DE596006C - Roehrenverstaerker mit Rueckkopplung - Google Patents
Roehrenverstaerker mit RueckkopplungInfo
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- DE596006C DE596006C DEN31421D DEN0031421D DE596006C DE 596006 C DE596006 C DE 596006C DE N31421 D DEN31421 D DE N31421D DE N0031421 D DEN0031421 D DE N0031421D DE 596006 C DE596006 C DE 596006C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
- H03F1/36—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in discharge-tube amplifiers
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- H—ELECTRICITY
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/38—Positive-feedback circuit arrangements without negative feedback
- H03F1/40—Positive-feedback circuit arrangements without negative feedback in discharge-tube amplifiers
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- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
25. APRIL 1934
25. APRIL 1934
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
Vi 596006 KLASSE 21 a2 GRUPPE 18 os
Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Januar 1931 ab
ist in Anspruch genommen.
Die Erfindung bezieht sich auf Röhrenverstärker mit Rückkopplung und bezweckt,
für sämtliche Frequenzen die in dem Ausgangskreis auftretenden Spannungsschwankungen
den Spannungsamplituden der ankommenden Schwingungen proportional zu machen. Bei den bekannten Schaltungen
treten bei sämtlichen Verstärkerstufen, in denen ändere als lediglich Ohmsche Widerstände
in den Ausgangskreisen benutzt werden, verschiedene Verstärkungen für die verschiedenen
Frequenzen auf.
Es sind Verstärkerschaltungen bekannt, bei denen sämtliche Kopplungselemente aus nichtinduktiven
Widerständen bestehen. Ferner ist es bekannt, in Verstärkeranlagen zur Verhinderung
der Neigung zum Pfeifen eine negative Rückkopplung zu verwenden. Es ist .auch
schon vorgeschlagen worden, die Verstärkung durch Verwendung einer positiven Rückkopplung
zu erhöhen. Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von dem Bekannten dadurch,
daß zur Erreichung einer frequenzunabhängigen Verstärkung in einem Verstärker
mit frequenzabhängigen Impedanzen ein ganz bestimmter Wert der positiven Rückkopplung gewählt wird.
Bei dem Verstärker gemäß der Erfindung ist ein als Rückkopplung dienender Ohmscher
Widerstand mit der Ausgangsimpedanz in Reihe geschaltet. Dabei sind von diesem Ohmschen Widerstand Punkte mit dem Eingangskreis
gekoppelt, die so gewählt sind,
daß in dem Eingangskreis eine dem Wert
S
entsprechende Spannung gleichsinnig mit der Eingangsspannung rückgekoppelt wird.
Zweckmäßig wird dem Rückkopplungswiderstand die Größe D · Rj gegeben, so daß an ihm
eine dem genannten Wert -^- entsprechende
Spannung entsteht, welche mit Hilfe einer die Phase umkehrenden Übertragungsvorrichtung
in dem Eingangskreis rückgekoppelt wird.
*J Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
Balthasar van der Pol, Klaas Posihmnus und Bernardus Dominicus Hubertus Tellegen
in Eindhoven, Holland.
Wenn man einen Verstärkerkreis mit Rückkopplung betrachtet, in dem
Rt = der innere Widerstand der Röhre,
Ru = der äußere Widerstand, 51 = die Steilheit,
g — der Verstärkungsgrad, va = die Anodenwechselspannung,
ia = der Anodenwechselstrom, vgs = die durch Signale erregte Gitterspannung
und
vgx = die durch Rückkopplung verursachte
Gitterspannung,
so ist
so ist
JL+J
Ru Ri
Wenn man S · v„r = ι
Ru
wählt, so ist
Ri
= S—vss, also va proportional mit vgs.
Die Größe von vgx ist hierbei dem Wert -^-,
also dem Anodenstrom proportional.
Bei dieser Betrachtung hat man nur der in dem äußeren Kreis auftretenden Impedanz
und nicht der Anoden-Kathoden-Kapazität Rechnung getragen. ^ Diese Kapazität kann
aber namentlich bei höheren Frequenzen eine sehr ungünstige Wirkung hervorrufen.
Die Erfindung gibt aber ferner ebenfalls ein Mittel an die Hand, um auch die durch
diese Kapazität verursachte Ungleichmäßigkeit der Verstärkung zu vermeiden. Es ist
nicht möglich, unmittelbar einen Teil dieser Kapazität für Rückkopplungszwecke zu benutzen.
Daher wird dieser inneren Röhrenkapazität in dem Ausgangskreis eine Kapazität parallel geschaltet und neben der vorgenannten
Rückkopplung ein Teil dieser Kapazität mit dem Eingangskreis gekoppelt. Die
4.0 durch diese beiden Kapazitäten fließenden Ströme haben die gleiche Phase. Durch
Kopplung des Eingangskreises mit einem Teil der in den Ausgangskreis eingeschalteten
Kapazität läßt sich die Wirkung erzielen, als ob unmittelbar mit der Anoden-Kathoden-Kapazität
gekoppelt wäre. Da die Gesamt-
,,. kapazität größer als die in den Ausgangskreis eingeschaltete Kapazität ist, wird ein größerer
Teil dieser letztgenannten Kapazität als der zurückzukoppelnde Teil der übrigen Impedanz
des Ausgangskreises mit dem Eingangskreis gekoppelt werden müssen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dar-
gestellt.
In Fig. ι ist eine Schaltung einer Verstärkerstufe
dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung, in welcher der Anoden-Kathoden-Kapazität
Rechnung getragen ist.
In Fig. ι ist in den Ausgangskreis der Verstärkerröhre
ι in Reihe mit einer Kopplungsimpedanz 9 (z. B. einem Transformator) ein
Ohmscher Widerstand 10 geschaltet. Die zwischen den Punkten 11 und 12 dieses
Widerstands erregten Spannungen sind den in dem Transformator 9 fließenden Strömen
proportional. Diese Spannungen werden über einen Transformator 13 mit einem Übersetzungsverhältnis
ι : ι nach dem Gitter der Röhre 1 zurückgeführt. Dabei soll dafür
Sorge getragen werden, daß die Impedanz des Transformators 13 groß gegenüber dem
Ohmschen Widerstand 10 ist, so daß die Spannung zwischen den Punkten π und 12
praktisch nur von diesem Ohmschen Widerstand abhängig ist oder mit anderen Worten
in linearem Verhältnis zu ia steht. Durch den
Transformator 13 wird die Polarität der Spannung umgekehrt, und durch Veränderung
der Abzweigung 11 an dem Widerstand 10
kann die Größe der zurückgekoppelten Spannung eingestellt werden. Ferner ist es auch
möglich, die Größe des in Reihe mit der Ausgangsimpedanz angeordneten Widerstandes
10 unmittelbar veränderlich zu machen.
In Fig. 2 ist in den Ausgangskreis der Röhre 1 eine Impedanz 2 eingeschaltet, die
zur Kopplung mit der folgenden Röhre dient. In Reihe mit dieser Impedanz ist ein Ohmscher
Widerstand geschaltet, von dem ein Teil R2 mit dem Eingangskreis gekoppelt ist.
Der mit C bezeichneten inneren Kapazität der Röhre ist eine Reihenschaltung von den Ohmschen
Widerständen R1 und R2 und Kapazitat
C11 parallel geschaltet. Die Widerstände R1
und R2 können regelbar sein. Infolge der Anodenwechselströme entstehen an diesen
Ohmschen Widerständen Spannungsschwankungen, die über einen Transformator 3 dem Gitter der Röhre 1 in entgegengesetzter
Phase zurückgeführt werden. Statt dieses Transformators 3 läßt sich jede geeignete
Übertragungseinrichtung, z. B. eine Dreielektrodenröhre mit einem Verstärkungsgrad 1,
benutzen.
Aus der nachstehenden Berechnung folgt, wie hoch die Werte von R1 und R2 gewählt
werden müssen, um eine gleichmäßige Verstärkung zu erzielen.
Wenn in der dargestellten Schaltung die äußere Impedanz einschließlich der Anoden-Kathoden-Kapazität
mit Z„, der für die Kopplung mit der folgenden Röhre dienende Teil
der Ausgangsimpedanz mit Rn bezeichnet wird, so ist
Vei (— + -J-) = 5 [Vgs + Vgx) . (i)
Der Wert Zu setzt sich aus der Impedanz
Rtt, die z. B. induktiv sein kann, aus den
Kapazitäten C11 und C und aus den Wider-
ständen von R1 und R2 zusammen, die in bezug
auf die Werte von Rn, Cn und C vernachlässigbar
sind.
Der Wert vgx entspricht der Summe der
von R11 und Cn bzw. in R2 und R1 +- R2 erregten
Spannungen, wobei vorausgesetzt ist,
in der die Glieder va · ~ und 5" · vgs von der
Frequenz unabhängig und sämtliche andere Glieder von der Frequenz abhängig sind.
Wird daher va · -H7 = 61 · vss gesetzt, so folgt
daraus die Bedingung
"ö Γ Ι 'ω (ί* + ^u)
L Γ J xl
— S- IVa-J-OU-C11(R1 +R2)+Va- — · R2 \.
L Ru \
Dieser Bedingung wird entsprochen, wenn — = S- — -R
S-R =i
und
und
Va -T-CO (C + C)= S,- Va 'j -W-C11 [R1 + R2)
Da S-R2=I, so folgt daraus, daß
■^2 CB
Eine gleichmäßige Verstärkung über den ganzen Frequenzbereich läßt sich somit durch
eine solche Wahl der Werte von R1 und R2
erzielen, daß R1IR2 = C : Cn und S'R2=I.
Vorzugsweise wird Cn in der Größe von C gewählt.
oder
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Röhrenverstärker mit Rückkopplung zur Erhöhung des Verstärkungsgrades, bei dem die Eingangs- und Ausgangskreise einer Verstärkerröhre frequenzdaß der Widerstand der Primärwicklung des Transformators 3 so groß ist, daß die durch diese Wicklung fließenden Ströme vernachlässigbar sind.Für die Gleichung (1) kann dann geschrieben werden(2)abhängige Impedanzen enthalten und in Reihe mit der Ausgangsimpedanz ein zur Rückkopplung dienender Ohmscher Widerstand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß von diesem Ohmschen Widerstand derart gewählte Punkte mit dem Eingangskreis gekoppelt sind, daß inden Eingangskreis eine dem Wert -—■ 'entsprechende Spannung gleichsinnig mit der Eingangsspannung rückgekoppelt wird (S = Steilheit und ia = Anodenwechselstrom) .
- 2. Röhrenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungswiderstand die Größe D · R1 be-sitzt, so daß an ihm eine dem Wert -2-entsprechende Spannung entsteht, welche mit Hilfe einer die Phase der Spannung umkehrenden Übertragungsvorrichtung in den Eingangskreis rückgekoppelt wird (S = Steilheit, D = Durchgriff, Rt =innerer Röhrenwiderstand, io=Anodenwechselstrom).
- 3. Röhrenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis parallel zur Anoden-Kathoden-Kapazität (C) der Verstärkerröhre eine Kapazität (Cu) in Reihe mit einem Widerstand (R1 + R2) geschaltet ist und daß dieser Widerstand in gleicher Weise wie der in Reihe mit der Ausgangsimpedanz geschaltete Widerstand (R2) ganz oder teilweise mit dem Eingangskreis gekoppelt ist (Abb. 2).
- 4. Röhrenverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß R1 : R2 = C : Cu und S · R2 = 1 ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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