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Niederfrequenzverstärker mit einer die Wiedergabe der tiefen Frequenzen
bevorzugenden Gegenkopplung Die üblichen Lautsprecher haben vielfach eine Wiedergabekennlinie,
wie sie in Abb. r schematisch dargestellt ist und welche zeigt, in welcher Weise
die in logarithmischem Maßstab dargestellte ausgestrahlte akustische Energie E oberhalb
eines bestimmten Nullniveaus von der Frequenz f abhängig ist, wenn der Lautsprecher
mit einem konstanten Strom gespeist wird. Aus dieser Kennlinie geht hervor, daß
unterhalb einer bestimmten Frequenz, welche z. B. in der Nähe von f = 2ooHz liegt,
die ausgestrahlte Energie mit der Frequenz abnimmt, was bekanntlich den endlichen
Abmessungen des Schallschirmes zuzuschreiben ist, so daß bei niedrigen Frequenzen,
bei denen die Wellenlänge der Schallschwingungen von der gleichen Größenordnung
wie die Abmessungen des Schallschirmes ist, die auf der Vorder- und Hinterseite
des Lautsprechers ausgestrahlten Schallschwingungen
einander entgegenwirken.
Es ist bekannt, zur Verbesserung der Wiedergabe eine die tiefen Frequenzen bevorzugende
Gegenkopplung aus dem Ausgangskreis auf den frequenzabhängig, ausgebildeten Kathodenkreis
einer der Verstärkerröhren zu benutzen, welche derart eingerichtet ist, daß die
Verstärkung für Frequenzen unterhalb Zoo Hz zunimmt. In diesem Falle tritt aber
der Nachteil auf, daß auch sehr niedrige Frequenzen, z. B. in der Größenordnung
von 3o Hz, deren Wiedergabe unerwünscht ist, beträchtlich verstärkt werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederfrequenzverstärker mit
einer die Wiedergabe der tiefen Frequenzen bevorzugenden Gegenkopplung aus dem mit
einem Lautsprecher, dessen Wiedergabe im Gebiete der niedrigen Frequenzen abfällt,
belasteten Ausgangskreis auf den frequenzabhängig ausgebildeten Kathodenkreis einer
der Verstärkerröhren.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einer derartigen Anordnung der
mit dem Ausgangskreis des Verstärkers verbundene Gegenkopplungskreis aus der Parallelschaltung
eines Widerstandes q. und einer Reihenschaltung eines Kondensators 5, einer Induktivität
6 und eines zweiten Kondensators 7 besteht, von welcher Reihenschaltung die Induktivität
6 und der zweite Kondensator 7 in der Kathodenleitung einer der Verstärkerröhren
liegen, daß die Resonanzfrequenz der Induktivität 6 und des erstgenannten Kondensators
5 in der Nähe der Frequenz liegt, bei der die Wiedergabe der tiefen Frequenzen des
Lautsprechers abzufallen beginnt, daß der Verlustwiderstand der Spule 6 so groß
bemessen ist, daß oberhalb der Resonanzfrequenz die Spannung an der Reihenschaltung
der Induktivität 6 und des zweiten Kondensators im wesentlichen konstant bleibt,
und daß die Induktivität 6 mit dem zweitgenannten Kondensator 7 auf eine unterhalb
der genannten Resonanzfrequenz an der unteren Grenze des zu übertragenden Frequenzbandes
liegende Frequenz abgestimmt ist (Abb. 3).
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Mit dieser Schaltung wird eine frequenzabhängige Gegenkopplung erzielt,
und zwar derart, daß die Charakteristik des Verstärkers, d. h. die Verstärkung V
als Funktion der Frequenz f, die in Abb. 2 dargestellte Form aufweist. Aus dieser
Kennlinie geht hervor, daß die Verstärkung unterhalb Zoo Hz wächst und infolgedessen
die fallende Wiedergabecharakteristik des Lautsprechers ausgleicht, während unterhalb
der niedrigsten wiederzugebenden Frequenz die Verstärkung wieder abnimmt, wodurch
die Wiedergabe unerwünschter Frequenzen vermieden wird. An Hand der Abb.3, in der
eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt ist, wird die Erfindung
näher erläutert.
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Diese Abbildung zeigt eine Verstärkerschaltung mit einer Verstärkerröhre
i, die mittels einer Widerstands-Kondensatorkopplung 12, 13, 1q. mit einer Endverstärkerröhre
15 verbunden ist. Im Ausgangskreis der Röhre 15 ist ein Lautsprecher 2 über
einen Transformator 3 angeschlossen. Mit der Sekundärwicklung des Transformators
ist über eine Impedanz 16 ein Widerstand q. verbunden, zu dem die Reihenschaltung
eines Kondensators 5, einer Induktivität 6 und eines zweiten Kondensators 7 parallelgeschaltet
ist. Die Impedanz 16 kann z. B. aus einem Resonanzkreis bestehen, der dazu
dient, die Verstärkung bei hohen Frequenzen durch Abnahme der Gegenkopplung zunehmen
zu lassen. Die Reihenschaltung der Spule 6 und des Kondensators 7 befindet sich
in der Kathodenleitung der Verstärkerröhre i. Die an dieser Reihenschaltung auftretende
Spannung, welche von der Sekundärwicklung des Transformators 3 stammt, verursacht
eine Gegenkopplung. Die zu verstärkenden Schwingungen werden den Klemmen 8 zugeführt.
Weiter ist in die Kathodenleitung ein von einem Kondensator 9 überbrückter Widerstand
io aufgenommen, der in bekannter Weise zur Erzielung der erforderlichen negativen
Gittervorspannung dient. Der Kondensator 7 ist von einem Widerstand i i überbrückt,
um zu verhindern, daß dieser Kondensator den Anodengleichstrom der Röhre i sperrt.
Es ist möglich, den Kathodenwiderstand io und den Kondensator 9 fortfallen zu lassen
und die erforderliche negative Gittervorspannung durch den Spannungsverlust zu erhalten,
den der Anodengleichstrom der Röhre i über den Widerstand i i herbeiführt. Der Kondensator
7 ist von der gleichen Größenordnung wie der Kondensator g. Das Verhältnis zwischen
der Impedanz des Kondensators 7 und dem Widerstand i i ist derart, daß erst bei
sehr niedrigen Frequenzen (unterhalb der Resonanzfrequenz der Spule 6 mit dem Kondensator
7) der Einfluß des Widerstandes i i merklich wird, so daß sich dieser Widerstand
bei den beiden Resonanzfrequenzen praktisch nicht bemerkbar macht.
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Die Reihenschaltung des Kondensators 5 und der Spule 6 ist auf eine
Frequenz abgestimmt, die höher als die Frequenz ist, auf welche die Spule 6 mit
dem Kondensator 7 abgestimmt ist, und zwar auf jene Frequenz, unterhalb der die
Wiedergabecharakteristik des Lautsprechers mit abnehmender Frequenz abnimmt; wie
bereits ausgeführt, liegt diese Frequenz etwa bei Zoo Hz. Durch diese Abstimmung
des
Kondensators 5 und der Spule nimmt bei Abwesenheit des Kondensators 7 die Gegenkopplung
mit abnehmender Frequenz ständig ab, -wodurch die Verstärkung des Verstärkers bei
abnehmender Frequenz ansteigt, und zwar derart, daß die bei abnehmender Frequenz
fallende Lautsprechercharakteristik ausgeglichen wird (Abb. 2).
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Um die Zunahme der Verstärkung nicht bis zu den sehr niedrigen Frequenzen
weitergehen zu lassen, ist der Kondensator 7 vorgesehen, der mit der Spule 6 auf
eine Frequenz abgestimmt ist, welche in der Nähe der niedrigsten wiederzugebenden
Frequenz, z. B. bei 4o bis 6o Hz, liegt. Die Impedanz des Kreises erreicht bei der
Resonanzfrequenz ein Minimum, folglich auch die Gegenkopplungsspannung; die Verstärkung
somit ein Maximum. Infolgedessen wird für Frequenzen unterhalb der Abstimmfrequenz
der Spule 6 und des Kondensators 7 die Gegenkopplung wieder zunehmen, wodurch die
Verstärkung dort abnimmt. Durch die Bemessung der Dämpfung der Resonanzkreise ist
erreicht, daß die Verringerung- der Gegenkopplung ziemlich plötzlich bei der gewünschten
Frequenz beginnt. Die Dämpfung der Resonanz der Spule 6 mit dem Kondensator 7 wird
durch das Verhältnis zwischen Selbstinduktion und Kapazität und außerdem durch den
Verlustwiderstand der Spule 6 bedingt. Die Dämpfung der Resonanz der Spule 6 mit
dem Kondensator 5 wird durch das Verhältnis zwischen der Selbstinduktion und der
Kapazität und ferner durch den Widerstand 4 und den Verlustwiderstand der Spule
6 bedingt. Gegebenenfalls kann noch ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator
5 vorgesehen werden. Die beschriebene Verstärkerschaltung hat eine Frequenzcharakteristik
entsprechend der Abb.2; diese Charakteristik ist der Wiedergabecharakteristik des
Lautsprechers 3 im wiederzugebenden Frequenzbereich derart angepaßt, daß eine gleichmäßige
Wiedergabe der Nutzfrequenzen erhalten wird, während die sehr niedrigen unerwünschten
Frequenzen unterdrückt werden.