DE806862C

DE806862C - Gegenkopplungsverstaerker mit besonders breitem Frequenzband

Info

Publication number: DE806862C
Application number: DEP47192A
Authority: DE
Inventors: Eric Lawrence Casling White
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1948-06-30
Filing date: 1949-06-28
Publication date: 1951-06-18
Also published as: FR989524A; GB658833A; NL84062C; GB691909A; US2652459A; DE836503C; BE489910A; NL82320C; NL155958B; FR60763E; NL147078B

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. JlJNT 1951

p 47192 VIII a 121 a* D

ist als Erfinder genannt worden

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Gegenkopplungsverstärker.

Bei Gegenkopplungsverstärkern, die zur Verstärkung in einem großen Frequenzbereich dienen, wie z.B. Verstärker in Bildabtastanordnungen für Fernseheinrichtungen, treten manchmal Schwierigkeiten auf, weil der Verstärker Elemente enthält, z.B. Transformatoren, die eine bemerkenswerte Phasenverschiebung der höheren Frequenzkomponenten in bezug auf die niederen Frequenzkomponenten in besagtem Frequenzbereich hervorrufen. Dadurch kann die Rückkopplung positiv werden für die höheren Frequenzkomponenten, oder es kann möglicherweise bei den niederen Frequenzkomponenten dazu führen, daß der Verstärker zur Instabilität neigt bei den Frequenzen, für die die Rückkopplung positiv wird.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Gegenkopplungsverstärkers im Hinblick auf Verringerung oder Vermeidung oben angegebener Schwierigkeiten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gegenkopplungsverstärker mit einem Rückkopplungspfad versehen, über den Signale einiger Frequenzen, z. B. niederer und mittlerer, vom Ausgangskreis des Verstärkers zum Eingangskreis in solcher Phasenlage zurückgeführt werden können, daß eine Gegenkopplung erzielt wird, wobei besagter Verstärker ein Schaltelement enthält, welches eine relative Phasenverschiebung der Signale der anderen Frequenzen, z. B. der höheren, bewirkt, wodurch ein Mittel gegeben ist, effektiv zu verhindern, daß diese letzterwähnten Signale über den Rückkopplungspfad

, zum Eingangskreis zurückgelangen, und ein zweiter Rückkopplungspfad liegt an einem Punkt des besagten Verstärkers vor jenem Schaltelement, wodurch die Signale der anderen Frequenzen, z. B. der höheren, dem Eingangskreis in solcher Phasenlage zugeführt werden können, daß Gegenkopplung erzielt wird.

Um die besagte Erfindung klar verständlich zu machen und um sie praktisch anwenden zu können,

ίο wird dieselbe nun ausführlich beschrieben mit Bezug auf die Zeichnung, in der ein Beispiel eines Gegenkopplungsverstärkers in Übereinstimmung mit vorliegender Erfindung als Skizze ausgeführt ist.
Gemäß der Zeichnung wird der dargestellte Verstärker benutzt in einem Bildwechselablenkkreis eines Fernsehsenders. Zum Verstärker gehört die Endröhre 1, die als Vierpolkathodenstrahlröhre dargestellt ist; ihre Anode ist über die Primärwicklung eines Transformators 2 mit der positiven Spannungsquelle 3, etwa + 200 Volt, verbunden, während die Spule 4 des Bildabtastkreises des Fernsehsenders an der Sekundärwicklung des Transformators 2 angeschlossen ist. Die Röhre 1 wird von zwei Röhren 5 und 6 gesteuert, hier als Pentoden gezeichnet, die eine gemeinsame Kathodenimpedanz 7 haben, über welche die Kathoden mit einer negativen Spannungsquelle 8, etwa — 300 Volt, verbunden sind. Die Anoden der Röhren 5 und 6 sind mit der positiven Spannungsquelle 9, etwa + 300 Volt, verbunden, mit welcher auch, wie dargestellt, die Schirmgitter verbunden sind. An das Steuergitter der Röhre 5 wird ein sägezahnförmiges Potential der Bildfrequenz aus einer geeigneten Quelle, die als Rechteck 10 angegeben ist, angelegt, während die Anode der Röhre 6 mit dem Steuergitter der Röhre 1 über einen Kopplungskreis, wie er in der deutschen Patentschrift 757 339 beschrieben ist, bestehend aus den Widerständen 11, 12, 13 und Kondensatoren 14 und 15, verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand 16 ist zur Spule 4 des Bildabtastkreises in Serie geschaltet, und ein Ende dieses Widerstandes ist über einen Reihenwiderstand 17 und einen großen Blockkondensator 18 mit dem Steuergitter der Röhre 6 verbunden. Die Verbindung des Widerstandes 17 mit dem Kondensator 18 ist über einen relativ kleinen Kondensator 19 mit der Kathode der Röhre 1 gekoppelt, während ein Rückkopplungswiderstand 20, wie gezeigt, in der Kathodenleitung der Röhre 1 liegt. Außerdem ist die Kathode der Röhre 1 über einen großen Widerstand 22 mit dem Steuergitter der Röhre 6 verbunden.

Der beschriebene Kreis arbeitet so, daß, wenn ein sägezahnförmiges Potential am Steuergitter der Röhre 5 anliegt, ein wirklicher sägezahnförmiger Strom durch die Spule 4 des Bildabtastkreises fließen muß. Eine Spannung, die proportional dem Strom in der Spule 4 ist, wird am Widerstand 16 anliegen, und die niederen Frequenzkomponenten dieser Spannung sind in entsprechender Phase, um eine Gegenkopplung am Eingang des Verstärkers, und zwar am Steuergitter der Röhre 6 zu bewirken, während die höheren Frequenzkomponenten relativ phasenverschoben sind, hauptsächlich bewirkt durch den Transformator 2, so daß sie positive Rückkopplung hervorrufen würden, wenn sie auf das Steuergitter der Röhre 6 einwirken könnten. Die Widerstände 16 und 20 sind von solcher Größe, daß die Spannungsschwankungen am oberen Ende des Widerstandes 20 effektiv dieselben Amplituden haben wie jene am unteren Ende (in der Zeichnung) y_o des Widerstandes 16. Die niederen Frequenzkomponenten dieser Spannungsschwankungen sind in derselben Phasenlage, während die höheren Frequenzkomponenten davon in entgegengesetzter Phase liegen oder es zumindest teilweise sind, da der W^Tiderstand 20 vor dem Transformator 2 liegt; das heißt aber, der Transformator ist nicht in der Lage, eine relative Phasenverschiebung der höheren Frequenzkomponenten am Potential des Widerstandes 20 hervorzurufen. Die niederen Frequenzkomponenten am Potential des Widerstandes 16 werden daher auch ohne wesentliche Änderung an der Verbindung des Widerstandes 17 mit dem Kondensator 19 erscheinen, da sie im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten des Potentials am Widerstand 20, und sie werden über den Blockkondensator 18 an das Steuergitter der Röhre 6 angelegt, wo sie eine Gegenkopplung hervorrufen, die höheren Frequenzkomponenten des Potentials am Widerstand 16, welche jedoch wesentlich geschwächt sind, an der Verbindung von 17 und 19, da bei diesen Frequenzen die Impedanz des Widerstandes 17 hoch ist, verglichen mit der des Kondensators 19 in Serie mit der Kathodenimpedanz der Röhre 1, so daß tatsächlich verhindert wird, daß diese Komponenten an das Steuergitter der Röhre 6 zurückgekoppelt werden. Andererseits erscheinen die höheren Frequenzkomponenten des Potentials am Widerstand 20 an der Verbindung 17 und 19 ohne wesentliche Dämpfung, da die Impedanz des Kondensators 19 bei diesen Frequenzen niedrig ist verglichen mit dem Widerstand 17 in Serie mit der Impedanz der Sekundärwicklung des Transformators 2, und werden, wenn sie an das Steuergitter der Röhre 6 angelegt werden, in richtiger Phase sein, um eine Gegenkopplung zu _lt>₅ bewirken. Deshalb muß gewürdigt werden, daß ein zweiter Rückkopplungspfad am Widerstand 20 liegt, wodurch die höheren Frequenzkomponenten der verstärkten Signale zum Eingang des Verstärkers in richtiger Phasenlage zurückgekoppelt werden können, um eine Gegenkopplung zu bewirken.

In dem erwähnten Beispiel wird die Erfindung auch für die Wellenanteile der ganz niedrigen Frequenzkomponenten angewandt, die auch unter unerwünschter Phasenverschiebung beim Durchgang n₅ durch den Transformator leiden, und außerdem für die Gleichstromkomponenten, welche überhaupt nicht durch den Transformator gehen. Die Rückkopplung der ganz niederen Frequenzkomponenten am Widerstand 16 wird verhindert durch» den Kondensator 18, und es werden die niederen Frequenzkomponenten zusammen mit der Gleichstromkomponente vom Potential am Widerstand 20 über den Widerstand 22 an das Steuergitter der Röhre 6 geleitet, wobei der Widerstand 22 so ausreichend groß gemacht ist, daß keine wesentliche Dämpfung der

Rückkopplungsspannungskomponenten, die vom Kondensator 18 übertragen wurden, auftritt. Die Gleichspannung und die Rückkopplung sehr niedriger Frequenz dienen dazu, das Gleichstromniveau der Sägezahnwelle in Röhre ι trotz Schwankungen, die in deren Amplitude vorkommen können, zu stabilisieren.

Der hier beschriebene Kreis ist angeordnet, um am Widerstand i6 für einen möglichst breiten Frequenzbereich eine Gegenkopplung zu erzeugen, ohne eine Instabilität am Verstärker hervorzurufen, und um am Widerstand 20 eine weitere Gegenkopplung zu erzeugen für einen Frequenzbereich, welcher von der durch den Widerstand 16 hervorgerufenen Rückkopplung ausgeschlossen ist, wodurch dann eine Gegenkopplung in einem Frequenzbereich bewirkt wird, welcher die bedeutungsvollen Komponenten der Sägezahnwellen umfaßt, ohne praktisch zur Instabilität des Verstärkers zu führen.

Es muß noch gewürdigt werden, daß diese Erfindung nicht beschränkt ist auf Gegenkopplungsverstärker in Bildabtastkreisen der Fernsehgeräte. Diese Erfindung kann allgemeine Anwendung finden bei Gegenkopplungsverstärkern zur Verstärkung von Signalen mit großem Frequenzbereich.

Claims

Patentansprüche:

i. Gegenkopplungsverstärker mit besonders breitem Frequenzband mit einem Rückkopplungspfad, über den Signale einiger, z. B. niedriger und mittlerer Frequenzen vom Ausgangskreis in solcher Phasenlage zum Eingangskreis übertragen werden, daß eine negative Rückkopplung erzielt wird, z.B. Verbindung (16, 17), Widerstand (17), Kondensator (18), Steuergitter der Röhre (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker ein Schaltelement enthält, z. B. Transformator (2), das eine relative Phasenver-Schiebung der anderen, z. B. höheren, Frequenzen hervorruft, und verhindert wird, daß diese über den Gegenkopplungspfad auf den Eingangskreis übertragen werden, und daß ein zweiter Rückkopplungspfad vorhanden ist, z. B. Verbindung (19, 20), Kondensator (19 und i8), Steuergitter der Röhre (6), der vor dem Schaltelement liegt und über den die Signale dieser anderen, z. B. der höheren Frequenzen in solcher Phasenlage zum Eingangskreis zurückgelangen, daß eine negative Rückkopplung bewirkt wird.

2. Gegenkopplungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rückkopplungspfad von einem Punkte niedriger Ausgangsimpedanz, z.B. der Kathode der Röhre (1), gespeist wird und selbst für die Signale der höheren Frequenzen eine verhältnismäßig geringe Impendanz besitzt, während der erste Rückkopplungspfad für diese eine relativ hohe Impedanz besitzt, wobei beide Rückkopplungspfade mit dem Eingangskreis des Verstärkers am selben Punkt in der Schaltung angekoppelt sind und die Anordnung so ist, daß der zweite Rückkopplungspfad für die Signale der höheren Frequenzen einen virtuellen Kurzschluß vom genannten ersten Rückkopplungspfad bis zum genannten Punkte der niedrigen Ausgangsimpedanz darstellt.

3. Gegenkopplungsverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Verstärkerröhre (1) enthält, an deren Anode ein Transformator (3) gekoppelt ist, der eine relative Phasenverschiebung bei Signalen höherer Frequenzen in Beziehung zu denen der niederen Frequenzen hervorruft, und daß über den ersten Rückkopplungspfad eine Stromgegenkopplung für Signale der niederen Frequenzen aus dem Sekundärkreis des Transformators und über den zweiten Rückkopplungspfad eine Stromgegenkopplung für Signale der höheren Frequenzen aus dem Kathodenkreis der Verstärkerröhre (1) erreicht wird.

4. Gegenkopplungsverstärker nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückkopplungspfad einen Widerstand (17) und der zweite Rückkopplungspfad eine Kapazität (19), deren Impedanz bei höheren Frequenzen im Vergleich mit der des Widerstandes (17) klein ist, enthält.

5. Gegenkopplungsverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transforma- go tor bei Signalen sehr niedriger Frequenzen dazu neigt, in bezug auf die Signale der niederen Frequenzen Phasenverschiebungen hervorzurufen, und daß Mittel angeordnet sind, z. B. Kondensator (18), effektiv zu verhindern, daß die Signale sehr niedriger Frequenzen über den ersten Rückkopplungspfad zum Eingangskreis gelangen und daß für diese und für die Gleichstromsignale unter Umgehung der Kapazitäten (19, 18) ein dritter Rückkopplungspfad, in der Zeichnung Verbindung (19, 20), Widerstand (22), Steuergitter der Röhre (6), vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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