrichters zwecks Verhinderung der n₅ Übertragung von nicht gleichgerichteten Komponenten des Steuerstromes auf den Gitterkreis der Kopplungsröhre 9 eingefügt.Fig. 2 shows a unidirectional amplifying carrier wave signal system provided with means for adjusting the amplification level according to changes in the transmission level of the line. An Angular order that amplifies in two directions can be created in that the circuit is similar to that of a double tube intermediate amplifier, e.g. B. with the help of compensation circuits, is doubled to provide a way for operation in the opposite direction. In addition to the signal frequencies occurring at W , which are amplified in the amplifier circuit, a control current with a frequency outside the range of the signal frequencies is impressed on the line section W at the distal end (not shown) in a manner known per se. The control current is taken after passing through the amplifier circuit between 5 and 6 excluding all other frequencies at the output point of the amplifier circuit by means of a selective circuit 16, which can be either a tuning circuit or a band filter of a specific design. The control current n ₀ is then amplified in an amplifier 17 and rectified in a rectifier 18 of known design. A coil chain 19 (RF barrier chain) is inserted in the output circuit of the rectifier for the purpose of preventing the transmission of n ₅ non-rectified components of the control current to the grid circuit of the coupling tube. 9

Die Ausgangsseite des Gleichrichters 18 ist so gepolt, daß das dem Gitter der Kopplungsröhre aufgedrückte Gleichstrompotential entgegengesetzt gerichtet ist dem Gleichstrom-The output side of the rectifier 18 is polarized so that the grid of the coupling tube Imposed direct current potential is directed in the opposite direction to the direct current

potential der Gitterbatterie 14. Das Potentiometer 15 wird so eingestellt, daß das gesamte Gitterpotential und damit die Impedanz der Kopplungsröhre 9 den gewünschten Verstärkungsgrad dann erzeugt, wenn der Übertragungsgrad des Leitungsabschnittes W normal ist. Ein Ansteigen oder Abnehmen des Gleichstrompotentials an der Ausgangsstelle des Gleichrichters 18 infolge eines Ansteigens oder Abnehmens des Übertragungsgrades des Leitungsahschnittes W bedingt daher eine entsprechende Änderung in der Impedanz der Kopplungsröhre 9 und erzeugt eine kompensierende Änderung in dem Ver-potential of the grid battery 14. The potentiometer 15 is set so that the total grid potential and thus the impedance of the coupling tube 9 generates the desired gain when the degree of transmission of the line section W is normal. An increase or decrease in the direct current potential at the output point of the rectifier 18 as a result of an increase or decrease in the degree of transmission of the line section W therefore causes a corresponding change in the impedance of the coupling tube 9 and generates a compensating change in the

»5 Stärkungsgrade. Der Verstärker regelt sich also selbsttätig. Eine Steigerung der Amplitude des Steuerstromes erzeugt eine Verminderung der Verstärkung, und eine Verminderung der Amplitude des Steuerstromes ver-»5 levels of strength. The amplifier regulates itself automatically. An increase in amplitude of the control current produces a decrease in gain, and a decrease the amplitude of the control current

ao ursacht eine entsprechende Steigerung der Verstärkung.ao causes a corresponding increase in gain.

Abb. 3 stellt die Anwendung der Erfindung auf einen Gegentaktverstärker dar. In diesem Kreise umfaßt die erste Verstärkerstufe ein Paar von Dreielektrodenentladungsröhren 20 und 21, die in Gegentakt geschaltet sind. Die zweite Verstärkerstufe bildet ein Paar von in gleicher Weise geschalteten Röhren 22 und 23. Zur Herstellung einer veränderlichen Koppkmgsimpedanz sind die Gitterkreise der Röhren 24 und 25 parallel geschaltet und ihre Anodenstrombahnen in Reihe quer zur Leitung zwischen den Verstärkerstufen angeschlossen in ähnlicher Weise, wie dies oben beschrieben ist. Die durch die beiden in Reihe liegenden Röhren gebildete Impedanz wird nicht beeinflußt durch die den Anoden aufgedrückten Spannungen; aber sie ist abhängig von der Spannung, die den Gitterkreisen dieser Röhren aufgedrückt wird.Fig. 3 shows the application of the invention to a push-pull amplifier. In this In circles, the first amplifier stage comprises a pair of three-electrode discharge tubes 20 and 21 connected in push-pull. The second amplifier stage forms a pair of tubes 22 and 23 connected in the same way. To produce a variable Coupling impedance, the grid circles of the tubes 24 and 25 are connected in parallel and their anode current paths connected in series across the line between the amplifier stages in a manner similar to that described above. The impedance formed by the two tubes in series is not influenced by the voltages applied to the anodes; but she is dependent from the tension that is placed on the lattice circles of these tubes.

Der Steuerstrom kann in gleicher Weise abgezweigt werden wie bei dem System nach Abb. 2. Es hat sich indessen als zweckmäßig gezeigt, daß eine erhöhte Empfindlichkeit dadurch erhalten werden kann, daß man die zweite Harmonische des Steuerstromes für die Regelung benutzt. Die zweite Harmonische kann vom Widerstand 26 abgenommen werden, der in dem gemeinsamen Teil des Ausgangskreises der zweiten Gegentaktstuf e liegt, wo die zweiten Harmonischen am stärksten auftreten. Die zweiten Harmonischen werden dann verstärkt, gleichgerichtet und den parallel geschalteten Gitterkreisen der Kopplungsröhren zugeführt. Wenn die Dämpfung des Leitungsabschnittes W von dem normalen Werte abweicht, wird der Verstärkungsgrad sich selbsttätig so einstellen, daß die Wirkung von Abweichungen der Leitungskonstanten von ihren Normahverten kompensiert wird. Es ist ersichtlich, daß durch Benutzung der zweiten Harmonischen des Steuerstromes eine erhöhte Empfindlichkeit erhalten wird, weil die Amplitude der zweiten Harmonischen sich mit dem Quadrat der Amplitude des Steuerstromes ändert.The control current can be branched off in the same way as in the system according to Fig. 2. However, it has been shown to be useful that an increased sensitivity can be obtained by using the second harmonic of the control current for the regulation. The second harmonic can be taken from the resistor 26, which is in the common part of the output circuit of the second push-pull stage e where the second harmonics occur most strongly. The second harmonics are then amplified, rectified and fed to the parallel-connected grid circles of the coupling tubes. If the attenuation of the line section W deviates from the normal value, the gain will automatically adjust itself in such a way that the effect of deviations in the line constants from their normal values is compensated. It can be seen that an increased sensitivity is obtained by using the second harmonic of the control current, because the amplitude of the second harmonic changes with the square of the amplitude of the control current.

Abb. 4 zeigt einen' einstufigen Verstärker mit einer Vakuumröhre als= Kopplungsimpedanz in seinem Eingangskreise. Diese Ausführungsform kann gesetzt werden für den Teil der Anordnung nach Abb. 2 oberhalb der gestrichelten Linie a, b, um einen einstufigen, vom Steuerstrom, eingestellten Verstärker zu erhalten. In diesem Fall wird die Eingangsimpedanz der Verstärkerröhre 8 durch die Kopplungsröhre 9 geregelt, deren Impedanz sich selbsttätig entsprechend den Änderungen des ankommenden Steuerstromes einstellt, wie oben erläutert ist.Fig. 4 shows a single stage amplifier with a vacuum tube as = coupling impedance in its input circuit. This embodiment can be set for the part of the arrangement according to Fig. 2 above the dashed line a, b, in order to obtain a single-stage amplifier adjusted by the control current. In this case, the input impedance of the amplifier tube 8 is regulated by the coupling tube 9, the impedance of which adjusts itself automatically in accordance with the changes in the incoming control current, as explained above.

Die vorliegende Erfindung ist durchaus nicht auf die behandelten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch sinngemäß für andere bekannte Schaltungen angewendet werden.The present invention is by no means limited to the exemplary embodiments discussed limited, but can also be used analogously for other known circuits will.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for regulating the degree of transmission in alternating currents traversed signal systems with amplifiers, characterized in that the go Regulation as a function of the transmission parameters takes place by changing one with the amplifier arrangement coupled impedance (9 or 24 and 25), through which the gain is set (Fig. 1 to 4).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the internal impedance a discharge tube is used for the regulation (Fig. 1 to 4).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the regulating Discharge tube as cross-impedance between the individual stages of an amplifier circuit is placed (Fig. 1 to 4).

4. Arrangement according to claim 1 or 2 in a carrier wave signal system, characterized characterized in that the grid of a regulating three-wire tube (9 or 24 and 25) in addition to a grid voltage battery at the output of a circuit (16 to 19) which forms part of the signal stream decreases, amplifies, rectifies and, if necessary, filters (Fig. 2 to 4).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the second Harmonics of the control current, which forms part of the total signal current, after filtering, amplification and rectification to influence the ιαο Grid of the regulating three-electrode tube is used (Fig. 3).

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the the Control potential for the grid of the regulating three-electrode tube supplying signal current is picked up at the output of a line amplifier circuit (Fig. 2 to 4).

7. Arrangement according to claim 3, 4 or 5 with amplifiers in push-pull circuit (10 to 13), characterized in that the decrease in the control potential for the grid of the coupling tubes (24,25) delivering current at a resistor (26) between the line amplifiers and the center of the output transformer (Fig. 3).

8. Arrangement according to claim 3, characterized in that the impedance the coupling tube changes automatically depending on the amplitude of the control current.

9. Arrangement according to claim 4, characterized in that the polarity the one influencing the lattice of the coupling tube, from the one branched off Control current originating direct current potential that of the grid bias battery is directed in the opposite direction.

For this purpose ι sheet of drawings