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Verstärker mit Verstärkungsregelung durch Gittervorspannungsänderung
Bei einer Triode reit großem Außenwiderstand ist eine Verstärkungsregelung durch
Änderung der Vorsparinung eines Steuergitters praktisch nicht möglich, da der Außenwiderstand
einer Triode groß gegen den Innenwiderstand ist. Daher .ist der Verstärkungsgrad
angenähert gleich .dem reziproken Durchgriff, der innerhalb des Regelbereiches annähernd
konstant ist. Eine Steilheitsänderung hat bei einer Röhre mit großem Außenwiderstand
praktisch keine Verstärkungsänderung zur Folge, weil sich der innere Widerstand
gleichzeitig in der Weise ändert, daß der Durchgriff konstant ist. Eine wirkungsvolle
Verstärkungsregelung läßt sich infolgedessen auf diese Weise nicht erzielen.
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Die -Erfindung ermöglicht trotzdem eine Verstärkungsregelung durch
Gittervorspannungsänderung bei einer Verstärkerröhre geringen Innenwiderstandes,
insbesondere einer Triode, deren Außenwiderstand groß gegenüber dem Innenwiderstand
ist. Nach der Erfindung wird dies erreicht, indem zu deren Anode über einen gegenüber
dem Innenwiderstand großen Widerstand von einer nachfolgenden Röhre aus eine zur
Gegenkopplung dienende Wechselspannung zugeführt wird.
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Bei einer Regelung der Gittervorspannung wird daher der Grad der Gegenkopplung
geregelt, ohne daß wie bei bekannten Schaltungen mit regelbarer Gegenkopplung zusätzliche
Mittel erforderlich sind. Diese Gegenkopplung kommt dadurch zustande, daß der Innenwiderstand
der geregelten Röhre als Teil eines Spannungsteilers für die gegenzukoppelnde Spannung
der folgenden Röhre, wirksam ist.
Die am Innenwiderstand herrschende
Teilspannung wird deshalb dem Steuergitter der folgend.-n Röhre zusammen mit der
in der geregelten Röhre verstärkten Spannung zugeführt. Da sich durch die Regelung
der Innenwiderstand in starkem Maße ändert, ändert sich auch der Bruchteil der Spannung,
der zur Gegenkopplung dient, und damit die Verstärkung des gesamten Verstärkers.
Bei stärker negativ werdendem Steuergitter wird nämlich der Innenwiderstand größer
und damit auch die Gegenkopplung größer. Die hierdurch bedingte Verstärkungsregelung
des ganzen Verstärkers verläuft also im gleichen Sinne @t ie die Verstärkungsrege.ung
der Röhre selbst. soweit eine solche noch vorhanden ist.
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Die b, -i der Erfindung angewendete Gegenkoppl.ungsschaltung ist an
sich bei ungeregelten Röhren und ohne die erfindungsgemäße Bemessungsvorschrift
bekannt. Ferner ist bekannt, daß bei dieser Schaltung eine Spannungsteilung der
gegenzukoppelnden Spannung zwischen- der Parallelschaltung des Innenwiderstandes
der der gegengekoppelten Röhre vorhergehenden Röhre und ihres Außenwiderstandes
und des folgenden Gitterableitwiderstandes einerseits und des in der Gegenkopplungsleitung
liegenden Widerstandes andererseits auftritt. Die an der Parallelschaltung auftretende
Teilspannung wird dem Gitter der gegenzukoppelnden Röhre zugeführt.
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Daß bei Anwendung der Erfindung die N'erstärkung durch stärkere Gegenkopplung
herabgesetzt wird, hat den besonderen Vorteil, daß die linearen sowie die nichtlinearen
Verzerrungen besonders klein werden. Die einfache elektrische Regelmöglichkeit ermöglicht
des weiteren bei einem Empfänger eine selbsttätige Regelung in Abhängigkeit von
der Amplitude des empfangenen hochfrequenten Trägers.
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.Notwendig für das Zustandekommen der Wirkung der Erfindung ist die
Bemessungsvorschrift, daß der äußere Belastungswiderstand der Röhre groß ist gegen
den Innenwiderstand, da für die gegengekoppelte Spannung Außenwiderstand und Innenwiderstand
parallel liegen und eine Veränderung des Innenwiderstandes bei kleinemAußenwiderstand
die Spannungsaufteilung nicht wesentlich ändern würde. Daher ist die Erfindung in
erster Linie auf Trioden anwendbar, deren Innenwiderstand im allgemeinen klein ist.
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In gewissen Fällen kann die Erfindung aber auch bei Mehrgitterröhren
in Anwendung gebracht werden, z. B. bei Verwendung einer Endpentode, die etwa einen
Innenwiderstand von 40 000 Ohm hat, in einem hochselektiven Hochfrequenzverstärker,
bei dem als Belastungswiderstand der Pentode ein dämpfungsarmer Kreis verwendet
wird. Dieser kann bei verlustarmem Aufbau einen Resonanzwiderstand von iooooo Ohm
besitzen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. Die von
der Empfangsdiode D eines Empfängers durch Gleichrichtung erzeugte niederfrequente
Wechselspannung entsteht am Belastungswiderstand R, der in Reihe mit der Hochfrequenzdrossel
L parallel zur Diode liegt. Diese Wechselspannung wird zusammen mit .der am Widerstand
auftretenden iiegati%-eii (ileic!)sl)annung dem Steuergitter der als Triode ausgebildeten
Röhre hl zugeführt, so daß diese gleichzeitig geregelt wird. Die Anode der Röhre
V1 ist über den Widerstand & mit dem positiven Pol der Spannungsquelle und über
den Kondensator C mit dem Steuergitter der als Pentode ausgebildeten Endröhre h2
des Empfängers verbunden. Die durch diese Röhre verstärkte Wechselspannung wird
über den Transformator T dem Lautsprecher S zugeführt. Ein Teil der verstärkten
Wechselspannung wird von der Anode der Röhre h2 über den Blockkondensator Cl und
den Ohmschen Widerstand R1 der Anode der Röhre V1 und damit gleichzeitig dem Steuergitter
der Röhre V2 zugeführt.
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Sowohl der Widerstand R1 als auch ,der Widerstand Ra und endlich der
Gitterableitwiderstand Ra der Röhre h2 sind groß gegenüber dem Innenwiderstand der
Röhre V1. In diesem Falle ist der Bruchteil der Ausgangswechselspannung, der zur
Gegenkopplung wirksam gemacht wird,' angenähert durch das Verhältnis des inneren
Widerstandes von V1 zum Widerstand R1 gegeben und ändert sich infolgedessen in gleichem
Maße wie der Innenwiderstand der Röhre V1. Bei einem starken Sender wird die Vorspannung
des Steuergitters von V1 stärker negativ, der Innenwiderstand größer und dadurch
die auf das Steuergitter von h2 geführte gegenkoppelnde Spannung ebenfalls größer.
Es -sinkt daher die Verstärkung von h2, und gleichzeitig werden die Verzerrungen
dieser Röhre geringer. Die Regelung der Röhre V1 muß so erfolgen, daß der Arbeitspunkt
niemals in den unteren Knick der Kennlinie verschoben wird. Dies läßt sich stets
erreichen, wenn der Empfänger mit einer ausreichenden selbsttätigen Verstärkungsregelung
im Hochfrequenzteil ausgerüstet ist. Man kann auch. der Röhre hl eine exponentielle
Kennlinie verleihen. Der Verstärkungsgrad der Röhre selbst wird auch bei einer solchen
Exponentialtriode durch Gitterspannungsänderung nur unwesentlich ;geändert, da bei
größerem Außenwiderstand die Verstärkung nicht von der Steilheit, sondern vom Durchgriff
abhängt, der bei der Regelung nur unwesentlich geändert wird: -
Es
ist möglich, in den Gegenkopplungszweig frequenzabhängige Glieder einzuschalten,
durch die nur bestimmte Frequenzbereiche zur Gegenkopplung gelangen.
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Es ist ferner möglich, die Röhre Iri unter Fortlassung der Diode
D und der Drossel L
als Audion zu schalten. Auch in diesem Falle empfiehlt
sich bei großem Außenwiderstand eine exponentielle Kennlinie.