DE634398C

DE634398C - Feedback arrangements

Info

Publication number: DE634398C
Application number: DEK132504D
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER KRAWINKEL DR
Current assignee: GUENTHER KRAWINKEL DR
Priority date: 1933-12-16
Filing date: 1933-12-17
Publication date: 1936-08-26

Description

Rückgekoppelte Verstärkeranordnungen Bei der Verstärkung breiter Frequenzbänder, wie sie beispielsweise beim Fernsehen auftreten, ergibt sich häufig folgende Schwierigkeit: Der Verstärker soll bis zu einer gewissen Frequenzgrenze keine oder. nur geringe Verstärkung haben, während oberhalb dieser Frequenzgrenze über ein breites Frequenzband eine gleichmäßige, große Verstärkung vorhanden sein soll. Bei Verstärkern, die nur schmale hochfrequente Bänder zu verstärken haben, benutzt man bekanntlich Bandfilteranordnungen. Bandfilter für mehrere ioo ooo Hz Breite, wie sie z. B. zum Fernsehen notwendig wären, werden aber recht kompliziert und verursachen leicht Phasenverzerrungen in dem zu verstärkenden Frequenzband.Feedback amplifier arrangements When amplifying broad frequency bands, As they occur, for example, with television, the following difficulty often arises: The amplifier should have no or up to a certain frequency limit. only minor Have gain while above this frequency limit over a wide frequency band an even, large gain should be present. With amplifiers that only It is known that band filter arrangements are used to amplify narrow high-frequency bands. Band filter for several ioo ooo Hz widths, such as those used e.g. B. necessary for television but become quite complicated and easily cause phase distortion in the frequency band to be amplified.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen durch Rückkopplungen und durch Kompensationsschaltungen gewisse schmale Frequenzbänder gleichmäßig übertragen werden, während die außerhalb liegenden Frequenzbänder unterdrückt werden. Aber diese bekannten Anordnungen gestatten nur die, insbesondere auch phasenmäßig unverzerrte Übertragung von schmalen Frequenzbändern.There are also arrangements are known in which by feedback and evenly transmit certain narrow frequency bands by means of compensation circuits while the outside frequency bands are suppressed. but these known arrangements allow only those, in particular those that are also phase-wise undistorted Transmission of narrow frequency bands.

Es sind ferner Verstärker bekannt, bei denen die Steuerelektroden von zwei in Gegentakt geschalteten Röhren so geschaltet sind, daß die Eingangsspannung für einen Frequenzbereich in Phase und für die übrigen Frequenzen in Gegenphase liegen. Eine Rückkopplung ist bei diesen Schaltungen nicht vorgesehen. Gemäß der Erfindung wird die Verstärkeranordnung, in der die Spannung auf einer Seite einer durch die Gesamtschaltung bestimmten Frequenzgrenze negativ rückgekoppelt ist, während sie auf der anderen Seite der Frequenzgrenze positivrückgekoppelt ist, so ausgeführt, daß die Anordnung zwei eingangsseitig durch eine frequenzabhängige Brückenschaltung verbundene Verstärkerwege aufweist; die ausgangsseitig derart zusammengeschaltet sind, daß im gemeinsamen Ausgang der beiden Verstärkerwege auf der einen Seite der Frequenzgrenze eine gegenphasige Spannung zur Eingangsspannung und auf der anderen Seite dieser Frequenzgrenze eine gleichphasige Spannung zur Eingangsspannung entsteht.There are also known amplifiers in which the control electrodes of two tubes connected in push-pull are connected in such a way that the input voltage for one frequency range in phase and for the other frequencies in antiphase lie. A feedback is not provided in these circuits. According to the Invention is the amplifier arrangement in which the voltage on one side of a by the overall circuit determined frequency limit is fed back negative while it is positively fed back on the other side of the frequency limit, designed so that the arrangement has two input side by a frequency-dependent bridge circuit having connected amplifier paths; which are interconnected on the output side in this way are that in the common output of the two amplifier paths on one side of the Frequency limit an anti-phase voltage to the input voltage and on the other On the side of this frequency limit, a voltage in phase with the input voltage is created.

Abb. i zeigt z. B. eine Anordnung nach dem Grundsatz "der Erfindung: Die zu verstärkende Spannung liegt an den Klemmen a-b, die einen. Diagonalpunkte der Brücke, die aus den Widerständen W1, W2, W3, W4 und den Kondensatoren KI und K2 aufgebaut ist. An den beiden anderen Diagonalpunkten der Brücke liegen die Gitter der Röhren R1 und R3. An R1 -schließt sich z. B. in C-W-Kopplung die Röhre R2 an, und die Röhren R= und R3 arbeiten auf dem gemeinsamen Ausgangswiderstand Wa, von dem, über den Kondensator K3, eine Rückkopplung auf den Eingang d stattfindet. Man übersieht nun, daß unterhalb einer gewissen Frequenzgrenze, die durch die Widerstände W1 bis W4, die Kondensatoren K1 und K2 und die Verstärkungs= grade der Röhren RI-R2 und der Röhre R3 gegeben ist, die verstärkte Spannung am Widerstand Wa durch die Röhre R3 bedingt wird, während oberhalb dieser Frequenzgrenze die durch den oberen Verstärkerweg RI-R= bedingte Spannung am Widerstand YVd vorherrscht. Da nun die Röhren R1 und R3 praktisch gleichphasig angeregt werden und da anderseits durch die Röhre R3 nur eine einmalige Phasenumkehr stattfindet, während die beiden hintereinandergeschalteten Röhren RI-R= eine zweimalige Phasenumkehr der zu verstärkenden Spannung vornehmen, so findet am Widerstand Wa eine Phasenumkehr der verstärkten Spannung an der durch die Daten der Anordnung gegebenen Frequenzgrenze statt. Unterhalb dieser Frequenzgrenze liegt am Widerstand wa, durch die Röhre R3 beding t, die verstärkte Spannung gegenphasig zur Eingangsspannung an den Klemmen a-b. Oberhalb dieser Frequenzgrenze ist die Spannung an Wa, durch die Röhren RI-R°- bedingt, gleichphasig mit der Eingangsspannung an den Klemmen a-b. Die Rückkopplung über den KondensatorK3 ist also bis zur Frequenzgrenze der Anordnung negativ, während sie oberhalb dieser Frequenzgrenze positiv wirkt. Der Verstärker unterdrückt also alle Schwingungen unterhalb der festgelegten Frequenzgrenze, während er oberhalb dieser Grenze hoch verstärkt.Fig. I shows e.g. B. an arrangement according to the principle "of the invention: the voltage to be amplified is from the terminals, the one. Diagonal points of the bridge, which is made up of the resistors W1, W2, W3, W4 and the capacitors KI and K2 the two other diagonal points of the bridge are the grids of the tubes R1 and R3.At R1, for example, the tube R2 is connected in a CW coupling, and the tubes R = and R3 work on the common output resistance Wa, from which, via the capacitor K3, a feedback takes place on the input D. One now overlooks the fact that below a certain frequency limit, given by the resistors W1 to W4, the capacitors K1 and K2 and the gain of the tubes RI-R2 and the tube R3 is, the amplified voltage at the resistor Wa is caused by the tube R3, while above this frequency limit the voltage at the resistor YVd caused by the upper amplifier path RI-R = prevails, since the tubes R1 and R3 are now practically in phase and since, on the other hand, only a single phase reversal takes place through the tube R3, while the two series-connected tubes RI-R = reverse the phase of the voltage to be amplified twice, a phase reversal of the amplified voltage takes place at the resistor Wa at that determined by the data of the arrangement given frequency limit. Below this frequency limit, the increased voltage is applied to the resistor wa, due to the tube R3, in phase opposition to the input voltage at the terminals. Above this frequency limit, the voltage at Wa, due to the tubes RI-R ° - is in phase with the input voltage at the terminals. The feedback via the capacitor K3 is therefore negative up to the frequency limit of the arrangement, while it has a positive effect above this frequency limit. The amplifier thus suppresses all vibrations below the specified frequency limit, while it amplifies at a high level above this limit.

Durch Vertauschen der Gitteranschlüsse von R1 und R3 in Abb. z läßt sich auch das Umgekehrte erreichen, daß nämlich der Verstärker unterhalb seiner Frequenzgrenze hoch verstärkt, während er oberhalb der Grenze alle Schwingungen unterdrückt. Die Kopplung der Röhren RI-R' könnte gegebenenfalls auch in Gleichstromschaltung erfolgen, wie auch die BrückenschaltuniK und/öder Rückkopplung unter Verwendung von Drosseln, Transformatoren und Schwingungskreisen ausgebaut werden kann. _ Der Grundsatz der Erfindung erlaubt die verschiedensten Abwandlungen. So ist es möglich, die Phasenumkehr der Rückkopplung durch eine Kunstschaltung im Ausgang der Verstärkeranordnung zu erzeugen oder auch am Eingang- und Ausgang einer Verstärkeranordnung eine Kunstschaltung anzubringen, die eine Phasenumkehr der Rückkopplung verursacht. Ebenfalls läßt sich die Rückkopplung in mehrere Rückkopplungen aufteilen, die einzeln oder gemeinsam eine Phasenumkehr der gesamten Rückkopplungswirkung an einer Frequenzgrenze der Verstärkeranordnung hervorrufen. - Hierbei kann es sich empfehlen, statt Eingitterröhren Mehrgitterröhren zu verwenden und verschiedene .Gitter einer Röhre direkt oder durch Rückkopplung verschieden zu steuern. Abb. a zeigt z, B. eine Hexode H, die die Funktionen der drei Rohre in Abb. i allein ausübt. Die Hexode besteht aus einer Kathode, dem Steuergitter G1, der Anode Al, dem Steuergitter G=, dem Schirmgitter SG und der Anode A=. Die Steuergitter G1 und G= werden von zwei Diagonalpunkten der Eingangsbrücke erregt, während die zu verstärkende Spannung an den beiden Diagonalpunkten a-b der Eingangsbrücke liegt. Die Anode Al arbeitet auf den Widerstand Wa, von dem eine Rückkopplung z. B. über den Kondensator K3 an die Eingangsklemme a geführt ist. Die Gitter G1 und G' haben auf dem Anodenstrom in Al bekanntlich entgegengesetzte Steuereigenschaften. Dadurch wird die Rückkopplung unterhalb der Frequenzgrenze der Anordnung negativ, während sie oberhalb dieser Grenze positiv wirkt.By interchanging the grid connections of R1 and R3 in Fig. Z, the opposite can also be achieved, namely that the amplifier amplifies to a high level below its frequency limit, while it suppresses all vibrations above the limit. The coupling of the tubes RI-R 'could possibly also take place in a direct current circuit, just as the bridge circuit and / or feedback can be expanded using chokes, transformers and oscillating circuits. _ The principle of the invention allows a wide variety of modifications. It is thus possible to generate the phase reversal of the feedback by means of an artificial circuit in the output of the amplifier arrangement or to attach an artificial circuit to the input and output of an amplifier arrangement which causes a phase reversal of the feedback. The feedback can also be divided into several feedbacks which individually or jointly cause a phase reversal of the overall feedback effect at a frequency limit of the amplifier arrangement. - It may be advisable to use multi-grid tubes instead of single-grid tubes and to control different grids of a tube directly or through feedback in different ways. Fig. A shows, for example, a hexode H, which alone performs the functions of the three tubes in Fig. I. The hexode consists of a cathode, the control grid G1, the anode Al, the control grid G =, the screen grid SG and the anode A =. The control grids G1 and G = are excited by two diagonal points of the input bridge, while the voltage to be amplified lies at the two diagonal points from the input bridge. The anode Al works on the resistor Wa, from which a feedback z. B. is passed through the capacitor K3 to the input terminal a. The grids G1 and G 'are known to have opposite control properties on the anode current in Al. As a result, the feedback becomes negative below the frequency limit of the arrangement, while it has a positive effect above this limit.

In Abb. 3 ist dann noch beispielsweise im Eingang und Ausgang eine - Kunstschaltung mit zwei Rückkopplungen über die Kondensatoren K3 und K' gezeigt, die auch nach dem Grundsatz der Erfindung aufgebaut ist.In Fig. 3, for example, there is one in the entrance and exit - Art circuit shown with two feedbacks via the capacitors K3 and K ', which is also based on the principle of the invention.

Durch Vertauschen der Gitteranschlüsse an G1 und G2 in Abb. z und 3 kann auch wieder der umgekehrte Effekt erzielt «-erden, daß nämlich die Anordnungen unterhalb ihrer Frequenzgrenze hoch verstärken, während sie alle Schwingungen, die -über dieser Grenze liegen, unterdrücken. Die Anordnungen erfüllen dann neben der Verstärkung die Funktionen einer Drosselkette.By swapping the grid connections on G1 and G2 in Fig. Z and 3 the reverse effect can also be achieved, namely the arrangements below their frequency limit high while they amplify all vibrations that - are above this limit, suppress. The arrangements then meet in addition to Reinforce the functions of a choke chain.

Für die vielen möglichen Abwandlungen der Erfindung sind die drei Abbildungen nur Einzelbeispiele.For the many possible variations of the invention, there are three Illustrations only individual examples.

In den besprochenen Schaltungen blieb bisher unberücksichtigt, daß die tiefsten Frequenzen durch die Rückkopplungen nur unzureichend gedämpft werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß eine Anordnung nach der Erfindung z. B. mit einem kapazitätsgekoppelten Verstärker verbunden wird, der seinerseits die tiefsten Frequenzen gänzlich unterdrückt, oder auch durch Anbringung einer zusätzlichen negativen Rückkopplung für die tiefsten Frequenzen.In the circuits discussed so far, it has not been taken into account that the lowest frequencies are insufficiently attenuated by the feedback. This can be achieved in that an arrangement according to the invention, for. B. with connected to a capacitance-coupled amplifier, which in turn is the deepest Frequencies completely suppressed, or by adding an additional negative Feedback for the lowest frequencies.

Zusammenfassend löst der Erfindungsgegenstand die Aufgabe, eine rückgekoppelte Verstärkerschallung herzustellen, bei der die Rückkopplung auf einer Seite einer Frequenzgrenze durchweg negativ ist, während sie auf der anderen Seite dieser Frequenzgrenze durchweg-positiv ist. Das wird dadurch erreicht, daß zwei Verstärkerwege über geeignete freqüenzabhängige Schaltungen in ihrem Eingang und ihrem Ausgang zusammengeschaltet sind, wobei die beiden Verstärkerwege bei gleichphasiger Erregung am gemeinsamen Ausgang die verstärkten Spannungen in entgegengesetzter Phase liefern. Durch die frequenzabhängige Verteilungsschaltung im Eingang bzw. die Kombinationsschaltung im Ausgang wird nun erreicht, daß unterhalb einer durch die Schaltungen festgelegten Frequenzgrenze die Verstärkung des einen.. `rerstärkerweges überwiegt, während ober=: halb dieser Frequenzgrenze die Verstärkung des zweiten Verstärkerweges überwiegt. An der Frequenzgrenze selbst sind die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärkerwege gleich. Für diese Frequenzgrenze entsteht deshalb im gemeinsamen Ausgange der beiden Verstärkerwege -die Spannung Null. Unterhalb der Grenze wird die Ausgangsspannung durch den in diesem Frequenzgebiet vorherrschenden Verstärkerweg bestimmt, während oberhalb der Frequenzgrenze der andere Verstärkerweg die Ausgangsspannung bestimmt. Dadurch findet im Ausgangskreis eine Phasenumkehr an der Frequenzgrenze statt, indem beispielsweise unterhalb der Freluenzgrenze die Ausgangsspannpng in Gegenphase zur Eingangsspannung liegt, während sie oberhalb dieser Grenze gleichphasig mit der Eingangsspannung ist. Eine Rückkopplung vom gemeinsamen Ausgang zum. gemeinsamen Eingang der beiden Verstärkerw ege wirkt deshalb unter der Frequenzgrenze negativ und oberhalb * dieser Grenze positiv. Dies gilt durchweg für die ganzen Frequenzgebiete diesseits und jenseits der Frequenzgrenze.In summary, the subject matter of the invention solves the problem of a feedback Establish amplification noise in which the feedback is on one side of a Frequency limit is consistently negative, while it is on the other side of this frequency limit is consistently positive. This is achieved by using two amplifier paths via suitable Frequency-dependent circuits connected together in their input and output are, with the two amplifier paths in common with in-phase excitation Output supply the amplified voltages in opposite phase. By the frequency-dependent distribution circuit in the input or the combination circuit in the output it is now achieved that below a specified by the circuits Frequency limit the gain of the one ... `rsträrkerweg predominates, while upper =: half of this frequency limit the gain of the second amplifier path predominates. The gain factors of the two amplifier paths are at the frequency limit itself same. For this frequency limit, therefore, arises in the common output of the two Amplifier paths - zero voltage. The output voltage is below the limit determined by the amplifier path prevailing in this frequency range, while Above the frequency limit, the other amplifier path determines the output voltage. This results in a phase reversal at the frequency limit in the output circuit by For example, below the freluence limit, the output voltage is in phase opposition to Input voltage, while above this limit it is in phase with the Input voltage is. A feedback from the common output to the. common The input of the two amplifier paths therefore has a negative effect below the frequency limit and positive above * this limit. This applies consistently to the entire frequency ranges this side and beyond the frequency limit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Feedback amplifier arrangement for amplification wider frequency bands in which the voltage on one side is one through the overall circuit certain frequency limit is fed back negatively while on the other Side of the frequency limit is positively fed back, characterized in that the arrangement two on the input side by a frequency-dependent bridge circuit having connected amplifier paths that are interconnected on the output side are that in the common output .of the two amplifier paths on one side the frequency limit an anti-phase voltage to the input voltage and on the other On the side of this frequency limit, a voltage in phase with the input voltage is created. z. Feedback amplifier arrangements according to Claim i, characterized in that that the amplifier arrangements consist of circuits with multi-grid tubes. 3. Feedback amplifier arrangements according to Claims 1 and 2, characterized in that that several individual arrangements are connected in series according to claim i. q .. feedback amplifier arrangements according to claims i to 3, characterized in that that the input circuit of the arrangement in connection with one or more circuits in which one or more photocells are located. 5. Feedback Amplifier arrangements according to Claims 1 to 3, characterized in that the input circuit and / or output circuit of the arrangement in connection with one or more amplifiers and / or modulation devices of a known type are available. 6. Feedback Amplifier arrangements according to Claims 1 to 3, characterized in that the input circuit the arrangement is in connection with facilities in a manner known per se a demodulation of a modulated high frequency or the conversion of a make modulated high frequency into another modulated high frequency. 7. Feedback Amplifier arrangements according to Claims 1 to 3, characterized in that the output circuit the arrangement in connection with one or more light relays known per se Type of construction, such as B. glow lamps, Kerr cells, Braun tubes. G. Feedback Amplifier arrangements according to Claims i to 3, characterized in that in the Amplification and feedback paths tubes with indirectly heated cathodes are used will. . G. Feedback amplifier arrangements according to Claims 1 to 3, characterized characterized in that the arrangements in connection with one or more power sources are available in a manner known per se by glow path voltage dividers, ferrous hydrogen resistances or are calmed by compensating circuits with electron tubes.