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Einrichtung zur Regelung der Frequenzkennlinie eines Niederfrequenzverstärkers
mittels einer geregelten Schirmgitterröhre Die Erfindung löst die Aufgabe, in. einem
Niederfrequenzverstärk er durch Anwendung einer einzigen Hilfsröhre gleichzeitig
die hohen und tiefen Frequenzen gegenüber den praktisch unveränderten mittleren
Frequenzen tun etwa Zoo Hz rein elektrisch zu regeln (Abb. 3). Eine derartige
Aufgabe kommt z. B. im Niederfrequenzteil eines Empfängers zum Zwecke der selbsttätigen
Trennschärferegelung (Bantlbreitenregelung) vor. Sie wurde hierfür bereits durch
eine im Zuge eines Niederfr-equenzverstarll,,ers eines Empfängers liegende, rein
elektrisch geregelte Schirmgitterröhre gelöst, die nur für die hohen und tiefen
Frequenzen, nicht jedoch für die mittleren Frequenzen stromgegengekopp;elt ist.
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Es ist auch bekannt, das übertragungsmaß von Teilbereichen eines Niederfrequenzbandes
durch Anwendung von Parallelresonanzkreisen anzuheben oder durch Reenresonanzkreise
zu vermindern (9-kHz-Sperre in Empfängern). Die Reso@nanzkreis!e werden entweder
unveränderbar gelassen, oder es wird die Resonanzfrequenz einstellbar gemacht, oder
es wird die Dämpfung veränderbar gemacht. Eine rein elektrische Regelung ist hierbei
nicht vorgesehen.
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Es ist ferner bekannt, die Anoden-Kathoden-Strecke einer in ihrer
Verstärkung geregelten Verstärkerröhre als regelbare Kapazität oder Induktivität
quer zum übertragungsweg eines Verstärkers zu schalten, indem parallel zu dieser
Strecke ein hochohmiger, frequenzabhängiger Spannungsteiler geschaltet ist, welcher
dem Gitter eine um 9o° gegenüber der Anodenwechselspannung gedrehte Wechselspannung
zuführt. - Um die
regelbare Kapazität verlustfrei zu machen, also
eine Phasendrehung von genau 9o- zu erzielen, ist es auch bekannt, den zwischen
Gitter und Kathode befindlichen Teil dieses Spannungsteilers als eine Reihenschaltung
einer Spule und eines von einem Ohmschen Widerstand überbrückten Kondensators auszubilden.
Hierbei werden jedoch keine Resonanzspannungen ausgenutzt, so daß zwischen Anode
und Kathode auch kein Resonanzkreis erscheint.
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Es ist auch bekannt, die Anoden-Kathoden-Strecke einer geregelten
gegengekoppelten Schirmgitterröhre ( Pentode ) als Nebenschluß zum L'hertragungsweg
in einem Niederfrequenzverstärker zu verwenden. Die Regelung erfolgt zum Zwecke
einer gehörrichtigen Dynamikregelung, indem bei einer Herunterregelung des Verstärkers
die hohen und tiefen Frequenzen weniger heruntergeregeltwerden als die mittleren
Frequenzen. Dazu ist der hochohmige Spannungsteiler, welcher an der Anodenwechselspannung
der Schirmgitterröhre liegt und die Gegenkopphingsspannung zum Steuergitter liefert,
frequenzabhängig ausgebildet. Eine Lösung für die oben gestellte Aufgabe ist hierdurch
nicht angegeben.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Einrichtung zur Regelung der
Frequenzkennlinie eines Niederfrequenzverstärkers mittels einer geregelten Schirmgitterröhre,
deren Anoden-Kathoden-Strecke im Nebenschluß zum L'bertragungsweg geschaltet ist
und zu der parallel ein hochohmiger frequenzabhängiger Spannungsteiler zur Erzeugung
einer am Gitter wirksamen Gegenkopplungs.spa.nnungliegt. Gemäß der Erfindung ist
zur regelbaren Schwächung der hohen und tiefen. Frequenzen gegenüber den praktisch
unverändert verstärkten mittleren Frequenzen um etwa ; oo Hz der Spannungsteiler
durch Einschaltung eines auf etwa 700 Hz abgestimmten, aus einer Spule und
einem Kondensator bestehenden Reihenresonanzkreises zwischen der Kathode und dem
Gitter ( Abb. i, oder durch .einen nur aus Widerständen und Kondensatoren bestehenden,
auf etwa ; 0o Hz abgestimmten, am Gitter wirksamen Resonanzkreis (Abb. 4 *"y so
aufgebaut, daß zwischen der Anode und Kathode der Schirmgitterröhre ein Parallelresönanzkreis
wirksam wird, und es sind dabei die Schaltelemente des Spannungsteilers so- bemessen,
daß der Resonanzwiderstand des Parallelresonanzkreises im ganzen Regel-1)ereich
größer als der an der Einschaltstelle der gerebelten Schirmgitterröhre wirksaint_
liii?ciiwiderst@ii:d der Wechselspannungsquelle, z. B. der vorhergehenden Röhre,
ist und dal:) sich der Blindwiderstand des Parallelresonanzkreises innerhalb des
Regelbereiches von größeren bis zu kleineren Werten des Innenwiderstandes ändert.
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An sich ist es bekannt, in den Gegenkopplungsweg einer gegengekoppelten
Röhre einen aus Widerständen und Kondensatoren aufgebauten Resonanzkreis zu schalten.
Dieser besteht aus einer Brückenschaltung, «-eiche nur für die durchzulassende Frequenz
im Gleichgewicht ist, so daß für diese Frequenz keime Gegenkopplung stattfindet.
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In den Abb. i bis .4 und ; bis 9 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Die Abb.5 und 6 sind nicht Gegenstände der Erfindung. Sie dienen nur
zur ErLäuterung der Abb. ;, in welcher zusätzlich ein Kurzschlußkreis für 9 kHz
wirksam ist.
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In Abb. i sind zwei Röhren I und a dargestellt, welche durch einen
Niederfrequenztransformator 3 miteinander gekoppelt sind. Zwischen der die Niederfrequenz
NF führenden Leitung Bund Erde f1 liegt eine Regelröhre Rr, an derem Gitter eiit
Spannungsteiler R, C, L liegt. Die Regelspannung für die Röhre wird über
das Siebglied IV, h' zugeführt. Der Kondensator hl dient zur Fernhaltung
der Anodengleichspannung vom Gitter. Die Kapazität C und die Induktivität L bilden
den gemäß der Erfindung auf etwa oo Hz abgestimmten Reihenresonanzkreis, welcher
zwischen den Punkten B und .-1 als Parallelresonanzkreis wirksam ist.
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Die Abb. 2 zeigt das zugehörige Stromquellenersat7schaltbild, in «welchem
der Generator, der die Röhre i und den Transformator 3 ersetzt, den Kurzschlußstrom
J,: liefert und den Innenwiderstand Ri besitzt. Parallel zu diesem inneren Widerstand
liegt der Resonanzwiderstand R' des Schwingungskreises sowie dessen Induktivität
L' und Kapazität C'_ Der Spannungsteiler R, C, L in Abb. i wird gemäß der Erfindung
so bemessen, daß der Resonanzwiderstand R' in Abb. = groß gegen Ri oder etwa gleich
Ri ist, während die Blindwiderstände von I_' und C in der Größenordnung von
Ri liegen. Durch diese Bemessung von R' erreicht man nämlich, daß das L bertragungsmaß
bei der Resonanzfrequenz innerhalb des Regelbereiches annähernd erhalten bleibt.
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Ein großes R' erhält man durch ein kleines Verhältnis des in Reihe
mit L und C in Abb. i liegend zu denkenden Verlustwiderstandes zum Widerstand R.
Eine kleine Induktivität L' in Abb. a erhält inan, wenn C in Abb. i klein ist, und
eine große Kapazität C in Abb. a ergibt sich, wenn L in robb. I groß ist.
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Wenn man in Abb. i durch Änderung der zugeführten Regelspannung die
Verstärkung der Röhre Rj' erhöht, so wird R' in Abb. kleiner, was jedoch so lange
unwesentlich
ist, wie R' groß gegen RI oder -etwa gleich Ri ist.
Ferner - wird L' kleiner und C größer. Der induktive oder kapazitive
Widerstand nähert sich dann-von einem gegen Ri großen Wert aus-für die hohen und
tiefen Fr#equenzen dem Innexlwiderständ R1 und wird dann kleiner als Ri, so daß
sie also einen wesentlich in Betracht zu ziehenden Nebenschluß zu Ri bilden und
deshalb der Kurzschlußstrom h,, bei deii hohen und tiefen Frequenzen eine geringere
Wechselspan- nung an der gesamten Parallelschaltung erzeugt. Man erhält also
bei Heraufregelung der Verstärkung die Frequenzkurven der Abb. 3, welche- die -Abhängigkeit
der Lautstärke Lsi von der Frequenz/
zeigen. An die einzelnen Kurven
ist der Anodengleichstrom der Regelröhre R' angeschrieben. Die Verstärkung der Röhre
Rr ist um so größer, je größer der eingestellte Anodengleichstrom ist.
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In Abb. 4. ist eine andere Schaltmöglichkeit für die zwischen den
Punkten A und B in Abb. i liegende Schaltungsanordnung dargestellt. Die Schaltung
nach Abb.4 wirkt ebenfalls als Parallelresonanzkreis, denn der Spannungsteiler Cl,
R1 wirkt zwischen den Punkten A und B als Kapazität und der Spannungsteiler R2,
C2 zwischen den Punkten A
und B als Induktivihät. Der Kondensator 1(a dient
wieder zur Abblockung der Anodengleichspannung und der Widerstand W zur Zuführung
der Regelspannung. Der Kondensator I<1 könnte auch vor oder hinter dem Widerstand
,R, liegen, wenn man die Regelspannung dem Gitter unmittelbar über einen Gitterableitwiderstand
zuführt.
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Der Spannungsteiler R, L, CL in Abb.5 verursacht, daß die zwischen
den Punkten A und B liegende Schaltungsanordnung als Reihenresonanzkreis wirkt,
der z. B. auf 9 kHz abgestimmt ist. Abb.6 zeigt die zugehörige Spannungsquellenersatzschaltung
mit der Lieerlaufspannung E, die zwischen den Punkten A und B herrscht. Bei der
Resonanzfrequenz heben sich L' und Cl auf, und es findet eine Spannungsteilung zwischen
dem Dämpfungsividerstand ML des Resonanzkreises und dem Innenwiderstand R1 der Spannungsquelle
statt. Wenn man die Verstärkung der Regelröhre Rr heraufregelt, wird L' kleiner
und Cl' größer, was jedoch, da sie sich gegenseitig aufheben, unwesentlich ist.
Wesentlich ist dagegen, daß gleichzeitig Rl abnimmt,, so daß die Niederfrequenzspannung
mvischen den Ausgangsklemmen abnimmt. ML in Abb. 6 ist um so kleiner, je größer
das Verhältnis des Resonanzwiderstandes von L, CL in Abb. 5 zum Widerstand Rist.
Einre schmale Resonanzkurve des Kurzschlußkreises in Abb.6 erhält man, wenn der
Schwingungskreis L, Cl in Abb. 5 dämpfungsarm ist: In den vorigen und nachfolgenden
Abbildungen ist an Stelle der Kopplung mit dem Transformator 3 auch- eine - Widerstandskopplung
möglich. Wenn die Röhre i eine Pentode ist," ist der Anodenwiderstand als Ri einzusetzen,
da das- für die Schaltungsanordnung zwischen den Punkten B und`
A wirksame Ri aus der Parallelschaltung des Innen-und Außenwidersfandes der
Röhre besteht. Der Innenwiderstand. Ri kann in bekannter Weise durch einen in die
Niederfrequenz füihrende Leitung, z. B. an der Stelle X in Abb. 5 eingeschalteten
Längswiderstand vergrößert werden.
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In Abb.7 ist eine Schaltung gezeigt, in welcher die bisher gebrachten
Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert sind. Es ist nämlich nicht nur ein auf
9 kHz abgestImm:-ter Parallelresonan,zkr.eis L, Cl vorgesehen, sondern auch die
Kapazität C. Der Spannungsteiler ist so bemessen, daß C mit L zusammen, bei Vernachlässigung
von Cl, ein-en Reihenresonanzkreis für etwa 7oo Hz ergibt. Die zugehörige Ersatzschaltung
ist in Abb. 8 dargestellt. Aus der oben geschilderten Wirkungsweise der anderen.
Schaltungen ist ersichtlich, daß bei Heraufregelung der Verstärkung der Röhre RY
gleichzeitig eine Schwächung der hohen und tiefen Frequenzen und eine Erhöhung der
Kurzschlußwirkung für 9 kHz auftritt. Dies ist in Abb. 9 dargestellt.
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In allen Schaltungen ist der Spannungsteiler so hochahmig ausgebildet,
daß er zwischen den Punkten A und B unmittelbar keine nennenswerte
Wirkung ausübt, sondern erst auf dem Umwege über die Regelröhre.