DE615136C - Verfahren zum Verstaerken von veraenderlichen Gleichstroemen oder Wechselstroemen - Google Patents

Verfahren zum Verstaerken von veraenderlichen Gleichstroemen oder Wechselstroemen

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DE615136C
DE615136C DE1930615136D DE615136DD DE615136C DE 615136 C DE615136 C DE 615136C DE 1930615136 D DE1930615136 D DE 1930615136D DE 615136D D DE615136D D DE 615136DD DE 615136 C DE615136 C DE 615136C
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DE
Germany
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amplified
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rectifier
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current
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Expired
Application number
DE1930615136D
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English (en)
Inventor
Dr Richard Feldtkeller
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Siemens and Halske AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens and Halske AG
Siemens Corp
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F9/00Magnetic amplifiers
    • H03F9/02Magnetic amplifiers current-controlled, i.e. the load current flowing in both directions through a main coil

Landscapes

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

Description

  • Verfahren zum Verstärken von veränderlichen Gleichströmen oder Wechselströmen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verstärken von Wechselströmen und sich ändernden Gleichströmen ohne Elektronenröhren. Mit Hilfe eines Eisenmodulators wird eine Wechselstromenergie,- deren Frequenz höher ist als die des zu verstärkenden Stromes, durch die zu verstärkende Frequenz moduliert. Die modulierte Energie wird über einen Gleichrichter abgenommen. Während bei den normalen Röhrenverstärlern die zusätzliche Energie einer Gleichstromquelle (z. B. Anodenbatterie) entnommen wird, stammt bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung die Verstärkungsenergie aus einem Wechselstromgenerator (Speisegenerator).
  • Es ist eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von Fernsprechströmen bekannt, bei der ebenfalls die verstärkte Energie einer Hochfrequenzwechselstromquelle entnommen wird. Bei dieser Schaltung werden die zu verstärkenden Sprechströme an eine Funkenstrecke gelegt, und es wird die modulierte Frequenz über ein Audion an den Empfänger weitergeleitet. Diese SchaItungsanordnung konnte sich jedoch nicht in -die Praxis einführen, da die erreichbaren Verstärkungsziffern zu gering waren. Dies ist besonders darauf zurückzuführen, daß die beabsichtigte Verstärkung durch Modulation der Hochfrequenzenergie in der Funkenstrecke nicht eintreten kann und die tatsächlich erreichte Verstärkung auf eine Verstärkung in dem Audion zurückzuführen ist. Eine verstärkende Wirkung derartiger Modulationsschaltungen kann nur eintreten, wenn der Widerstand, an Odem die höher frequente Energie moduliert wird, frequenzabbängig oder amplitudenabhängig ist. Aus diesem Grunde mußten auch Versuche mit Ohmschen Widerständen ergebnislos verlaufen.
  • Weiterhin ist vorgeschlagen worden, eine Verstärkung ähnlich wie bei der Erfindung durch Modulation eines Wechselstromes mit einer Frequenz, die höher ist als die des zu verstärkenden Stromes, zu erreichen. Als Modulator wird dabei ebenfalls ein magnetischer Modulator verwendet, wobei dieser als negativer Widerstand in der den zu verstärkenden Strom führenden Leitung liegt. Negative Widerstände haben jedoch für die Verstärkung von Strömen recht beträchtliche Nachteile, von denen in erster Linie die Unvermeidbarkeit von Echowirkungen und die Unstabilität bei großen Verstärkungen zu nennen ist. Da der Verstärkungsgrad eines Verstärkers, der als negativer Widerstand in die Leitung eingeschaltet ist, von der Differenz zweier meist sehr großer Widerstände (negativer Widerstand - Widerstand der an den negativen Widerstand angeschlossenen Schaltelemente) abhängt, än:dlert sich der Verstärkungsgrad bei geringen Änderungen der großen Widerstände schon verhältnismäßig stark, so daß bei großen Belastungen die Anordnung außerordentlich unstabil wird. Wegen dieser Nachteile konnte auch dieser Vorschlag zu keiner brauchbaren Verstärkungsanordnung führen.
  • Durch denVerstärker gemäß der Erfindung «:-erden alle diese Nachteile vermieden. Die Schaltung ist so gewählt, daß die in einem magnetischen Modulator modulierte Speiseenergie über einen mittelbar oder unmittelbar an den Modulator angeschlossenen Gleichrichter abgenommen wird. Die Wcchselstromspeiseenergie hat dabei eine Frequenz, die oberhalb des zu verstärkenden Frequenzbandes liegt. Der Verstärker kann für die %-erschiedensten Verwendungszwecke gebaut werden, so z. B. als Fernsprechverstärker, Rundfunkverstärker und für Meßzwecke, insbesondere für Gleichstrommessungen. Es macht keine Schwierigkeiten, den Verstärkerwiderstand so zu bemessen, daß nur geringe Echowirkungen auftreten.
  • Es ist zwar bereits eine Schaltungsanordnung zur magnetischen Verstärkung bekanntgewor:d:en, bei der ebenfalls einer eisenhaltigen Induktivität außer den zu verstärkenden Strömen eine Wechselstromenergie zugeführt wird, deren Frequenz oberhalb des zu verstärkenden Frequenzbandes liegt. Im Gegensatz zur Schaltung gemäß der Erfindung wird aber der Ausgangskreis unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Gleichrichters, mit der eisenhaltigen Induktivität gekoppelt. Das Auftreten von verstärkter iederfrequenzenergie im Ausgangskreis kann bei dieser Schaltung nur so erklärt werden, daß durch die Wahl eines geeigneten Arbeitspunktes auf der Kennlinie der eisenhaltigen Induktivität eine gewisse @ Gleichrichtung stattfindet. Es ist nicht ausgeschlossen, daß diese Schaltung auch zu einem gewissen Grade als negativer Widerstand wirkt. Die Erfindung besitzt gegenüber der bekannten Schaltung den Vorteil, daß die einzelnen Kreise mit Rücksicht auf die ihnen obliegende Wirkung optimal bemessen werden können. Der Verstärkungsgrad und -die Verzerrungsfreilieit sind daher beim Erfindungsgegenstand wesentlich günstiger als bei der bekannten Schaltung.
  • In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.
  • Abb. i zeigt den grundsätzlichen Aufbau. Vh ist die Wechselstromquelle, die den Speisestrom für die Verstärkungsanordnung liefert, dessen Frequenz höher ist als die des zu verstärkenden Stromes V1. In Reihe mit der Speisestromquelle liegender Eisenmodulator i und der Gleichrichter 3. Die zu verstärkende Spannung V1 wird an den Eisenmodulator gelegt. Dieser ist durch die Batterie 5 mit Gleichstrom vorerregt. Der Kondensator ,I dient zur Fernhaltung des Batteriegleichstromes von den Gleichrichtern. Der verstärkte Strom V2 wird an dem Gleichrichter 3 abgenommen.
  • Abb.2 zeigt eine Verstärkerschaltung, bei der vier Eisenmodulatoren 6, 7, 8, 9 zu einer Brücke mit den Eckpunkten I bis IV zusammengeschaltet sind. Die Speisewechselspannung Vh wird über das Sieb ii den Brückeneckpunkten I und II zugeführt. Die Gleichstromquelle io, die für die Speisefrequenz durch den Kondensator i9 überbrückt ist, liefert einen Gleichstrom, der die Brückenschaltung in Richtung der ausgezogenen Pfeile durchfließt. Der Scheinwiderstand der Induktionsspule für Wechselstrom fällt mit wachsendem Gleichstrom.
  • Bei vollkommen gleichartigem Aufbau der Spulen wird zunächst an den Diagonalpunkten III und IV keine Wechselspannung auftreten. Erst wenn von .der Gleichstromquelle 12 Ströme in Richtung der gestrilchelten Pfeile durch die Brücke fließen, wird das Gleichgewicht der Brücke gestört, so daß an den Diagon:alpunkten III und IV eine Wechselspannung auftreten kann. Durch diese Gleichstromvorerregung liefert der Eisenmodulator ständig eine Wechselspannung von der Frequenz des Speisestromes Vh, ganz unabhängig davon, ob dem Eisenmodulator die zu verstärkenden Ströme V'1 über den Transformator 17 . zugeführt werden oder nicht. Die an den Diagonalpunkten III und IV auftretende Wechselspannung wird über das Sieb 14 dem Gleichrichter 1 5 zugeführt, so daß dieser mit Wechselstrom vorerregt ist und in seinem Ausgangspunkt ständig eine Gleichspannung liefert. Diese Gleichspannung kann durch die Ausgangsspannung eines weiteren Gleichrichters 21, der über den Transformator 2o an die Speisespannung angeschlossen ist, kompensiert werden.
  • Wird an die Diagonalpunkte III und IV über den Transformator 17 die zu verstärkende Spannung V1 gelegt, so unterstützt oder schwächt diese Spannung die von der Batterie 12 durch die Modulationsbriicke fließenden Ströme, so daß die an den Diagonalpunkten III und IV auftretende Wechselspannung der Speisefrequenz sich innerhalb gewisser Grenzen proportional den Amplitwden der zu verstärkenden Spannung V1 ändert. Vom Ausgang des Gleichrichters 15 werden dann die verstärkten Ströme V2 gegebenenfalls über das Sieb 16 und den Ausgangstransformator 18 abgenommen.
  • Abb. 3 zeigt eine gegenüber Abb.2 etwas abgeänderte Schaltungsanordnung. Es sind nur die wesentlichsten Schaltelemente dargestellt und die Siebketten, Ein- und Ausgangstransformatoren fortgelassen. Die Speisestromquelle VIt ist wieder an die beiden Eckpunkte I und II der Brückenschaltung 6, 7, 8, 9 gelegt. Ebenso ist die Gleichstromquelle io in der üblichen Weise angeschaltet. Um den Eingangskreis des Verstärkers galvanisch von dem Ausgang zu trennen, ist die zu verstärkende Spannung V1 über die Spulen 22, 23, 2¢ und 25, die zu einer Brücke zusammengeschaltet sind, mit der Modulationsschaltung gekoppelt. Die Spannung V1 wird den Kopplungsspulen an den Eckpunkten III' und IV' zugeführt.
  • Die Eckpunkte III und IV der Modulationsschaltung sind über den Transformator 26 mit dem Gleichrichter 15 verbunden. Zur Vorerregung des Gleichrichters mit Wechselstrom wird diesem über den. Transformator 27 eine Spannung von der Speisefrequenz aufgedrückt. Zur Kompensation der auf diese Weise im Ausgangskreis des Gleichrichters erzeugten Gleichspannung ist die in A bb. 2 beschriebene Anordnung, bestehend aus dem Gleichrichter 21 und dem Transformator 2o, vorgesehen.
  • Urn einen guten Wirkungsgrad der Verstärkungsanordnung zu erreichen., empfiehlt es sich, für die magnetischen Modulatoren ein magnetisches Material sehr hoher magnetischer Durchlässigkeit zu verwenden. Derartige Materialien sind in der Technik hinreichend bekannt und brauchen daher nicht besonders erwähnt zu werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verstärken von veränderlichen Gleichströmen oder Wechselströmen, bei dem die Leistung des verstärkten Stromes einer Stromquelle (Speisestromquelle) entnommen wird, deren Frequenz höher ist als die des zu verstärkenden Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Energie von einem mittelbar oder unrnittelbar an einen magnetischen Modulator angeschlossenen Gleichrichter abgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vier Eisenmodulatoren zu einer Brücke zusammengeschaltet sind, bei der zwei gegenüberliegenden Eckpunkten die Speisespannung und den beiden übrigen Eckpunkten die zu verstärkende Spannung zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Eisenmodulatoren durch Gleichstrom vorerregt werden. q.. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückengleichgewicht durch eine zusätzliche Gleichstromvorerregung gestört wird. 5. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Wechselstromvorerregung des Gleichrichters. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromvorerregung durch direkte Zuführung der Speisefrequenz in den Gleichrichterkreis erzeugt wird. 7. Verfahren nach. Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß 'die im Ausgangskreis der Gleichrichter durch die Wechselstromvorerregung entstehende Gleichspannung durch eine gleichgerichtete- Speisewechselspannung kompensiert wird. B. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisefrequenz gegebenenfalls über Frequenzwandler oder -Umformer dem Netz entnommen wird. 9. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungen über Gleichrichter bzw. Umformer dem Netz entnommen werden. io. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verstärkende Frequenz über besondere Wicklungen mit den Eisenmodulatoren magnetisch gekoppelt wird. i i. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisches Material für die Eisenmodulatoren eine Legierung mit sehr hoher magnetischer Durchlässigkeit verwendet wird.
DE1930615136D 1930-01-28 1930-01-28 Verfahren zum Verstaerken von veraenderlichen Gleichstroemen oder Wechselstroemen Expired DE615136C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE740300C (de) * 1939-02-13 1943-10-18 Stalturbine G M B H Magnetischer Kaskadenverstaerker
DE899369C (de) * 1938-06-01 1953-12-10 Aeg Verstaerker fuer kleine Gleichstroeme, insbesondere fuer Messzwecke

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE899369C (de) * 1938-06-01 1953-12-10 Aeg Verstaerker fuer kleine Gleichstroeme, insbesondere fuer Messzwecke
DE740300C (de) * 1939-02-13 1943-10-18 Stalturbine G M B H Magnetischer Kaskadenverstaerker

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