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Nied'erfrequenzverstärker mit Dynamikerweiterung Die Erfindung bezieht
sich auf :einen Niederfrequenzverstä.rker mit Elektronenröhren, welcher derart geschaltet
ist, daß die Verstärkung starker Signale größer ist ;als diejenige schwacher. Solche
Schaltanordnungen sind an sich bekannt. Sie sind besonders für Schallplattenverstärker
anwendbar. Bei Schallplatten soll bekanntlich das Verhältnis der Amplituden der
Schallspur bei starken und leisen St@ell.en stets bedeutend kleiner gewählt werden,
als dem tatsächlichen Intensitätsverb,ältnis '.entspricht. Durch Anwendung eines
Verstärkers der vorerwähnten Art wird man .eine der Wirklichkeit sich annähernde
Wiedergabe erhalten. Auch bei Radio:-empfangs,geräten können solche Verstärker oft
vorteilhaft angewendet werden, da die prozentuale Änderung der Modulation der Rundfunkwellen
im allgemeinen kleiner ist als die Änderung der Intensität der ihr entsprechenden
Schallschwingungen.
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Es ist schon bekannt, einen Teil der Ausgangsenergie gleichzurichten
und nach dem Gitterkreis der ersten Röhre zurückzuführen, so daß die Verstärkung
der letzteren selbsttätig in Abhängigkeit von der Signalamplitude ,geregelt wird.
In :einer solchem Schaltung kann es jedoch leicht vorkommen, daß beim Auftreten
eines starken Signals die negative Vorspannung zu stark, abnimmt, so daß Verzerrungen
,auftreten. Dies bedingt :die Anwendung von Vorrichtungen, welche die erwähnte Wirkung
von einer ;gewissen Signalstärke an beschränken.
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Es ist ferner eine Schaltung zur selbsttätigen Regelung der Lautstärke
Beines Nie.derfrequenzverstärkers bekannt, in der .eine Hilfs.-röhre zur Anwendung
kommt, deren innerer Widerstand durch Steuerung der Gittervorspannun g in Abhängigkeit
von der Amplitude der Niederfrequenzschwingungen geregelt wird. Diese Hilfsröhre
bildet einen veränderlichen Nebenschluß zum Ausgangskreis einer der Niederfrequenzverstä,rkerrähren.
Ferner ist die Schaltung so :eingerichtet, daß die Anodenströme dieser beiden Röhren
über :einen gemeinsamen Widerstand ,geführt werden.
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Mit dieser Schaltung wird eine zweifache Lautstärkeregelung :erzielt,
:nämlich keinmal dadurch, :däß die Hilfsröhre Beine für die Niederfrequenzschwingungen
veränderliche Nebenschlußimpedanz bildet, und ferner dadurch, daß :die Hilfsröhre
zusammen mit dem Widerstand in. ihrem Anodenkreis die Anodengleichspannung und somit
:den Verstärkungsgrad der Nied:erfr:equenzröhre, ixi deren Ausgangskreis die Hilfsröhre
geschaltet ist, regelt.
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Durch Umkehrung der Polarität der Steu:erspannung ,am Gitter der Regelröhre,
kann diese Schaltung auch zur Dy.namikerweite" rung geeignet @gemacht werden.
Wenn
in einer derartigen Schaltung die negative Gittervorspannung der Verstärkerröhre,
in deren Ausgangskreis die Hilfsröhre geschaltet ist, mittels eines -in der Kathod:n.-leitung
der Verstärkerröhre eingeschalteten Widerstandes hergestellt wird, so wird bei einer
Zunahme der Amplitude .der Niederfrequenz die Gittervorspannung der Hilfsröhre mehr
negativ und die Anodenspannung geändert, wodurch der Spannungsabfall am Widerstand
in der Kathodenleitung größer wird. Da dieser Spannungsabfall die negative Gittervorspannung
der Ver stärkerröhre bestimmt, wird also bei zunehmender Signalamplitude die Gittervorspannung
mehr negativ werden, wodurch die mit der Zunahme der Anodenspannung beabsichtigte
Vergrößierung der Verstärkung wieder zunichte gemacht wird.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nach; teil beseitigt, indem die Kathode
der Hilfsröhre mit einem z@v.eckmäßig veränderlichen Punkt auf dem Widerstand in
der Kathodenleitung der Verstärkerröhre verbunden wird.
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Hiermit kann erreicht werden, daß die Gitter vorspannung der Verstärkerröhre
konstant bleibt oder sogar mit zunehmender Niederfrequenzamplitude sinkt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert, in der eine Schaltanordnung
nach -der Erfindung dargestellt ist.
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In der Abbildung bezeichnet i :die erste Röhre eines Verstärkers.
Die zu verstärkenden Signale treten ,an den Klemmen 6 auf. Der Anodenstrom wird
über einen Kopplungswiderstand q. geführt. Die Anode ist ferner über einen Kopplungskondensator
13 mit dem schematisch dargestellten Verstärker 3 verbunden, der z. B. noch eine
Folder mehrere Verstärkerstufenenthalten kann und dessen Ausgangsenergie über einen
Ausgangstra:nsfarmator 12 dem Verbrauchsgerät, z. B. einem Lautsprecher, zugeführt
wird. Ein Teil. der Ausgangsenergie wird ferner über einen Kondensator 1q. einem
Pootentiometer i i zugeführt. Der Abgriff des Potentiometers ist über einen Kondensatorio
mit einer Gleichrichteranode 8 verbunden.
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Es ist weiter eine ;nicht zur Verstärkung dienende Röhre 2 vorgesehen.
Die Anoden der Röhren i und 2 sind galvanisch verbunden. Die Kathode der Röhre 2
ist mit einem Punkt 7 des in die Kathodenleitung der Röhre l eingefügten Widerstandes
5 verbunden. Der in den Kathodenkreis neingefügte Widerstand ist zweckmäßig mittels
eines Kontaktes i 8 veränderbar. Der Widerstand 5 dient zur Erzielung einer negativen
Vorspannung für das Gitter der Röhre i.
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Die Gleichrichteranode 8 ist in der Röhre 2 angeordnet. Der gleichgerichtete
Strom fließt von der Kathode dieser Röhre über den Widerstand 9, bei dem das eine
Ende gegebenenfalls über weitere für die Abflachung dienende Widerstände mit dem
Gitter der Röhre 2 und das andere mit der Kathode der Röhre 2 verbunden ist. Ferner
sind Glättungskondensatoren 15 vorgesehen, die gleichzeitig zum Einführen
einer gewissen Zeitkonstante dienen können.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei einem schwachen
Signal durchfließt den Widerstand 9 nur ein geringer Strom, so daß ,das Gitter der
Röhre 2 wenig negativ ist. Der diese -Röhre durchfließende Strom ist in diesem Fall
hoch und die Spannung an den Anoden der beiden Röhren niedrig. Außerdem ist der
Spannungsabfall über den Widerstand 5 hoch und somit die negative Vorspannung am
Gitter der Röhre i ebenfalls hoch. Die Verstärkung der Röhre i ist in diesem Fall
gering.
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Bei einem starken Signal wird das Gitter der Röhre 2 starlc negativ,
der Anodenstrom nimmt beispielsweise bis zum Nullwert ab, und die Spannung an :der
Anode der Röhre i steigt. Die negative Vorspannung am Gitter der Röhre i nimmt ab,
und die Verstärkung steigt. Auf diese Weise wird somit der Kontrast zwischen schwachen
und starken Sügnalenerhöht. Statt eines in die Röhre 2 eingebauten Gleichrichters
Ieann auch ein besonderer Gleichrichter vorgesehen w,-rd,en.
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Die Kontakte 7 und i 8 sind zweckmäßig verschiebbar. Mittels des ersteren
kann die Veränderung der negativen Vorspannung des Gitters der Röhre i im Falle
einer Veränderung der Signalstärke eingestellt werden. Mittels des zweiten kann
das Wirkungsmaß der Röhre 2 und somit die Intensität des Kontrasts eingestellt werden.
Letzterer Kontakt kann gegebenenfalls mit dem für die Lautstärkeregelung dienenden
Knopf mechanisch gekoppelt werden, wodurch erreicht werden kann, daß auch bei der
Einstellung auf kleine Tonfülle die Kontrastwirkung aufrechterhalten bleibt oder
sich -nach einem bestimmten Gesetz verändert.
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Es ist ferner erwünscht, ein Filter 17 vorzusehen, das dazu :dient,
aus der für die Regelung der Röhre 2 entnommenen Energie die hohen Frequenzen herauszufiltern.
Dies hat den Vorzug, daß die Kontrastwirkung nicht von Störungen (beim Radioempfang)
und Nadelgeräusch (bei der Schallplattenwiedergabe) beeinflußt wird. Gleichzeitig
können gegebenenfalls ganz niedrige Frequenzen herausgefiltert oder geschwächt werden,
so daß die Kontrastwirkung nicht von dem etwaigen Vorhandensein besonders niedriger
Töne in einem bestimmten Musikstück beeinfl@ußt wird.