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Galvanisch gekoppelter Verstärker Galvanisch gekoppelte Verstärker
sind an sich bekannt. Bei diesen muß das Kathodenpotential der einzelnen Röhren
mindestens um die Anodenspannung der vorhergehenden Röhre gehoben werden, damit
das Gitter gegenüber dem Heizfaden das richtige Potential erhält. Der außerordentliche
Vorteil der erwähnten Schaltung ist die hohe Frequenzunabhängigkeit der Verstärkung,
die jetzt nur von den Röhrenkapazitäten beeinflußt wird. Der große Nachteil der
bisher bekanten, nach diesem Prinzip arbeitenden Verstärkern ist jedoch der Umstand,
daß für jede Röhre eine besondere Anodenbatterie gebraucht wird. Dies ist der Grund,
daß diese an sich so vorteilhafte Schaltung keinen Eingang in die Praxis gefunden
hat.
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Gemäß der Erfindung werden die erforderlichen Spannungsunterschiede
nicht durch besondere Batterien bewirkt, sondern es wird der Spannungsabfall in
entsprechend geschalteten Widerständen ausgenutzt. Damit fallen die Nachteile der
einzelnen Batterien weg. Darüber hinaus treten noch besondere Vorteile in Erscheinung,
die gerade durch die Erzeugung der benötigten Spannungsunterschiede mit Hilfe des
Spannungsabfalles bedingt sind. Diese Schaltung besitzt nämlich den Vorteil, daß
eine selbsttätige Regelwirkung gegen Übersteuerungen vorhanden ist.
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Es ist bereits bekannt, bei Verstärkern die für die einzelnen Röhren
erforderlichen Gittervorspannungen an Widerständen abzugreifen, die im Anoden-Kathöden-Stromkreis
liegen. Diese Widerstände sind im allgemeinen zur Vermeidung von Gegenkopplungen
durch einen Kondensator überbrückt.
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Bei einem gewöhnlichen Verstärker, bei dem die einzelnen Röhrenstufen
durch Kopplungsglieder verbunden sind, welche die Wechselströme durchlassen, kann
eine Veränderung in der Gittervorspannung einer vorhergehenden Röhre, wenn sie nicht
so groß wird, daß die Röhre, bei der diese Gittervorspannungsänderung eintritt,
übersteuert wird, keine weiteren schädlichen Wirkungen auslösen, da ja der Einfluß
der Gittervorspannung in diesem Falle auf die zugehörige Röhre beschränkt bleibt.
Bei einem galvanisch gekoppelten Verstärker jedoch wird eine Änderung in der Gittervorspannungseinstellung
.der ersten Röhre, welche für die Wirkungsweise dieser Röhre noch vollkommen unerheblich
sein kann, durch die ganze Kaskade hindurch verstärkt. Eine Verschiebung von beispielsweise
1/1o Volt in der ersten Röhre einer drei- oder vierstufigen Kaskade kann bei der
letzten Röhre bereits eine Ver= schiebung der Gittervorspannung um ioo Volt zur
Folge haben, wodurch der ganze Verstärker unbrauchbar zur Übertragung gemacht würde.
Durch die selbstregelnde Wirkung der Gittervorspannungserzeugung gemäß der Erfindung
durch Spannungsabfall wird eine derartige Auswirkung vermieden. Es tritt lediglich
eine Veränderung der Gesamtempfindlichkeit ein, ohne daß die vorerwähnten Störungen
herbeigeführt werden.
Der Gittervorspannungswiderstand kann in üblicher.-Weise
mit einem Kondensator überbrückt: werden. Jedoch können Fälle auftreten, wo das
Fortlassen dieses Kondensators erforderlich ist. Es kommt darauf an, zu welchem
Zweck- der betreffende Verstärker dienen soll. Durch den Gegenkopplungseffekt wird
beim Fehlen des Kondensators zwar der Verstärkungsfaktor herabgesetzt; es ist jedoch
nicht ,die Erreichung eines möglichst hohen Verstärkungsfaktors das alleinige Kriterium
eines guten Verstärkers und das einzige erstrebenswerte Ziel von Verstärkern, sondern
es kann Fälle geben, wo andere Merkmale wichtiger sind als eine ioo°/oige Röhrenausnutzung.
Gerade galvanisch gekoppelte Verstärker -,verden zu einem großen Teil dort angewendet,
wo es auf möglichst weitgehende Einhaltung einer Frequenzproportionalität, und zwar
insbesondere der tiefen Frequenzen, ankommt, also z. B. bei Herztonverstärkern,
zur Messung von Muskelströmen usw. Dabei handelt es sich aber um Frequenzen, die
oft eine größere Periodendauer als i. Sekunde haben. Bei so niedrigen Frequenzen
macht sich bei Verwendung von Parallelkondensatoren bereits eine Frequenzabhängigkeit
bemerkbar,. die durch deren Weglassung vermieden werden kann.
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Die Figur zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Die
selbsttätige Schutzwirkung gegen übersteuerung arbeitet dabei folgendermaßen: Wird
beispielsweise durch eine große negative Amplitude am Gitter der Eingangs-, röhre
7 eine hohe positive Amplitude am Gitcer der Röhre 8 wirksam, die bei fester Kathodenspannung
bereits eine Übersteuerung der Röhre 8 oder einer der folgenden Röhren bewirken
könnte so fließt ein größerer Anodenstrom im Anodenkreis der Röhre 8, der vor, der
Kathode über den Widerstand 15 zum negativen Pol der Anoäenspannungsquelle geleitet
wird. Dieser erhöhte Strom in dem Widerstand 15 hat einen erhöhten Spannungsabfall
zur Folge, der dadurch ein Positiverwerden der Kathode der Röhre 8 bewirkt. Infolge
dieser Erhöhung des Kathodenpotentials der Röhre 8 wird der zwischen dem Gitter
der Röhre 8 und der Kathode wirkende Spannungsunterschied geringer, als dies bei
festem Kathodenpotential der Fall wäre. Man .sieht, daß hierdurch eine selbst tätige
Verringerung der Eingangsspannung in der Röhre 8 bewirkt wird.
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Eine selbsttätige Regelwirkung ist in gewissem Umfang schon bei anderen
Verstärkern bekannt gewesen, bei denen ebenfalls. in Abhängigkeit von der Anodenspannung
die Gittervorspannung sich einstellt. Doch ist die dadurch erzielte Wirkung gering,
da an der einzelnen Röhre sehr erhebliche Amplitwden auftreten müssen, um eine merkbare
Wirkung dieser Art auszulösen. Anders liegen die Verhältnisse bei einem galvanisch
gekoppelten Verstärker, da sich hier, wie erwähnt, die Regelwirkung mit dem Verstör-:
kungsfaktor der Röhren multipliziert.
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Sind die auftreffenden Amplituden nur gering, so werden sie fastungeschwächt
weiter verstärkt. Die vorliegende Schaltung bringt mithin nicht nur eine wesentliche
Vereinfachung durch Anwendung von Widerständen an Stelle von besonderen Batterien,
sondern es tritt außerdem eine zusätzliche Regelwirkung ein, die bei den bisher
bekannten Schaltungen. nicht vorhanden ist.
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Bei der Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel erzeugt ein Gleichrichter
an: den Klemmen 2 und 3 eine Gleichspannung, welche beispielsweise mehrere ioo Volt
betragen möge. Mittels der Widerstände q., 5 und 6 wird die Anodenspannung für die
Röhren 7, 8 und g so weit herabgesetzt, daß sie dem Sollwert entspricht. Die Widerstände
11, 12 13 und 14 stellen noch besondere Widerstände oder Drosseln dar, die
zur weitgehenden Entkopplung der einzelnen Verstärkerstufen verwendet werden. Die
Erhöhung des Potentials des Bezugspunktes jeder Röhre, also etwa der Kathode jeder
Röhre, um die Anodenspannung der vorhergehenden Röhre erfolgt durch die Widerstände
15, 16 und 17. Um unerwünschte positive oder negative Rückkopplungen über diese
Widerstände zu vermeiden, können die Kondensatoren 1g, 20 und 21 parallel geschaltet
sein. 21, 23, 24. und 25 sind die Heikwicklungen des Transformators, welche. die
Heizenergie für die einzelnen Röhrenkathoden liefern. Nur bei direkt geheizten Röhren
ist für jede Röhre eine besondere Heizwicklung nötig; indirekt geheizte Röhren können
parallel beheizt werden. 26 ist der Verbraucher, also ein Lautsprecher o. dgl.,
der sich im Anodenkreis der letzten Röhre befindet; die im Ausführungsbeispiel als
direkt beheizte Röhre dargestellt ist. Die Gittervorspannung der Röhre 7 wird in
bekannter Weise an .dem von dem Parallelkondensator 18 überbrückten Widerstand 27
abgenommen.
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Um einen solchen Verstärker, .der besonders nach den tiefen Frequenzen
hin eine große Frequenzunabhängigkeit zeigt, auch in dem Bereich der höheren Frequenzen
die gleich guten Eigenschaften zu sichern, müssen alle unnötigen Kapazitäten vermieden
werden. Dies kann insbesondere durch Zusammenfassung aller Teile oder eines Teiles
der Systeme in Mehrfachröhren geschehen, da hierbei die teilweise recht erheblichen
Sockelkapazitäten wegfallen. Auch die Ausbildung
einzelner Röhrensysteme
als Schirmgitterröhren kann von Vorteil sein. Die Lieferung der Vorspannun.g für
die Schirmgitter kann in der gleichen Weise wie oben unter Verwendung von Widerständen
erfolgen.