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Niederfrequenzverstärkerschaltung
| Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung |
| zur Verstärkung von Niederfrequenzschwingun- |
| gen, die eine elektrische Entladungsröhre enthält, |
| in deren Ausgangskreis ein Spannungsteiler mit |
| beweglichem Kontakt aufgenommen ist, dem die |
| zu vcrst'irkeiiden Schwingungen zugeführt werden, |
| und niit dessen Hilfe der Verstärkungsgrad der |
| Schaltung regelbar ist. |
| Bei einer bekannten Schaltung dieser Art ist |
| dieser SIrL»nungstciler außer mit den beiden |
| I?n<lanschlüssen, Spitze bzw. Fuß und dem be- |
| weglichen 1,#ontakt, noch mit einem dritten, festen |
| Bontakt versehen, der über ein Hochtonfilter mit |
| dem Fuß des Spannungsteilers verbunden ist. |
| Unter Spitze bzw. FUI,i des Spannungsteilers ist |
| dabei zu verstehen, daß, Nverin der bewegliche |
| Kontakt sich ain Endanschluß Spitze befindet, der |
Verstärkungsgrad maximal, und wenn er sich am Endanschluß Fuß befindet, der Verstärkungsgrad
minimal ist. Durch Anordnung dieses Hochtonfilters «erden, wenn der bewegliche Kontakt
des Spannungsteilers eine niedrige Lage, d. h. in der Nähe des Fußes des Spannungsteilers,
einnimmt, die Niedertonfrequenzen verhältnismäßig gegenüber den Hochtonfrequenzen
begünstigt, da letztere über das Hochtonfilter abgeleitet werden. Mit dieser physiologischen
Regelung wird bewirkt, daß bei geringer Lautstärke eines in den Ausgangskreis des
Verstärkers aufgenommenen Lautsprechers der spektrale Schalleindruck gleichbleibt,
da sich die Ohreinpfindlichkeit für die niedrigen Töne stärker als für die hohen
Töne verringert.
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Gemäß der Erfindung wird die Schaltung derart
ausgebildet,
daß, wenn bei schwachen Eingangssignalen der Spannungsteiler eine hohe Lage einnimmt,
die Nieder- und Hochtonfrequenzen in geringerem Maße als die Zwischentonfrequenzen,
und wenn bei starken Eingangssignalen der Spannungsteiler eine niedrige Lage einnimmt,
die Nieder-und Hochtonfrequenzen mehr als die Zwischentonfrequenzen verstärkt werden,
was dadurch erzielt wird, daß zwischen den erwähnten drei festen Kontakten des Spannungsteilers
und zwei Quellen positiver bzw. negativer Rückkopplungsspannung, deren Spannungen
der Ausgangsspannung des Verstärkers proportional sind, richtig bemessene Tonfilter
geschaltet werden.
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Die erfindungsgemäßen Schaltungen sind besonders geeignet zur Verwendung
in der Niederfrequenzstufe eines Radioempfangsgerätes, bei dem die Breite des Zwischenfrequenzbandfilters
verhältnismäßig klein ist. Mit der Schaltung wird dabei bewirkt, daß, wenn ein starker
Sender empfangen wird, diese Niederfrequenzverstärkerstufe die infolge dieses schmalen
Zwischenfrequenzbandfilters auftretende Verzerrung ausgleicht, so daß der Empfang
eines starken Senders nach wie vor hohen Qualitätsanforderungen entspricht, während
beim Empfang eines schwachen Senders, die N iederfrequenzverstärkerkennlinie so
viel schmaler wird, daß die von benachbarten Sendern hervorgerufenen Störungen nur
wenig hinderlich wirken.
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Es sind Radioempfangsschaltungen bekannt, bei denen die Bandbreite
des Zwischenfrequenzbandfilters gegebenenfalls selbsttätig entsprechend der Stärke
des Empfangssignals geregelt wird. Die Bandbreiteregelung, die sich auf das nicht
detektierte Signal bezieht, hat jedoch andere Eigenschaften als die in Frage stehende
Schaltung, bei der eine mit einer Lautstärkeregelung kombinierte Tonregelung bewirkt
wird. Besonders das Maß, in dem ein benachbarter Sender einen empfangenen Sender
stört, ist bei der hier angegebenen Schaltung stets auf einen Minimalwert eingestellt,
wobei es außerdem ohne weiteres nicht möglich ist, mit Hilfe einer solchen Bandbreiteregelung
auch die Verstärkung der tiefen Tonfrequenzen zu regeln bzw. die Kombination dieser
Bandbreiteregelung mit der Lautstärkeregelung mit Hilfe eines einzigen Spannungsteilers
zu bewirken.
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Die Erfindung wird an Hand der in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert, während Fig. 3 die Frequenzkennlinien der Schaltung nach Fig. i
darstellt.
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In Fig. i werden dem Filter i Zwischenfrequenzschwingungen zugeführt,
die mit Hilfe des Diodengleichrichters 2 detektiert werden. Der Ausgangskreis dieses
Diodengleichrichters 2 enthält einen Widerstand 3 von etwa 47 kOhm und einen Spannungsteiler
4 von etwa o,8 MOhm; die Zwischenfrequenzschwingungen werden mit Hilfe eiAes Kondensators
5 entkoppelt.
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Der . Spannungsteiler 4 mit seinem beweglichen Kontakt 6 ist in den
Eingangskreis einer Entladungsröhre 7 aufgenommen, in deren Ausgangskreis Schwingungen
erzeugt werden, die nach etwaiger Verstärkung einem Ausgangstransformator 8 zugeführt
werden, an dessen Sekundärseite ein Lautsprecher 9 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung
io dieses Transformators, der links unten in der Figur vereinzelt dargestellt ist,
ist mit Anschlußklemmen a, b, c und d versehen. Die Klemme c ist mit
der Erde verbunden, so daß zwischen den Klemmen b und c eine negative Rückkopplungsspannung
und zwischen den Klemmen c und d eine positive Rückkopplungsspannung erzeugt wird.
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Am Fuß i i des Spannungsteilers 4, der mit der Klemme b verbunden
ist, ist somit eine negative Rückkopplungsspannung für sämtliche Frequenzen der
zu verstärkenden Schwingungen wirksam. Ein fester Kontakt 12 dieses Spannungsteilers
ist über ein Zwischentonfilter, das aus der für die höheren Zwischentonfrequenzen
durchlässigen Reihenschaltung eines Kondensators 13 und eines Widerstands 14 und
der für die niedrigeren Zwischentonfrequenzen durchlässigen Reihenschaltung eines
Kondensators 15 und eines Widerstands 16 besteht, gleichfalls mit der Klemme b verbunden.
Die Spitze 17 des Spannungsteilers 4 ist über die Widerstände 14 tmd 2o mit der
Klemme d verbunden. Die Kopplungskreise 13, 14, 20, 15 und 16 sind im Verhältnis
zur Windungszahl der Sekundärwicklung io des Transformators 8 derart bemessen, daß
an der Spitze i7 des Spannungsteilers 4 wenigstens für den Zwischentonbereich keine
Rückkopplungsspannung wirksam ist. Infolgedessen wird, wenn der bewegliche Kontakt
des Spannungsteilers sich in der Lage 12 befindet, die Frequenzkennlinie der Schaltung
ein Bild aufweisen, bei dem die Zwischentonfrequenzen bedeutend stärker als die
Nieder- und Hochtonfrequenzen gegengekoppelt sind.
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Bewegt man den beweglichen Kontakt 6 des Spannungsteilers 4 in Richtung
des Fußes i i des Spannungsteilers, so wird eine stets stärkere Gegenkopplungsspannung
eingeführt, die wieder vorwiegend Zwischentonfrequenzen enthält.
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In der Lage i i des Gleitkontaktes 6 ist das dem Gitter der Entladungsröhre
7 zugeführte Restsignal infolge der geringen Impedanz der Wicklung b, c vernachlässigbar
klein.
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Die Werte dieser Schaltelemente sind z. B.: Widerstände 14 und 16
= 27 000 Ohm; Widerstand 20 = 0,47 MOhm; Kondensatoren 13 bzw. 15 = 22oo
bzw. 12 000 pF; Widerstandsteile 17-12 bzw. 12-11 =
0,6 bzw. 0,2 MOhm.
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Die bisher beschriebene Schaltung weist noch einige Eigenschaften
auf, die verbessert werden können. Wenn der Gleitkontakt 6 sich in der Nähe des
Fußes i i des Spannungsteilers befindet, werden die Hochtonfrequenzen infolge der
Gegenkopplung nur noch in geringem Maße gegenüber den Zwischentonfrequenzen begünstigt
werden. Um dies zu verhüten, ist das die Hochtonfrequenzen durchlassende Filter
18, das aus einem Widerstand z. B. von o,8 MOhm und einem Kondensator i9 z. B. von
2opF besteht, zwischen der Spitze 17 und dem
| beweglichen Kontakt 6 des Spannungsteilers .4 an- |
| geordnet, wobei trotzdem die Vorteile der Gegen- |
| koplilung beibehalten werden. |
| In (lieser Lage des beweglichen Kontaktes |
| werden außerdem die Niedertonfrequenzen in über- |
| triebenem :NTaße begünstigt. Zu diesem Zweck ist |
| ein N iedertongegenkopplungskreis vorgesehen, der |
| aus <lein Widerstand 21 z. B. mit einem Wert von |
| o,5 1lOhm, dein Kondensator 22 (z. B. 33 ooo pF) |
| und dem \\'iderstand 23 (z. B. 2 1IOhm) besteht. |
| 1)er Kopplungskondensator 24 hat dabei einen |
| Wert von etwa 3300 PF- |
| Die Verst:irkungskennlinien für verschiedene |
| Lagen des Kontaktes 6 haben dabei nacheinander |
| die in 1'-*". 3 mit o <1B bis zu -5o dB angegebene |
| Gestalt und sind im senkrechten Sinne über einen |
| Abstand verschoben, der dem bei der Kennlinie |
| angegebenen Wert der Lautstärke entspricht. |
| Indem der finit dein Gitter der Entladungsröhre |
| verbundene Widerstand 23, 25 als Spannungsteiler |
| finit :\nzapfung 26 ausgebildet wird, läßt sich auf |
| einfache Weise eine Tonregelung bewirken, wobei |
| der be\\-egliche Kontakt 27 dieses Spannungsteilers |
| über eineu Kondensator 28 z. B. von ioopF mit |
| der liletnnie a der Sekundärwicklung io des Trans- |
| formators 8 verbunden ist. Die negative Gittervor- |
| spanlitill- der Röhre ;, die z. B. über einen ent- |
kol)ltelten, in den Kathodenkreis der Endverstärkerröhre der Verstärkerschaltung
aufgenominenen \\'iderstand erzeugt werden kann, wird über die Leitung 20 dein Widerstand
30 zugeführt, der vorerwähnte Kondensator 22 bewirkt dabei eine weitere Abflachung
der diesem Widerstand
30 zugeführten Spannung.
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Fig. 2 stellt eine vereinfachte Schaltung für den Teil der Schaltung
nach Fig. i dar, der sich auf den Spannungsteiler 4 bezieht. Der Fuß i i dieses
Spannungsteilers ist wieder mit der Klemme b der Sekundärwicklung io des Ausgangstransformators
5 verbunden, während der feste Kontakt 12 dieses Spannungsteilers 4 über den Widerstand
2o mit der Klemme d der Sekundärwicklung io verblinden ist. Der zwischen den Kontakten
i i und 12 liegende Teil des Spannungsteilers 4 hat einen solchen Widerstand gegenüber
dem Widerstand 20, daß \\ iecler die positive, über den Widerstand 20 eingeführte
Rückkopplungsspannung die negative Rückkopplungsspannung im Punkt 17 aufhebt. Mit
Hilfe des Zwischentonfilters 13, 1.4, 15, 16 wird wieder die Wirkung erzielt, daß,
wenn der bewegliche Kontakt 6 an den Fuß i i des Spannungsteilers heranrückt, die
Verstärkungskennlinie eine Gestalt aufweisen wird, aus der ersichtlich ist, da13
Nieder- und Hochtonfrequenzen in höherem Maße als die Zwischentonfrequenzen verstärkt
werden.
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Die Schaltung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es stellt sich namentlich heraus, daß es in einfacher Weise möglich
ist, die Verstärkungskennlinie der Frequenzkennlinie des Lautsprechers 9 anzupassen.
Es kann z. B. unbedenklich ein verhältnismäßig großer Lautsprecherkondensator 31
(z. B. 4700 pF) verwendet werden, wobei es mit Hilfe des in Fig. i dargestellten
Widerstands 32 von der Größenordnung von 0,2 MOhm möglich ist, auf einfache Weise
die Resonanzfrequenz des Lautsprechers im richtigen Maße gegenzukoppeln.
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Die Schaltung ist weiter nicht auf die Niederfrequenzverstärkerstufe
eines Radioempfangsgeräts beschränkt; sie ist auch in einem Grammophonverstärker
verwendbar, wobei es wichtig ist, daß, wenn die am Ausgang des Grammophonabtasters
(Tonabnehmer) erzeugte Spannung einen niedrigen Wert hat, so daß der Verstärkungsgräd
der Schaltung hoch sein muß, die Verstärkungskennlinie für Hochtonfrequenzen einen
niedrigeren Wert als für die Zwischentonfrequenzen hat, so daß das Nadelgeräusch
weniger störend wiedergegeben wird.