DE807098C

DE807098C - Amplifier circuit with adjustable amplification and frequency-dependent negative feedback

Info

Publication number: DE807098C
Application number: DEP52213A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Hooykamp
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-08-19
Filing date: 1949-08-17
Publication date: 1951-06-25

Description

Verstärkerschaltung mit regelbarer Verstärkung und frequenzabhängiger Gegenkopplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung mit regelbarer Verstärkung und frequenzabhängiger Gegenkopplung.Amplifier circuit with adjustable gain and frequency-dependent Negative feedback The invention relates to an amplifier circuit with controllable Gain and frequency-dependent negative feedback.

Bei verschiedenen Anwendungen von Verstärkern, z. B. Fernsprechverstärkern, soll die Verstärkung auf bestimmte Weise von der Frequenz abhängig sein. Dies trifft z. 13. zu, wenn das zu verstärkende Signal dem Verstärker über ein Kabel zugeführt wird und dieses Kabel eine frequenzabhängige Dämpfung aufweist, die vom Verstärker egalisiert werden mufi. Eine solche Egalisierung kann in bekannter Weise dadurch bewirkt werden, da13 z. B. in den Gegerrkopplungskreis des Verstärkers ein Netzwerk aufgenommen wird, dessen Dämpfung sich in gleicher Weise wie beim Kabel mit der Frequenz ändert. Eine einfache Verstärkungsregelung ist herstellbar, indem in die dem Steuergitter- und Ausgangskreis einer Entladungsröhre gemeinsame Kathodenleitung ein Regel-,viderstand aufgenommen wird, mittels dessen die Gegenkopplung und somit die Verstärkung regelbar sind.In various applications of amplifiers, e.g. B. Telephone amplifiers, the gain should be dependent on the frequency in a certain way. This is true z. 13. to when the signal to be amplified is fed to the amplifier via a cable and this cable has a frequency-dependent attenuation that is generated by the amplifier must be equalized. Such equalization can thereby be achieved in a known manner be effected that z. B. in the Gegerrkopplungskreis of the amplifier a network is recorded, the attenuation of which changes in the same way as with the cable with the Frequency changes. A simple gain control can be established by entering the Cathode lead common to the control grid and output circuit of a discharge tube a control resistor is recorded, by means of which the negative feedback and thus the gain are adjustable.

Werden die beiden Malinahmen im Gegenkopplungskreis kombiniert, indem z. B. in die Kathodenleitung einer Entladungsröhre parallel oder in Reihe mit dein Egalisierungsnetzwerk der regelbare Widerstand eingeschaltet wird, so wird sich bei Änderung dieses Widerstandes nicht nur die Verstärkung, sondern auch die Frequenzkennlinie des Verstärkers ändern. Um diesen Nachteil zu beleben, wäre eine gesonderte Einstellung des Netzwerkes erforderlich, die gleichzeitig mit der Stärkeregelung geändert wird, was nicht nur baulich, sondern auch betriebstechnisch unerwünscht ist.If the two times are combined in the negative feedback loop by z. B. in the cathode lead of a discharge tube in parallel or in series with your Equalization network the adjustable resistor is switched on, so will if this resistance changes, not only the gain but also the frequency characteristic of the amplifier. To liven up this disadvantage would be a separate setting of the network required simultaneously with the strength control changed becomes, which is not only structurally, but also operationally undesirable.

Die Schaltung nach der Erfindung behebt diesen Nachteil und weist das Merkmal auf, daß die frequenzabhängige Gegenkopplung mit Hilfe einer Kompleximpedanz bewirkt wird und die Verstärkungsregelung durch Änderung der Anzapfung auf einer der Wicklungen eines Transformators erfolgt, über den wenigstens ein Teil der Kompleximpedanz derart in den Gegenkopplungskreis aufgenommen ist, daß die Frequenzkennlinie des Verstärkers nahezu unabhängig vom Verstärkungsgrad ist.The circuit according to the invention overcomes this disadvantage and has the feature that the frequency-dependent negative feedback with the help of a complex impedance is effected and the gain control by changing the tap on a of the windings of a transformer takes place over the at least part of the complex impedance is included in the negative feedback circuit that the frequency characteristic of the Amplifier is almost independent of the gain.

Die Schaltung nach der Erfindung wird an Hand dreier in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The circuit according to the invention is illustrated on the basis of three in FIGS. 2 and 3 illustrated embodiments explained in more detail.

Das zu verstärkende Signal wird nach Fig. i der Primärwicklung eines Transformators i zugeführt, dessen Sekundärwicklung in den Eingangskreis einer Penthode 2 aufgenommen ist.The signal to be amplified is shown in Fig. I of the primary winding of a Transformer i fed, whose secondary winding in the input circuit of a penthode 2 is included.

Das verstärkte Signal wird über einen Transformator 3 dem Anodenkreis der Penthode entnommen.The amplified signal is connected to the anode circuit via a transformer 3 taken from the penthode.

Zwischen den Punkten 4 und 5 ist in der dem Steuergitter- und Anodenkreis gemeinsamen Kathodenleitung eine Kompleximpedanz wirksam, die aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 6 und einer Reaktanz 7 besteht. Diese Kompleximpedanz ist über einen Transformator 8 in die Kathodenleitung eingeschaltet, wobei das Übersetzungsverhältnis mit Hilfe des Regelkontaktes 9 auf der Primärwicklung io des Transformators regelbar ist.Between points 4 and 5 is the control grid and anode circuit common cathode lead has a complex impedance effectively resulting from the parallel connection a resistor 6 and a reactance 7 consists. This complex impedance is over a transformer 8 switched into the cathode line, the transformation ratio adjustable with the help of the control contact 9 on the primary winding io of the transformer is.

Bekanntlich wird bei einer Schaltung, bei der die Gegenkopplung mit Hilfe einer Impedanz Zk in der Kathodenleitung erzeugt wird, der Gegenkopplungsfaktor nahezu vom Ausdruck i + S ' Zk bedingt, wobei S die Steilheit der Röhre darstellt.It is known that in a circuit in which the negative feedback with With the help of an impedance Zk in the cathode line, the negative feedback factor is generated almost due to the expression i + S 'Zk, where S represents the steepness of the tube.

Ist Zk auf bestimmte Weise von der Frequenz abhängig, so ist auch der Gegenkopplungsfaktor und somit die Verstärkung auf bestimmte Weise von der Frequenz abhängig. Auf diese Weise ist die erwünschte Frequenzkennlinie des Verstärkers erzielbar.If Zk is dependent on the frequency in a certain way, then is also the negative feedback factor and thus the gain in a certain way from the frequency addicted. In this way, the desired frequency characteristic of the amplifier can be achieved.

Zk kann nun jedoch aus der Parallelschaltung eines Widerstands Rk und einer Reaktanz Xk zusammengebaut werden.Zk can now, however, from the parallel connection of a resistor Rk and a reactance Xk can be assembled.

Um die Verstärkung regeln zu können, ist Rk veränderlich, so daß Rk = a - Rko, wobei Rko den Maximalwert von Rk und a einen Proportionalitätsfaktor darstellt.In order to be able to regulate the gain, Rk is variable, so that Rk = a - Rko, where Rko represents the maximum value of Rk and a represents a proportionality factor.

Damit die Frequenzabhängigkeit gleichbleibt, soll auch Xk veränderlich sein, und zwar Xk = b Xko, wobei Xko den Maximalwert der Reaktanz und b einen Proportionalitätsfaktor darstellt.So that the frequency dependency remains the same, Xk should also be variable, namely Xk = b Xko, where Xko represents the maximum value of the reactance and b represents a proportionality factor.

Wird die Röhre 2 derart gegengekoppelt, daß SZk >> i, so ist der Gegenkopplungsfaktor nahezu gleich SZk. In diesem Fall müssen Rk und Xk im gleichen Maße geändert werden, so daß a = b. If the tube 2 is fed back in such a way that SZk >> i, the negative feedback factor is almost equal to SZk. In this case, Rk and Xk must be changed to the same extent, so that a = b.

Eine solche Regelung ist in Fig. i dargestellt. Bei Verschiebung des Kontaktes q auf der Wicklung io wird das Übersetzungsverhältnis desTransformators geändert. Infolgedessen ändern sich die Größen des in der Kathodenleitung wirksamen Widerstands und der Reaktanz im gleichen Maße.Such a scheme is shown in FIG. When moving the Contact q on winding io becomes the transformation ratio of the transformer changed. As a result, the sizes of the effective in the cathode lead change Resistance and reactance to the same extent.

Wird jedoch eine weniger starke Gegenkopplung verwendet, so daß der Gegenkopplungsfaktor durch i + SZk bedingt wird, so muß die Wirkreaktanz in größerem Maße als der Wirkwiderstand geändert werden, damit die Frequenzkennlinie des Verstärkers gleichbleibt.However, if a less strong negative feedback is used, so that the Negative feedback factor is conditioned by i + SZk, the active reactance must be greater Measures as the effective resistance can be changed, thus the frequency characteristic of the amplifier remains the same.

Dies ist mit den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erzielbar.This is with the embodiments shown in FIGS achievable.

In Fig.2 und 3 ist nur der zwischen den Klemmen 4 und 5 der Schaltung nach Fig. i anzubringende Teil der Schaltung dargestellt.In Fig. 2 and 3 there is only the one between terminals 4 and 5 of the circuit shown in Fig. i to be attached part of the circuit.

Nach Fig. 2 besteht der Widerstand der Kompleximpedanz aus zwei Teilen, von denen der Teil i i unveränderlich in die Kathodenleitung eingeschaltet ist, während der Teil 12 parallel zur Reaktanz 13 geschaltet und über den Transformator 8 in die Kathodenleitung aufgenommen ist.According to Fig. 2, the resistance of the complex impedance consists of two parts, of which the part i i is invariably switched into the cathode line, while the part 12 is connected in parallel with the reactance 13 and via the transformer 8 is added to the cathode lead.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 ist der Widerstand 14 über den Transformator 8 in die Kathodenleitung eingeschaltet; die Reaktanz 15 ist in Reihe mit der Primärwicklung io geschaltet, und diese Reaktanz in Reihe mit einem einstellbaren Teil der Wicklung io wird von einem Kurzschluß überbrückt.In the circuit of FIG. 3, the resistor 14 is across the transformer 8 switched into the cathode lead; the reactance 15 is in series with the primary winding io connected, and this reactance in series with an adjustable part of the winding io is bridged by a short circuit.

Sowohl bei der Schaltung nach Fig. 2 als auch bei derjenigen nach Fig. 3 wird somit die wirksame Reaktanz bei Änderung der Lage des Gleitkontaktes 9 stärker als der wirksame Widerstand geändert, so daß das Ziel erreicht ist.Both in the circuit according to FIG. 2 and in that according to Fig. 3 thus becomes the effective reactance when changing the position of the sliding contact 9 changed more than the effective resistance, so that the goal is achieved.

Bei den Schaltungen nach der Erfindung wird also an erster Stelle der Vorteil beibehalten, daß die Stärkeregelung mittels einer verhältnismäßig niedrigen Impedanz erfolgt, wodurch ein einfacher Drahtwiderstand verwendbar ist und Streukapazitäten die Regelung nicht beeinträchtigen können.In the circuits according to the invention is therefore in the first place the advantage retained that the strength control by means of a relatively low Impedance takes place, whereby a simple wire resistance can be used and stray capacitances cannot affect the regulation.

Außerdem wird zur Erzielung der erwünschten Frequenzkennlinie ein Zweipol verwendet, der einfacher als ein Vierpol zusammengebaut und geregelt werden kann und keine Nulldämpfung aufweist.In addition, to achieve the desired frequency characteristic, a Two-pole is used, which is easier to assemble and regulate than a four-pole can and has no zero attenuation.

Schließlich wird die Regelung erzielt, indem nur ein einziger Einstellkontakt geändert wird, und es wird eine Abnahme der Verstärkung durch größere Gegenkopplung bewirkt, wodurch die Stabilität des Verstärkers erhöht wird.Finally, regulation is achieved using just a single setting contact is changed, and there will be a decrease in gain due to greater negative feedback causes, whereby the stability of the amplifier is increased.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Amplifier circuit with controllable gain and frequency-dependent negative feedback, characterized in that the frequency-dependent negative feedback is effected with the aid of a complex impedance and the gain control is carried out by changing the tap on one of the windings of a transformer via which at least part of the complex impedance is included in the negative feedback circuit, that the frequency characteristic of the amplifier is almost independent of the gain.

2. Amplifier circuit according to claim i, characterized in that that the complex impedance from the parallel connection of a resistor and a reactance and this impedance across a transformer where the size of one of the two windings is adjustable, in the cathode lead one Discharge tube of the amplification circuit is added.

3. Amplifier circuit according to claim i, characterized in that in the cathode line of a discharge tube the amplifier circuit, the parallel connection of a resistor with the primary winding a transformer is added, the parallel connection to the secondary winding a resistor and a reactance connected and the size of one of the two Transformer windings is adjustable. .I. Amplifier circuit according to Claim i, characterized characterized in that in the cathode lead of a discharge tube of the amplifier circuit the series connection of a reactance and the primary winding of a transformer was added is, with a resistor connected to the secondary winding of the transformer is, and the series connection of the reactance and an adjustable part of the primary winding of the transformer is bridged by a short circuit.