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Verfahren zur Verstärkung von in der Spannung stark unterschiedlichen
Impulsen großer Flankensteilheit Für Sonderzwecke der Nachrichtentechnik, z. B.
der Fernsehtechnik, ist es notwendig, in der Spannung stark unterschiedliche Impulse,
d. h. Stromstöße. kurzer Dauer, möglichst formgetreu zu verstärken. Die Schwierigkeiten
wachsen hierbei, je kürzer die Impulsdauer ist, da ,ein kurzer Impuls meist mit
einem steilen Anstieg seiner Flanken verknüpft ist. Es hat sich nun hergeben, daß
kapazitätswiderstandsgekoppelte Verstärker bei stärkeren Impulsen diese nicht mehr
@einwandfreiverstärken. Auf Grund dieser Schwierigkeiten ist man schließlich zu
der Ansicht gelangt, daß kapazitätswiderstandsgekoppelte Verstärker nicht geeignet
sind zur naturgetreuen Verstärkung von Impulsen, und man ist daher zu 'Gleichstromverstärkern
übergegangen, die jedoch bekanntlich die große Unannehmlichkeit besitzen, daß die
Bezugspunkte (Kathoden) der hintereinandergeschalteten Stufen verschiedenes und
hohes Potential besitzen.
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Die geschilderten Nachteile rühren, wie nähere Untersuchimg°m gezeigt
haben, davon her, daß beiß starken Impulsen Gitterstrom fließt. Dann lädt nämlich
der Gitterstrom den Koppelkondensator zwischen den Stufen auf, und der Kondensator
entlädt sich über den Gitterableitwiderstand des nachfolgenden Rohres, entsprechend
der Zeitkonstanten, die sich aus dem Koppelkondensator, _ dem Gitterableitwiderstand
und dem Koppelwiderstand (Anodenwiderstand) der vorhergehenden Stufe ergibt.
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Zur Behebung dieses Nachteiles wird ein Verfahren zur Vierstärkung
von in der Spannung stark unterschiedlichen Impulsen großer Flankensteilheit vorgeschlagen,
bei dem erfindungsgemäß kapazit.ätswiderstandsgekoppelte Richtverstärkerstufen,
deren oberer Kennlinienknick im positiven Gitterspannungsbereic'h liegt, nur im
negativen Gittterspannungsbereich arbeiten, von denen eine Stufe zur Impulsbegrenzung
über den unteren Kennlinienknick hinaus ins Negative und die der Begrenzerstufe
nachgeschaltete Verstärkerstufe vom unteren Teil der Kennlinie in entgegengesetzt,er
Richtung gesteuert wird.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Begrenzung von Störimpulsen durch
Aussteuern einer Röhre über den unteren Knick hinaus bereits bekannt ist. Die Erfindung
beschäftigt sich demgegenüber mit der formgetreuen Verstärkung von in der Spannung
stark - nämlich um das ein- oder mehrtausendfache - unterschiedlichen Impulsen großer
Flankensteilheit und schlägt vor, die der Begrenzerröhre nachgeschaltete Verstärkerstufe
in entgegengesetzter Richtung wie die Begrenzerröhre auszusteuern und so vorzuspannen,
daß unter keinen Umständen Gitterstrom fließen kann..
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Bei kapa'zitäts- und widerstandsgekoppelten
Verstärkern
ist es an sich bekannt, die Röhrenstufen abwechselnd auf der Kennlinie teils vom
unteren Teil der Kennlinie in positiver Richtung, teils in entgegengesetzter Richtung
auszusteuern. Das Neue demgegenüber liegt beim Gegenstand der Erfindung darin, daß
der obere K:ennlinienknicl,: der Richtverstärkerstufen im positiven Gitterspannungsbereich
liegt und die Verstärkerstufen nur im negativen Gitterspannungsbereich arbeiten,
so daß Gitterströme unter keinen Umständen auftreten und keine Impulsverbreiterung
bewirken können.
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Die Erfindung ist an Hand von Abbildungen im folgenden in einem Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Die Schaltung der Röhrenstufen ist nicht dargestellt, da es sich um
an sich bekannte kapazitätswiderstandsgekoppelte Verstärker hartdelt, nur mit dem
Unterschied, daß die Gitterspannungen entsprechend gewählt sind. Eine der ersten
Stufen arbeitet nach Abb. i. Die Impulsspannung betrage beispielsweise i Volt Spitzenspannung.
Der Impuls steu^rt in negativer Richtung aus. Die Stufe verstärkt z. B. fünfmal
und dreht um i 8o. Die folgende Stufe wird also mit 5 Volt ins Positive hinein ausgesteuert.
Der Arbeitspunkt dieser Stufe (Abb. a) liegt im unteren Ende der Kennlinie, während
ihr oberer Knick im positiven Gitterspannungsgebiet liegt. Infolge dieser Lage des
Arbeitspunktes kann die volle Impulsspannung angelegt werden, ohne daß Gitterstrom
fließt. Im Anodenkreis dieser Röhre erhält man jetzt also z5 Volt in negativer Richtung.
Die folgende Stufe arbeitet dann wieder nach Abb. i. Die Röhre wird mit i Volt nach
unten durchgesteuert, die übrigen z¢ Volt werden unterdrückt. Im Anodenkreis erhalten
wir also wieder, unter der Voraussetzung, daß es sich um gleiche Röhren und gleiche
Verstärkungsgrade handelt, 5 Volt in positiver Richtung. Von einer bestimmten Eingangsspannung
ab ergibt sich also entsprechend dem Verstärhungsgrad aller Stufen eine bestimmte
Ausgangsspannung. Jede «eitere Erhöhung der Eingangsspannung ändert weder an der
Ausgangsspannung noch an der Impulsbreite etwas, es wird hierdurch :erreicht, daß
der erfindungsgemäße Verstärker immer ein,- formgetreue Verstärkung der Impulse
vornimmt, unabhänig von seiner Eingangsspannung. Sind die' Eingangsspannungen klein,
z. B. nur 1,10 Volt, so wird bei fünffacher Verstärkung gemäß obigem Beispiel die
folgende Stufe nur mit l',' Volt ins Positive gesteuert. Erst die folgenden Stufen
bringen dann, um bei obigem Beispiel zu bleiben, die gewünschte Ausgangsspannung.
Sind die Eingangsspannungen groß, also z. B. i Volt und darüber, so ergibt sich
trotzdem immer eine bestimmte Ausgangsspannung, ohne daß in das Gitterstromgebiet
gesteuert wird. Aber auch aus anderen Gründen ist die erfindungsgemäße Schaltung
vorteilhaft. Der erfindungsgemäße Verstärker soll letzten Endes Verwendung finden,
um eine Vorrichtung zu steuern. Hierzu kommt es nicht nur auf Spannung, sondern
auch auf Leistung an. Finden Röhren Verwendung, deren Leistungen in den nachfolgenden
Stufen zunehmen (Kaskadenschaltung), deren Steuerspannungen aber nicht im Maße der
Verstärkung zunehmen, so wird durch die Erfindung dafür gesorgt, daß ein Arbeiten
in Gebieten, in denen Gitterstrom fließt, nicht stattfindet. Die erforderliche Steuerleistung
(Strom .',' Spannung; wird aber trotzdem aufgebracht.