DE516303C - Mehrstufiger Hochfrequenz-Verstaerker in Kaskadenschaltung, bei dem jede Stufe nach dem UEberrueckkopplungsprinzip arbeitet - Google Patents

Mehrstufiger Hochfrequenz-Verstaerker in Kaskadenschaltung, bei dem jede Stufe nach dem UEberrueckkopplungsprinzip arbeitet

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DE516303C
DE516303C DEC39247D DEC0039247D DE516303C DE 516303 C DE516303 C DE 516303C DE C39247 D DEC39247 D DE C39247D DE C0039247 D DEC0039247 D DE C0039247D DE 516303 C DE516303 C DE 516303C
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DEC39247D
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D11/00Super-regenerative demodulator circuits
    • H03D11/02Super-regenerative demodulator circuits for amplitude-modulated oscillations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

  • mehrstufiger Hochfrequenz-Verstärker in Kaskadenschaltung, bei dem jede Stufe nach dem Überrückkopplungsprinzip arbeitet Die hohe Verstärkung bei überrückkopplungsverstärkern wird bekanntlich dadurch @erzielt, daß die resultierende Dämpfung des Eingangsschwingungskreises zeitweilig negativ wird. Die resultierende Dämpfung dieses Irreises pendelt (periodisch) zwischen negativen und positiven Werten, also zwischen Entdämpfung und Dämpfung.
  • Eine einfallende, schwache Sonderschwingung löst zu Beginn des kurzen Entdämpfungstaktes eine sich schnell zu viel höheren Amplituden aufschaukelnde, etwa gleichfrequente Schwingung aus. Der auf den Entdämpfungstakt folgende Dämpfungstakt verursacht ein ebenso schnelles Abklingen der vorhandenen Hochfrequenzschwingung, so daß das Maximum der Oszillation zeitlich am Ende des Entdämpfungs- oder Arbeitstaktes bzw. am Anfange des Dämpfungs- oder Ruhetaktes liegt. Am Ende des Dämpfungstaktes herrscht im Schwingungskreise Ruhe, so daß der Irreis von neuem empfangs- und verstärkungsbereit ist.
  • Obgleich die Verstärkung einer solchen überrückkopplungsschaltung mit einer einzigen Röhre (insbesondere bei kurzen Wellen) verhältnismäßig sehr hoch ist, bleibt sie doch weit hinter den Verstärkungsziffern der mehrstufigen Hochfrequenz-Verstärker für längere Wellen zurück. Es wurde infolgedessen schon früher versucht, eine höhere Verstärkung dadurch zu erzielen, daß man mehrere solcher überrückkopplungsstufen hintereinanderschaltete. Jede folgende überrückkopplung sollte also die Schwingungen ihrer Vorstufe noch weiter verstärken. Sämtliche Stufen befanden sich aber bei dieser Anordnung gleichzeitig im Arbeitstakt bzw. gleichzeitig im Ruhetakt.
  • Die Verstärkung war aber sehr gering. Soll nämlich eine wesentliche Verstärkung bzw. Schwingungsweite erreicht werden, so muß der entdämpfte Verstärkerkreis sofort beim Beginn des Arbeitstaktes, und zwar so stark wie möglich erregt werden; bei späterer Erregung ist die Verstärkung geringer; ferner ist die Intensität des entstandenen, aufgeschaukelten Schwingungszuges stets proportional der Erregung. Bei den bekannten Anordnungen erregte die schwache Sonderschwingung die erste überrückkopplungsstufe zu Beginn ihres Arbeitstaktes. Da diese erste Stufe in ihrem Anodenkreise aber mit der zweiten Überrückkopplung gekoppelt war, so erregte die in der ersten Stufe gerade beginnende, noch äußerst schwache Schwingung gleichzeitig auch schon die zweite Stufe und gegebenenfalls auch schon eine dritte und vierte. Die Erregung aller Stufen ierfolgte also zwar richtig zu Anfang jedes Arbeitstaktes, sie war aber infolge der geschilderten Arbeitsweise viel zu schwach, so daß keine nennenswerte Verstärkung entstand.
  • Wie bereits oben dargelegt, ist die stärkste Hochfrequenzsckwingung in einer Überrückkopplungsstufe erst nach Ablauf des Arbeitstaktes vorhanden. Erfindungsgemäß werden nun nicht alle Überrückkopplungen geichzeitig von der stets nur schwachen Anfangsschwingung jeder Vorstufe erregt, sondern die Erregung einer Stufe durch die Vorstufe findet erst in dem Moment statt, in dem sich die Schwingung in der Vorstufe bereits bis auf ihren Maximalwert aufgeschaukelt hat.
  • Dies wird dadurch erreicht, daß stets von zwei aufeinanderfolgenden I-lochfrequenzstufen die eine im Zustande der Entdämpfung arbeitet, während gleichzeitig sich die andere im Zustande der Dämpfung befindet.
  • Während also in der bekannten, älteren Anordnung alle Stufen gleichphasig arbeiten, arbeiten erfindungsgemäß die einzelnen, benachbarten Stufen grundsätzlich untereinander gegenphasig.
  • Diese grundsätzliche Abänderung der bekannten Anordnung ist praktisch leicht durchführbar. Bekanntlich erfolgt die periodische Änderung der Dämpfung in jeder überrückkopplungsstufe vermittels einer Hilfsschwingung, deren Frequenz an der Grenze des Hörbereichs (etwa 25 ooo Per./s) liegt. Der Umstand, daß die Wechselspannungen an irgendeinem Widerstand stets um i 8o° in der Phase gegeneinander verschoben sind, oder auch die Verwendung einer einphasigen Wechselstromdynamomaschine liefert die Möglichkeit, zwei einander benachbarte Überrückkopplungen abwechselnd, also gegenphasig arbeiten zu lassen. Häufige Verwendung findet bisher in überrückkopplungsschaltungen ein Hilfsfrequenzschwingungskreis als Steuerorgan.
  • Bei dem neuen Verfahren werden nun die beiden um i 8o' gegeneinander phasenverschobenen, an den beiden Enden des Schwingungskreises auftretenden Spannungen durch die Steuerleitungen a und i (s. Abb. i und 2) den Röhren zugeführt.
  • Die Hilfsfrequenz kann entweder von einem besonderen Röhrengenerator (Fremdsteuerung) oder, wie ebenfalls bekannt, von den Überrückkopplungsröhren selbst (Selbststeuerung) erzeugt werden.
  • Die Schaltungen in den Abb. i und 2 geben zwei Ausführungsbeispiele des neuen Verstärkungsprinzips. Die Röhren i und 2 bzw. i bis q. sind die Verstärkerröhren. In Verbindung mit den Gitterkreisen L1 Ci und L2 C2 bzw. L1 C1 bis L4 C4, die durch den Widerstand R, (Abb. i) bzw. durch die Widerstände Rl bis R3 oder angekoppelte Gleichrichterspulen gedämpft sein können, und den Rückkopplungsspulen LRl und LR2 bzw. LRi. bis` LR3 und einen Teil von L¢ stellen. diese Röhrenkreise Hochfrequenz - Generatorschal tungen dar, deren erster mit einer beliebigen Antenne A. oder Ant. gekoppelt ist. Die mit HD bezeichneten Spiralen stellen Hochfrequenzdrosseln dar. Der statische Arbeitspunkt aller überrückkopplungsröhren liegt in diesem Beispiel im (unteren) Knick ihrer Charakteristik, so daß also hier in allen Stufen der periodische Wechsel zwischen resultierender Entdämpfung und Dämpfung allein durch das Ein- und Aussetzen des Anodenstromes hervorgerufen wird.
  • Außerdem sind alle (2 oder q.) Verstärkerröhren zu einem Hilfsfrequenz-Gegentaktgenerator zusammengefaßt, und zwar arbeiten die in ihren Gitter- und Anodenkreisen parallel geschalteten Röhren z und 3 im Gegentakt mit den ebenfalls auf den Hilfsfrequenz Pfaden in ihren Gitter- und Anodenkreisen parallel geschalteten Röhren 2 und q.. Durch diese Gruppierung der Röhren wird das gegenphasige Arbeiten der benachbarten Hochfrequenzstufen verursacht. Die Spulen LH, und LN2 in Verbindung mit den Blockkondensatoren Bl und B2 bzw. Bi bis B4 stellen den Hilfsfrequenzgitterkreis, die Spulen ,RK., und RK2 die Rückkopplungsspulen des Hilfsfrequenz-Gegentaktgenerators dar. Der letzte Röhrenkreis 3 bzw. 5 stellt irgendeinen Gleichrichterkreis (Audion) dar, der nicht unbedingt notwendig ist, da jede überrückkopplung etwas Gleichrichtvermögen besitzt.
  • Die Wirkungsweise dieser beiden Schaltungen ist folgende: während des Arbeitstaktes der ersten Stufe trägt die Hilfsfrr-J quenzspannung den (dynamischen) Arbeitspunkt mit ihrer positiven Halbwelle vom statischen Arbeitspunkt im unteren Knick aus auf den schrägen Teil der Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik, wodurch die Stufe zur Erzeugung einer Hochfrequenzeigenschwingung befähigt wird. Die benachbarte Überrückkopplung ist aber mit dem Gegenpol des steuernden Hilfsfrequenzschwingungskreises verbunden. Während des Arbeitstaktes der ersten Stufe befindet sich also der dynamische Arbeitspunkt der zweiten Stufe auf dem horizontalen, stromlosen Ast der Charakteristik, wodurch die Rückkopplung zur Zeit wirkungslos ist, der Kreis also Eigenschwingungen nicht unterhalten kann. Etwa noch vor dem vorhergehenden Arbeitstakte vorhandene Hochfrequenzschwingungen sind daher im Abklingen begriffen, und auch die Erregung durch die gerade stark oszillierende Vorstufe kann diesen während seines Ruhetaktes stark gedämpften Kreis zu keiner Schwingung bewegen.
  • Nach Ablauf einer Halbperiode der Hilfsschwingung hat sich dieser Zustand umgekehrt. jetzt befindet sich die zweite Hochfrequenzstufe im Arbeitstakt, während dagegen die erste Stufe in den Zustand einer starken Dämpfung übergegangen ist. Der Übergang vom Ruhetakt zum Arbeitstakt erfolgt bei der zweiten Röhre in dem Augenblick, in dem sich die Schwingungen der ersten Röhre bis zu ihrem maximalen Wert bereits aufgeschaukelt haben. Die Amplitude der anstoßenden Schwingung ist also bei der zweiten Röhre erheblich größer als bei der ersten. Da Erregung und die nach Ablauf des Arbeitstaktes erreichte Schwingungsweite einander proportional sind, so folgt daraus, daß die Amplituden der in der folgenden Stufe entstehenden Schwingung bedeutend größer sind als in der vorhergehenden.
  • Zum Schluß sei der Vollständigkeit halber noch erwähnt, daß sowohl die obenerwähnte, bekannte, mehrstufige Überrückkopplung, als auch die hier beschriebene, sich beim übergang der Hochfrequenzenergie von einer Stufe zur nächsten irgendeiner Frequenzänderung (Frequenzvervielfachung) bedienen, wodurch selbst bei der Verstärkung kürzester Wellen die empfindliche Neutralisation der Hochfrequenzvorstufen überflüssig ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrstufiger Hochfrequenz-Verstärker in Kaskadenschaltung, bei dem jede Stufe nach dem überrückkopplungsprinzip arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daßdie Zuführung der Hilfsschwingung zu den einzelnen Stufen derartig erfolgt, daß stets von zwei aufeinanderfolgenden Hochfrequenzstufen die eine im Zustand der Entdämpfung arbeitet, während sich gleichzeitig die andere ihr benachbarte Stufe im Zustand der Dämpfung befindet. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Hilfsschwingung ein Gegentaktgenerator benutzt wird.
DEC39247D 1927-01-18 1927-01-19 Mehrstufiger Hochfrequenz-Verstaerker in Kaskadenschaltung, bei dem jede Stufe nach dem UEberrueckkopplungsprinzip arbeitet Expired DE516303C (de)

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