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Schaltungsanordnung zur frequenzabhängigen Beeinflussung der Verstärkung
Bei der Übertragung von Sprache, Musik oder ähnlichen Schwingungsvorgängen auf elektrischem
Wege werden durch die elektrischen Übertragungsglieder Frequenzvexzerrungen herbeigeführt.
Am häufigsten tritt eine Benachteiligung der hohen Frequenzen auf. In Fig. i ist
die Resonanzkurve eines drahtlosen Empfangsgerätes dargestellt. Die Resonanzkurve,
zeigt die Abhängigkeit der Spannung E am Gitter des Audions von der Frequenz co.
Die Trägerfrequenz liegt in der Mitte der Resonanzkurve und erzeugt infolgedessen
die relativ höchste Spannung am Gitter. Die Seitenbandfrequenzen co i und c o2 ergeben
wagen des Abfalles der Resonanzkurve eine geringere Spannung. In dem gezeigten Beispiel
beträgt die Amplitude der Seiten'bandfrequenzen co i und ca 2 ungefähr nur
40 0/, der Amplitude der in der Nähe der Trägerfrequenz liegenden tiefen Seitenbandfrequenzen.
Um diese Verzerrungen zu beseitigen, sind besondere Schaltungsmittel erforderlich,
die in dem auf den Hochfrequenzteil des Empfangsgerätes folgenden Niederfrequenzverstärker
untergebracht «.erden können. Zur Aufhebung der durch einen Resonanzkreis entsprechend
Fig. i herbeigeführten Verzerrungen wird man der Verstärkereinr.ichtungeinen Frequ.en:zgang
geben, wie er, in Fig.2 dargestellt ist. Die Kurve in Fi.g.2 zeigt die Abhängigkeit
des Verstärkungsfaktors h in Abhängigkeit von der Frequenz. Man erkennt deutlich,
daß bei etwa q. bis 5ooo Hz die Verstärkung der Anordnung eine starke Zunahme aufweist.
Werden bei der Übertragung die tiefen Frequenzen benachteiligt, so isst zur Entzerrung
eine Frequenzkurve erforderlich, die für die hohen Frequenzen einen Abfall zeigt.
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Die erforderlichen Verzerrungen der Verstärkungskurve können auf verschiedene
Weise erreicht werden. Geht man beispielsweise von einem Verstärker aus, der über
das gesamte zu übertragende Frequenzband eine nahezu gleiche Versstärkung hat, so
genügt es, zur Erzielung einer Verstärkungskurve gemäß Fig.2 durch geeignete Schaltmittel
die Verstärkung bei den tiefen Frequenzen herabzusetzen, was beispielsweise durch
Parallelinduktivitäten bewirkt werden kann. Eine Anpassung an verschiedene Erfordernisse
kann dabei durch eine veränderliche Parallelinduktivität herbeigeführt werden. Ein
derartiges Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile. Durch die Verminderung der
Verstärkung für die tiefen Frequenzen wird der Gesamteindruck der Lautstärke wesentlich
geringer, da ein Teil der Energie vernichtet wird. Außerdem ändert sich bei der
Einstellung der Induktivität die
Belastung, so daß auch für die
höheren Frequenzen eine Beeinflussung des Verstärkungsfaktors eintritt.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die hohen Frequenzen im Verstärkungsgrad
künstlich heraufzusetzen. Eine derartige Schaltung zeigt die Fig.3. Der Anodenkreis
der Röhre i wird gebildet durch die Batterie 2, einen O.hm@schen Widerstand 3 und
einen Schwingungskreis, der aus einer Selbstinduktion q. und einem Kondensator 5
besteht. Die Ankopplung an die folgende Röhre 6 erfolgt von dem Punkt 7 aus über
einen Kondensator 8 an das Gitter 9 der Röhre 6. Der aus d. und 5 gebildete Schwingungskreis
ist so dimensioniert, daß der aufsteigende Ast seiner Resonanzkurve bei den höheren
Frequenzen liegt, so daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers bei höheren Frequenzen
auch höher wird, wodurch man die gewünschte Verzerrung der Kurvenform erzielt. Ein
Nachteil der Anordnung liegt darin, daß man zwar eine größere Verstärkung bei den
höheren Frequenzen bekommt, es jedoch wenig in der Hand hat, den Verstärkungsgrad
einigermaßen genau den vorliegenden Verhältnissen anzupassen. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß die Selbstinduktion q., die gewöhnlich eine eisenhaltige Drosselspule
ist, von dem Anodengleichstrom durchflossen wird. Das bedeutet einmal, daß die Drossel
verhältnismäßig groß dimensioniert sein muß, da die im Anodenkreis fließenden Ströme
verhältnismäßig stark sein können, weiter ist der Selbstinduktionswert der Drossel
und mithin auch die Lage der Resonanz in starkem Maße abhängig von der Stärke des
Anodengleichstromes, der unter verschiedenen Betriebsbedingungen verschieden sein
kann.
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Gemäß der Erfindung werden zur Erzielung der gewünschten Entzerrung
und der gewünschten Einstellbarkeit der Verstärkungskurve Anoden- und Gitterkreis
zweier aufeinanderfolgender Verstärkerstufen über parallele, den tiefen und hoben
Frequenzen verschieden große Widerstände bietende Zweige miteinander gekoppelt und
zwecks Änderung der Verstärkung für die hohen oder tiefen Frequenzen dem die hohen
oder tiefen Frequenzen bevorzugenden Zweig veränderbare Spannungen zugeführt. Mit
dieser Schaltung ist es möglich, die Verstärkung für die hohen oder für die tiefen
Frequenzen getrennt voneinander einzustellen, ohne daß dabei eine gegenseitige Beeinflussung
oder eine wesentliche Änderung in der Gesamtbelastung auftritt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Verstärkerröhren über parallele
Zweige miteinander zu koppeln, von denen der eine die tiefen und der andere die
hohen Töne bevorzugt überträgt. Eine Beeinflussung der Verstärkungskurve ist bei
der bekannten Schaltung jedoch nur durch Veränderung der Widerstände der beiden
Parallelzweige möglich, da beiden Zweigen dieselbe unv eränderbare Spannung zugeführt
wird. Bei dieser Regelung läßt sich eine unabhängige Beeinflussung der Verstärkung
für die hohen oder für die tiefen Töne nicht erreichen. Wird durch Vergrößern der
für die Übertragung der hohen Frequenzen vorgesehenen Kapazität die Verstärkung
der hohen Frequenzen erhöht, so wird, da sich die Gesamtbelastung ändert, gleichzeitig
eine Beeinflussung des Verstärkungsgrades für die tiefen Frequenzen herbeigeführt.
Die Schaltung gemäß der Erfindung, die es gestattet, jedem der Zweige die Spannungen
getrennt zuzuführen, ermöglicht eine viel bequemere und vollkommenere Herstellung
der gewünschten Verstärkungskurve.
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Fig. 4. zeigt ein Aüsführungsbei@,piel der Erfindung für den Fall,
daß die Verstärkung für die tiefen Frequenzen geändert werden soll ohne Beeinflussung
der Verstärkung für die hohen Frequenzen. Die Ankopplung des Gitterkreises der Röhre
i i an den Anodenkreis der Röhre io erfolgt über den kapazitiven Kanal 12, d. h.
den Kondensator 12, und über den induktiven Kanal 13, d. 1i. die Drossel 13, 12
und 13 sind parallel geschaltet und führen zu dem Gitterkondensator 1q., dessen
andere Belegung mit dem Gitter 15 der Röhre i i verbunden ist. Die Anodenwechselspannung
der Röhre io wird an dem Anodenkreiswiderstand i6 abgenommen. Der 1capazitive Zweig
12 ist an das nach der Anode zu liegende Ende des Widerstandes 16 angeschlossen.
Der induktive Zweig wird an dem Widerstand 16 .selbst bei 17 abgegriffen. Der Widerstand
i6 wird zweckmäßigerweise als Potentiometerwiderstand ausgebildet. Bei dieser Schaltungsanordnung
ist die Ankopplung der hohen Frequenzen maximal, während die Ankopplung -der tiefen
Frequenzen variabel ist. Durch entsprechende Einstellung der Ankopplung des induktiven
Zweiges kann man das Verhältnis der Verstärkung bei tiefen Frequenzen zu dein bei
hohen Frequenzen regeln und dadurch eine Kennlinie erzielen, wie sie in Fig. 2 als
wünschenswert dargestellt ist.
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Fig.5 stellt ein Ausführungsbeispiel für eine Verstärkerschaltung
dar, bei der die Verstärkung der hohen Frequenzen ohne wesentliche Beinflussung
der Verstärkung für die tiefen Frequenzen geändert werden kann. Der Gitterkreis
der Röhre i i ist mittels des Kondensators 14 über den kapazitiven Zweig 12 und
den induktiven Zweig 13 mit dein
Anodenkreis der Röhre ro gekoppelt.
Der Anodenkreis der Röhre ro wird durch zwei in Serie geschaltete Widerstände zS
und 1,9 gebildet. An dem gemeinsamen Punkt dieser Widerstände ist der induktive
Zweig angeschlossen, während der kapazitive Zweig an einem einstellbaren Angriffpunkt
des Widerstandes 1ä geführt ist, welcher zweckmäßig als Potentiometer ausgebildet
wird. Die Ankopplun-g des induktiven Zweiges 13, über den die tiefen Frequenzen
vorzugsweise übertragen werden, ist konstant. Bei Verschieben des beweglichen Kontaktes
2r wird daher im wesentlichen nur die Verstärkung der hohen Frequenzen beeinflußt.
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Der große Vorteil der Schaltung gemäß der Erfindung liegt darin, daß
man in der Lage ist, in quantitativer Beziehung die Entzerrung der Niederfrequenz
vorzunehmen, was auch bei der in der Fig.3 gezeigten Schaltung nicht möglich war.
Ein weiterer konstruktiver Vorteil liegt noch darin, daß durch die Drossel 13 kein
Gleichstrom fließt. Man kann infolgedessen die Drossel äußerst klein halten, und
.ihr Selbstinduktionswert bleibt konstant, da sie ja keinerlei Vormagnetisierung
durch Gleichstrom erhält. Der Umfang der Erfindung ist nicht auf die in den Fig.
q. und 5 angegebenen Beispiele beschränkt; selbstverständlich ist es auch möglich,
sowohl den induktiven wie auch den kapazitiven Zweig variabel ankoppelbar zu machen.