DE630090C

DE630090C - Amplifier circuit

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Publication number: DE630090C
Application number: DE1930630090D
Authority: DE
Original assignee: REVELATION PATENTS HOLDING COM
Current assignee: REVELATION PATENTS HOLDING COM
Priority date: 1929-09-21
Filing date: 1930-09-12
Publication date: 1936-05-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung mit zwei gitterstromgekoppelten Elektrodensystemen, und zwar insbesondere zur Leistungsverstärkung. Ihr Ziel S ist, eine Verstärkeranordnung zu bekommen, der bei geringem Aufwand, gutem Wirkungsgrad und kleiner Verzerrung eine möglichst große Leistung entnommen werden kann.The invention relates to an amplifier circuit with two grid-current-coupled Electrode systems, in particular for power amplification. Your goal S is to get an amplifier arrangement, the one with little effort, good efficiency and low distortion as possible great power can be gleaned.

Hierfür wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, vor einer Verstärkerröhre eine Ausgleichsröhre in der Weise anzuordnen, daß die zu verstärkende Wechselspannung zwischen dem Gitter der Ausgleichsröhre und der Kathode der Verstärkerröhre zugeführt wird und daß das Steuergitter der Verstärkerröhre mit der Kathode der Ausgleichsröhre in galvanischer Verbindung steht.For this purpose, it is proposed according to the invention that an equalizing tube be installed in front of an amplifier tube to be arranged in such a way that the alternating voltage to be amplified between the grid of the equalization tube and the cathode of the amplifier tube and that the control grid of the amplifier tube with the cathode of the compensation tube in galvanic Connection.

Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden drei Abbildungen näher erläutert, und zwar istThe invention is explained in more detail with reference to the accompanying three figures, and although is

Abb. ι eine Schaltskizze, die den Grundgedanken der Erfindung zeigt,Fig. Ι a circuit diagram showing the basic idea of the invention,

Abb. 2 eine Kennlinie des Systems,
Abb. 3 ein Schaltschema, das die Anordnung der beiden Elektrodensysteme in einem einzigen Kolben zeigt.Fig. 2 a characteristic curve of the system,
Fig. 3 is a circuit diagram showing the arrangement of the two electrode systems in a single piston.

In Abb. ι sind 17 und 22 zwei Dreielektrodenröhren, von denen die eine, 22, als Ausgleichsröhre und die andere, 17, als Verstärkerröhre dient. Die gemeinsame Anoden-Spannungsquelle für beide Röhren ist die Batterie 18. Dem Anodenkreis der Λ/erstärkerröhre 17 wird die verstärkte Leistung über einen Transformator 13 mit der Primärwicklung 14 und der Sekundärwicklung 15 entnommen. Das andere Ende der Primärwicklung 14 ist mit dem positiven Pol der Batterie 18 verbunden. Die Anode 25 der Ausgleichsröhre 22 ist an einem Punkt geringeren positiven Potentials, der Batterie 18 angeschlossen. Die Kathode 24 der Ausgleichsröhre 22 ist durch eine Leitung 24' direkt mit dem Steuergitter 21 der Verstärkerröhre 17 verbunden.In Fig. 17 and 22 are two three-electrode tubes, of which one, 22, as a compensation tube and the other, 17, as an amplifier tube serves. The common anode voltage source for both tubes is the Battery 18. The anode circuit of the Λ / booster tube 17 is the amplified power via a transformer 13 with the primary winding 14 and the secondary winding 15 removed. The other end of the primary winding 14 is connected to the positive pole of the battery 18. The anode 25 of the Equalization tube 22 is connected to battery 18 at a point with a lower positive potential. The cathode 24 of the equalization tube 22 is directly connected to the control grid 21 of the amplifier tube 17 by a line 24 ' tied together.

Die zu verstärkende Spannung wird der Anordnung über einen Transformator 10 mit der Primärwicklung 11 und der Sekundärwicklung 12 zugeführt. Das eine Ende der Sekundärwicklung 12 ist mit dem Steuergitter 23 der Ausgleichsröhre 22 verbunden, das andere Ende mit dem negativen Pol der Batterie 18, an dem auch die Kathode 20 derThe voltage to be amplified is supplied to the arrangement via a transformer 10 the primary winding 11 and the secondary winding 12 are supplied. One end of the Secondary winding 12 is connected to the control grid 23 of the equalization tube 22, the the other end to the negative pole of the battery 18, at which the cathode 20 of the

Verstärkerröhre 17 angeschlossen ist, in der Weise, daß demzufolge die Sekundärwicklung 12 des Eingangstransformators 10 zwischen dem Steuergitter 23 der Ausgleichsröhre 22>; und der Kathode 20 der Verstärkerröhre^; liegt. Vorspannungsquellen sind nicht n^t«_: wendig. ^V Amplifier tube 17 is connected, in such a way that consequently the secondary winding 12 of the input transformer 10 between the control grid 23 of the equalization tube 22>; and the cathode 20 of the amplifier tube ^; lies. Bias sources are not n ^ t « _: agile. ^ V

Der Kondensator 26 ist parallel zu der ganzen Batterie 18 geschaltet, und ein zweiter xo Kondensator 27 kann zwischen dem negativen Pol der Batterie 18 und der Verbindungsleitung von der Batterie 18 mit der Anode 25 der Röhre 22 angeordnet sein.The capacitor 26 is connected in parallel to the entire battery 18, and a second one xo capacitor 27 can be between the negative pole of the battery 18 and the connecting line from the battery 18 to the anode 25 of the tube 22.

Es sind schon Schaltungen bekannt, bei denen die zu verstärkende Wechselspannung zwischen Gitter—Kathode der ersten Röhre zugeführt wird, während bei der Erfindung dies zwischen dem Gitter 23 der Ausgleichsröhre 22 und der Kathode 20 der Verstärker-~ röhre 17 erfolgt. Dies bewirkt den Vorteil, das die bei der bekannten Schaltung vorhandenen zusätzlichen Spannungsquellen bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht notwendig sind. Hier werden die erforderlichen Gittervorspannungen automatisch durch die Schaltung selbst erzeugt.Circuits are already known in which the alternating voltage to be amplified between the grid cathode is fed to the first tube, while in the invention this between the grid 23 of the compensation tube 22 and the cathode 20 of the amplifier ~ tube 17 takes place. This has the advantage that the known circuit additional voltage sources are not necessary in the arrangement according to the invention are. Here, the required grid pre-tensioning is automatically applied by the Circuit generated by itself.

Da die Gitter—Kathoden-Strecke der Verstärkerröhre 17 bei der Erfindung die Belastung der Ausgleichsröhre 22 darstellt, entsteht an dieser Strecke ein Gleichspannungsabfall, der so gerichtet ist, daß das Gitter 21 der Verstärkerröhre 17 positiv gegenüber seiner Kathode 20 wird. Da ferner die Kathode 20 der Verstärkerröhre 17 in der beschriebe-35' nen Weise mit dem Gitter 23 der Ausgleichsröhre 22 verbunden ist, deren Kathode 24 mit dem Gitter 21 der Verstärkerröhre 17 in Verbindung steht, so ergibt sich, daß die positive Gittervorspannung der Verstärkerröhre 17 für die Ausgleichsröhre 22 eine negative Vorspannung darstellt.Because the grid-cathode section of the amplifier tube 17 represents the load on the equalizing tube 22 in the invention a DC voltage drop on this path, which is directed in such a way that the grid 21 the amplifier tube 17 becomes positive with respect to its cathode 20. Furthermore, since the cathode 20 of the amplifier tube 17 is connected in the described manner to the grid 23 of the equalizing tube 22, the cathode 24 of which is connected to the grid 21 of the amplifier tube 17 in connection is, it follows that the positive grid bias of the amplifier tube 17 represents a negative bias for the equalization tube 22.

Während die Vorspannungen der beiden Steuergitter entgegengesetzt sind, sind die an ihnen auftretenden Wechselspannungen in Phase miteinander. Wird nämlich das Potential des Gitters 23 der Ausgleichsröhre 22 mehr positiv, so wird der Innenwiderstand der Ausgleichsröhre 22 kleiner, und da zwischen Anode 25 der Ausgleichsröhre und Kathode 20 der Verstärkerröhre die konstante Spannung der Spannungsquelle 18 liegt, so wird sich das Potential des Gitters 21 der Verstärkerröhre auch ins Positive verschieben. While the biases of the two control grids are opposite, they are on alternating voltages occurring in phase with one another. Namely, becomes the potential of the grid 23 of the equalizing tube 22 is more positive, the internal resistance of the equalizing tube 22 becomes smaller, and there between Anode 25 of the equalization tube and cathode 20 of the amplifier tube the constant Voltage of the voltage source 18 is, the potential of the grid 21 is the Move the amplifier tube to the positive as well.

Die Gitter-Kathoden-Strecke der Verstärkerröhre 17 liegt, wie aus dean Schaltbild hervorgeht, sowohl im Gitter- als auch im Anodenkreis der 'Ausgleichsröhre 22. Es findet also über diese Strecke eine Gegenkopplung vom Anodenkreis auf den Gitterkreis statt. Das ist ein weiterer Unterschied und Vorteil gegenüber" der bekannten Schaltung. Der Vorteil liegt darin, daß Gitterströme in der Ausgleichsröhre 22 erst bei ^Arnplituden zu fließen beginnen, die viel grö- 6g **'i|i "sind als die, die zur Aussteuerung der Jeptärkerröhre notwendig sind. Steigt •^nämlich das Potential des Gitters der Ausgleichsröhre 22 durch die positive Halbwelle einer Wechselspannung, so nimmt auch der Anodenstrom und damit der Spannungsabfall an der Anodenbelastung zu, was eine Zunahme der negativen Vorspannung der Ausgleichsröhre 22 bedeutet. Wegen der Gegenkopplung ist die Verstärkung der Steuerröhre kleiner als 1, so daß also trotzdem eine Schwankung des Gitterpotentials bestehen bleibt. Die Möglichkeit einer Übersteuerung wird aber weitgehend vermindert.The grid-cathode section of the amplifier tube 17 is, as can be seen from the circuit diagram, both in the grid and in the anode circuit of the 'compensating tube 22. Es thus finds a negative feedback from the anode circle to the grid circle over this distance instead of. This is a further difference and advantage compared to "the known circuit. The advantage is that grid currents in the equalizing tube 22 only at ^ Amplitudes begin to flow which are much larger ** 'i | i "are considered to be the ones used to control the Jeptärker tubes are necessary. Increases • ^ namely the potential of the grid of the equalization tube 22 due to the positive half-wave of an alternating voltage, the anode current and thus the voltage drop also increase on the anode load, causing an increase in the negative bias of the equalizing tube 22 means. Because of the negative feedback, the gain of the control tube is less than 1, so that nevertheless a Fluctuation of the grid potential persists. The possibility of an override but is largely reduced.

Die Verstärkerröhre arbeitet immer im Gitterstromgebiet? Würde etwa durch eine negative Vorspannung Gitterstrom nicht fließen, so würde ja auch der Anodenkreis der Ausgleichsröhre 22 unterbrochen, und es würde keine Verstärkung stattfinden. Also : auch bei der größten negativen Amplitude der Steuerwechselspannung fließt noch Gitterstrom. Dabei ergibt sich bekanntlich ein guter Wirkungsgrad der Verstärkerröhre, d. h. ein hoher Wert des Verhältnisses der Ausgangsleistung bei einem bestimmten Klirrfaktor zur Anodenverlustleistung.The amplifier tube always works in the grid current area? Would like a negative bias grid current does not flow, so would the anode circuit of the Equalization tube 22 would be broken and no reinforcement would take place. So : grid current still flows even with the greatest negative amplitude of the alternating control voltage. As is known, this results in a good efficiency of the amplifier tube, i. H. a high value of the ratio of the Output power at a certain harmonic distortion to anode power loss.

Nun ändert sich auch die Größe des Gitterstromes in Abhängigkeit von der Größe der aufgedrückten Wechselspannungen, d. h. mit anderen Worten, daß der Widerstand der Gitter-Kathoden-Strecke in Abhängigkeit von der Amplitude schwankt. Da die Gitter— Kathoden-Strecke die Belastung der Ausgleichsröhre darstellt, würden' diese 'Änderungen Verzerrungen bedingen, wenn nicht durch die Ausgleichsröhre eine Kompensation geschaffen würde. Der Innenwiderstand dieser Röhre nämlich ändert sich abhängig von der aufgedrückten Wechselspannung in derselben 105 · Weise, und es bleibt also das Verhältnis zwischen Widerstand der Gitter-Kathoden-Strecke der Verstärkerröhre 17 zu dem Innenwiderstand der Ausgleichsröhre angenähert konstant. Daher wird auch bei der erfiri- no dungsgemäßen Schaltung für jede Wechselspannungsamplitude der gleiche Bruchteil der Steuerspannung an der Gitter—Kathoden-Strecke der Verstärkerröhre 17 liegen, so daß also Verzerrungen weitgehend vermieden werden. Verbessert wird der Klirreffekt noch durch die Gegenkopplung, die, wie jede Gegenkopplung, eine Erhöhung der Geradlinigkeit zur ,Folge hat.Now the size of the grid current also changes depending on the size of the applied alternating voltages, d. H. in other words that the resistance of the Grid-cathode distance fluctuates as a function of the amplitude. Since the grids— Cathode route represents the stress on the equalizing tube, 'these' changes would Distortions cause, if not created a compensation by the equalizing tube would. The internal resistance of this tube changes depending on the impressed alternating voltage in the same way, and the relationship between Resistance of the grid-cathode path of the amplifier tube 17 to the internal resistance of the equalizing tube approximately constant. Therefore, at the erfirino circuit according to the invention for each alternating voltage amplitude the same fraction of the Control voltage on the grid-cathode path of the amplifier tube 17, so that thus distortions are largely avoided. The clinking effect is improved nor through the negative feedback, which, like any negative feedback, increases the straightness to, consequence.

Die Verstärkeranordnung, die Ausgleichsröhre 22 zusammen mit der Verstärkerröhre 17, ergibt die in Fig. 2 dargestellte resul-The amplifier arrangement, the equalization tube 22 together with the amplifier tube 17, gives the result shown in Fig. 2

tierende Kennlinie. Es ist hier der Anodenstrom der Verstärkerröhre 17 über der Gitterspannung der Ausgleichsröhre 22 aufgetragen. Wie aus der Abbildung hervorgeht, S steht ein großer linearer Bereich zur Verfügung. Das hat sich durch Messungen auch bestätigt. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der Ersparnis an Einzelteilen, so etwa der zur Erzeugung von Gittervorspannungen notwendigen Widerstände und der zu ihrer Überbrückung erforderlichen Kondensatoren. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die nur einen einzigen Röhrenkolben 28 verwendet. Dieser enthält das Gitter 29 und die Kathode 32 für das "zum Ausgleich dienende Elektrodensystem und das Gitter 33 und die Kathode 31 für das zur Verstärkung dienende Elektrodensystem. Die Anode 30 ao ist beiden Systemen gemeinsam. Die Wirkungsweise der Anordnung wird durch die Verwendung der gemeinsamen Anode nicht wesentlich beeinflußt, denn die Ausgangswechselspannung, die dann in Serie im Anodenkreis der Ausgleichsröhre liegt, ist gegenüber der Steuerspannung so klein, daß sie vernachlässigt werden kann.characteristic curve. It is here the anode current of the amplifier tube 17 above the grid voltage the compensation tube 22 applied. As can be seen from the figure, S is a large linear area available. This has also been confirmed by measurements. A not to be underestimated The advantage of the arrangement according to the invention lies in the savings on individual parts, for example the resistances necessary to generate grid biases and the resistances to their Bridging capacitors required. In Fig. 3 an embodiment is shown, which only uses a single tubular piston 28. This contains the grid 29 and the cathode 32 for the "to compensate." Serving electrode system and the grid 33 and the cathode 31 for the reinforcement serving electrode system. The anode 30 ao is common to both systems. The mode of action the arrangement is not significantly influenced by the use of the common anode, because the output alternating voltage, which is then in series in the anode circuit of the compensation tube is so small compared to the control voltage that it can be neglected.

Das Gitter 33 ist mit der Kathode 32 im Inneren der Röhre direkt verbunden. Heizfäden 34 und 35 sind zur Heizung der Kathoden 32 und 31 vorgesehen. Diese Heizfäden können parallel oder in Reihe geschaltet sein. Auch kann nur ein einziger Heizfaden für beide Kathoden Verwendung finden. Zwei Leitungen 36 verbinden die Heizfäden mit der Sekundärwicklung 37 eines Transformators 38, dessen Primärwicklung 39 an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Das Gitter 29 ist durch eine Leitung 40 mit der einen Klemme der Sekundärwicklung 41 des Eingangstransformators 42 verbunden, dessen andere Klemme über Leitung 41° zum negativen Pol der Anodenspannungsquelle 46 führt. Die Anode 30 ist durch eine Leitung 43 mit der einen Klemme der Primärwicklung 44 des Ausgangstransformators 45 verbunden, deren andere Klemme zum positiven Pol der Anodenspannungsquelle 46 führt. Eine weitere Leitung 47 verbindet die Kathode 31 mit dem negativen Pol der Anodenspannungsquelle 46, die durch einen üblichen Blockkondens,ator 48 überbrückt- ist.- , -The grid 33 is directly connected to the cathode 32 inside the tube. Filaments 34 and 35 are provided for heating the cathodes 32 and 31. These filaments can be connected in parallel or in series. Also, only a single filament can be used for both cathodes are used. Two lines 36 connect the filaments to the Secondary winding 37 of a transformer 38, the primary winding 39 of which is connected to an alternating current source connected. The grid 29 is connected by a line 40 to one terminal of the secondary winding 41 of the input transformer 42, the other terminal of which is connected to the negative via line 41 ° Pole of the anode voltage source 46 leads. The anode 30 is connected by a line 43 to one terminal of the primary winding 44 of the output transformer 45, the other terminal of which is connected to the positive pole the anode voltage source 46 leads. Another line 47 connects the cathode 31 with the negative pole of the anode voltage source 46, which is generated by a conventional block condenser, ator 48 is bridged.

Claims

Patent claims:

I. Amplifier circuit with two grid current-coupled Tube stages, characterized in that a compensating tube (22) in front of an amplifier tube (17) is switched in such a way that the alternating voltage to be amplified (e.g. secondary voltage of the input transformer 10) between the grid (23) of the equalization tube (22) and the cathode (20) of the amplifier tube (17) is supplied and that the control grid (21) of the amplifier tube (17) galvanically connected to the cathode (24) of the compensation tube (22) is (Fig. 1).

2. Circuit according to claim 1, characterized in that for both tube stages the same anode voltage source (18) is used, its negative Terminal is connected to the cathode (20) of the amplifier tube (17), and that the anode (25) of the equalization tube (22) with a point of positive potential of the Anode voltage source (18) is connected (Fig. 1).

3. Arrangement for a Ver stronger circuit according to claim 1 and 2, characterized in that that the two electrode systems of the steps (grid 29 - cathode 32; Grid 33-cathode 31; Anode 30) within a common tubular bulb (28) are arranged and the connection between the control grid (33) the intensifier tube and the cathode (32) of the equalization tube within this bulb takes place (Fig. 3). , 90

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the compensation serving electrode system and serving for reinforcement electrode system have the same anode (30) (Fig. 3).

1 sheet of drawings