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Verzerrender Kaskadenverstärker Bei der elektrischen Übertragung oder
Verstärkung von Musik, Sprache o. dgl. wird im allgemeinen Verzerrungsfreiheit angestrebt.
Es können aber auch Fälle eintreten, bei denen es wünschenswert ist, eine für die
meisten Frequenzen gleichmäßige Übertragung zu bekommen, bei der jedoch -ein gewisser
Teilbereich, unter Umständen auch mehrere Teilbereiche innerhalb des Gesamtbereiches,
relativ mehr oder weniger bevorzugt sind. Es hat sich z. B. als wünschenswert herausgestellt,
bei der Sprache ein Frequenzband in der Nähe von ö.ooo Hz besonders zu betonen,
während die Frequenzen darunter und darüber gleichmäßig wiedergegeben werden, weil
dann die Konsonanten klarer verständlich sind. Für diesen Zweck kann man einen nicht
verzerrenden Verstärker mit einem an sich bekannten, verstellbaren Querverzerrer
versehen, der die Verstärkung für die Frequenzen unterhalb und oberhalb des zu bevorzugenden
Bereiches herabsetzt. Als Querverzerrer bezeichnet man bekanntlich einen Nebenschluß
mit einem frequenzabhängigen Scheinwiderstand. Man behält in diesem Falle günstigenfalls
den Verstärkungsgrad für die am meisten bevorzugte Frequenz bei, während er für
alle anderen Frequenzen herabgesetzt wird, so daß man im ganzen einen Verlust an
Verstärkung hat. Nach der Erfindung ist es möglich, für die zu bevorzugenden Frequenzen
eine Verstärkung zu erhöhen und sie für die übrigen Frequenzen auf der ursprünglichen
Höhe zu halten, wenn man einen Vorüberträger für die auf den Verzerrer folgende
Röhre benutzt, dessen Übersetzungsverhältnis gleichzeitig mit der Veränderung des
den Frequenzgang bestimmenden Nebenschlusses entsprechend eingestellt wird. Wie
an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben werden soll, sinkt allerdings die
obere Frequenzgrenze, für die das Maß der Verstärkung erhalten bleibt, wenn das
Übersetzungsverhältnis erheblich gesteigert wird, so daß es in gewissen Fällen zweckmäßig
sein kann, an den äußeren Rändern des Frequenzbandes eine gewisse Senkung der Verstärkung
zuzulassen. Auf diese Weise kann man erreichen, daß die obere Grenzfrequenz, bei
der die Verstärkung erheblich absinkt, genügend hoch bleibt. Im ganzen kann auf
diese Weise gegenüber- den bekannten Schaltungen immer noch ein beträchtlicher Gewinn
an Verstärkung erreicht werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Kopplung zweier
Verstärker V1 und V2 einer Kaskade in Abb. x dargestellt. Der Ausgang des Verstärkers
Vi wird über einen Schalter K an einen der Kontakte i, z oder 3 des Widerstandes
R geführt, dessen Ende über
einen schwingungsfähigen Kreis S an
Erde oder an einen Pol der Heizbatterie des Verstärkers gelegt ist. S ist als einfacher
Schwingungskreis dargestellt, der einen sehr hohen Scheinwiderstand für seine Resonanzfrequenz
hat. Handelt es sich darum, die Verstärkung für mehrere Frequenzbänder selektiv
zu heben, so könnte ein mehrwelliger Schwingungskreis genommen werden. Der Schalter
K verbindet in jeder Stellung einen Kontakt des Widerstandes R mit den entsprechenden
Kontakten i', 2', 3' der Primärwicklung des Vorübertragers U, dessen Sekundärwicklung
zwischen dem Gitter und dem negativen Pol-GB der Gitterbatterie liegt. Zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Kontakten und zwischen dem letzten Kontakt und Erde liegt
je ein Teil der Primärwicklung. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Übersetzungsverhältnis
u des Vorübertragers U steigt, wenn der eingeschaltete Teil r des Widerstandes
R verkleinert wird.
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Die Reihenschaltung aus r und dem Schwingungskreis S bildet einen
Nebenschluß, der für die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises keine merkliche
Ableitung ergibt. Oberhalb und unterhalb der Eigenfrequenz ist aber der Scheinwiderstand
des Schwingungskreises so klein, daß im wesentlichen r maßgebend ist. Der durch
diesen Ableitungswiderstand herbeigeführte Verlust kann aber durch Vergrößerung
des Übersetzungsverhältnisses u aufgehoben werden. Betrachtet man die Übertragung
über den Schalter K hinweg, so kann die links davon liegende Anordnung als eine
Spannungsquelle angesehen werden, deren innerer Widerstand in erster Annäherung
gleich r ist, da R im allgemeinen kleiner als der innere Widerstand R, des Verstärkers
V1 sein wird. Andernfalls ist mit dem Kombinationswiderstand von r und R, als innerem
Widerstand der Spannungsquelle zu rechnen. Die in diesem inneren Widerstand auftretende
elektromotorische Kraft ist ein Bruchteil der in V1 wirkenden elektromotorischen
Kraft und im wesentlichen dem Widerstand r proportional. Ändert man also das Übersetzungsverhältnis
zi von der Primär- zur Sekundärwicklung des Vorübertragers U umgekehrt proportional
zum Widerstand r, so wird die am Gitter des folgenden Verstärkers V2 auftretende
Gitterspannung und damit die Verstärkung konstant bleiben. Dies gilt für die Frequenzen,
für die r als Nebenschluß allein wirksam ist. Für die zu bevorzugenden Frequenzen
hat jedoch der Schwingungskreis einen hohen Widerstand, so daß der Nebenschluß praktisch
unwirksam ist und infolgedessen die Verstärkung um so mehr über denAusgangswert
gehoben wird; je größer das Übersetzungsverhältnis, d. h. je kleiner v eingestellt
wird.
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Wenn r gegen den inneren Widerstand Ri des vorangehenden Verstärkers
nicht vernachlässigt werden kann, treten natürlich in der Bemessung gewisse Änderungen
auf, die durch Berechnung oder Versuche leicht zu bestimmen sind.
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Es ergeben sich demnach etwa die in Fig. 2 dargestellten Kurven der
Verstärkung s in Abhängigkeit von der Frequenz f. Die an die Kurven angeschriebenen
Ziffern i bis 3 beziehen sich auf die Kontakte i bis 3 der Abb. i. Das Zeichen oo
bedeutet, daß der Verzerrer abgeschaltet ist. Die entsprechende horizontale Kurve
stellt die Verstärkung des unbeeinflußten Verstärkers dar. Es ist zu beachten, daß
für Frequenzen von einer gewissen Höhe ab der Vorübertrager infolge der Belastung
mit der scheinbaren Röhrenkapazität C des Verstärkers VZ nicht mehr als leer laufend
angesehen werden kann. Diese Kapazität wirkt etwa wie eine an der Primärseite angeschlossene
Kapazität von der Größe C u2,- also um so stärker, je größer das Übersetzungsverhältnis
des Vorübertragers ist. Infolgedessen wird die obere Grenzfrequenz f g, bei der
die Verstärkung absinkt, um so niedriger liegen, je höher das Übersetzungsverhältnis
ist. Dies ist in Abb.2 schematisch angedeutet. Sollte auf diese Weise die obere
Grenze, bei der die Verstärkung absinkt, zu stark herabgesetzt werden, so kann man
dem durchVerkleinern des Übersetzungsverhältnisses entgegenwirken. Dies kann durch
entsprechende Wahl der Abgriffpunkte 2' und 3'_ an der Primärwicklung des Vorübertragers
geschehen. Man kann dann etwa Verstärkungskurven wie die in Abb.3 dargestellten
erhalten, bei denen man in den zu bevorzugenden Frequenzbereichen immer noch erhöhte
Verstärkung erhält und bei denen die obere Grenzfrequenz für alle Kurven die gleiche
ist.