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Vorverstärkerschaltung für Gegentaktendstufen Zur Erzielung großer
Ausgangsleistungen eines Tonverstärkers verwendet man fast immer eine Gegentaktendstufe.
Sie hat den Vorteil eines besseren Wirkungsgrades und geringeren Klirrfaktors gegenüber
der einfachen, nicht gegengekoppelten Endstufe. Zur Steuerung ist eine Gegentaktspannung
erforderlich, die ursprünglich immer über einen Urbertrager, dessen Sekundärwicklung
geteilt ist und mit ihrer Mitte auf Erdpotential liegt, von der Vorstufe abgenommen
wurde. Für eine Tonwidergabe bester Qualität wird ein Frequenzbereich von 30 bis
1,3 ooo Hz verlangt. Übertrager für diesen Frequenzbereich sind teuer. Außerdem
ist ein Übertrager, eine .lusnahme macht nur der Ringübertrager mit ganz gleichmäßig
verteilter Wicklung, stets empfindlich gegen Einstreuen von Wechselfeldern, was
leicht zu 13rummstörungen führt, wenn z. l1. ein \etztransfortnator in der Nähe
des L.ltertragers steht. Es sind Schaltungen bekanntgeworden, bei denen der Übertrager
durch eine Röhre ersetzt wird. Bei diesen bekannten Anordnungen werden die zu übertragenden
Signale dem Steuergitter zugeführt und an Anode bzw. Kathode gegenphasig abgenommen.
Hierbei kann aber das Verhältnis zwischen der an der Kathode abgenommenen Gegentaktteilspannung
und der dem Steuergitter zugeführten Spannung höchstens gleich i werden. Dies trifft
aber nur für die unendlich steile Röhre bzw. einen unendlich großen Kathodenwiderstand
zu, so daß in der Praxis mit einem etwas kleineren Verhältnis, z. B. o,9, gerechnet
werden muß.
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Die Erfindung bezweckt durch eine neuartige Schaltanordnung, ohne
besonderen zusätzlichen Aufwand, die Gesamtverstärkung derartiger aus zwei Verstärkersystemen
bestehenden Vorverstärkerschaltungen für Gegentaktendstufen ganz wesentlich zu erhöhen.
Erfindungsgemäß
wird bei einer Vorverstärkerschaltung für Gegentaktendstufen, bei der die Gegentaktspannung
dadurch erzeugt wird, daß am Anodenwiderstand und am Kathodenwiderstand einer Röhre
die Gegentaktspannungen abgenommen werden, der Anodenwiderstand der Vorröhre geteilt
und die am Abgriff abgenommenen, in der Vorröhre verstärkten Spannungen der Kathode
der anderen Röhre zugeführt. Es ist zweckmäßig, daß der Anodenwiderstand der zweiten
Röhre gleich groß ist wie der aus der Parallelschaltung des Kathodenwiderstandes
der zweiten Röhre und dem der Anodenspannung zugewendeten Teil des Anodenwiderstandes
der ersten Röhre.
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Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Figur näher erläutert, wobei alle zum Verständnis nicht unbedingt
nötigen Einzelheiten der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen sind. Die
dem Steuergitter der Verstärkerröhre I zugeführten Signale werden an der Anode abgenommen
und über den Koppelkondensator Cl zum Steuergitter der Röhre I1 geführt. Der Anodenwiderstand
der Röhre 1 ist in zwei Teilwiderstände R1 und R2 aufgeteilt, und es wird über den
Kondensator C2 eine Teilspannung an die Kathtide der zweiten Verstärkerröhre 1I
geführt. Der Widerstand R2 ist über den Kondensator C2 für alle zu übertragenden
Frequenzen dem Widerstand R$ parallel geschaltet, wenn C2 groß genug gewählt wird,
z. B. gleich I feF. Der sich aus der Parallelschaltung von R3 und R2 ergebende Wert
sei gleich R4. Die bei Steuerung der ersten Röhre sich an R1 ergebende Wechselspannung
liegt nunmehr zwischen Gitter und Kathode der Röhre I1. Die Verstärkung der Röhre
1I ereibt sich zu
worin für die Steilheit S2 und den Innenwiderstand Rill die statischen Werte im
Arbeitspunkt gelten und R. der gesamte im Anodenkreis befindliche @\'iderstand ist.
In der Figur ist der Schirmgitterwiderstand der Röhre 1 mit R5 und der Gitterableitwiderstand
der Röhre I mit Re bezeichnet.
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Die an R2 auftretende Wechselspannung addiert sich zur Anodenspannung
der Röhre I. Diese schwankt in deren Rhythmus. Die Wechselspannung hat einen Strom
durch Röhre I zur Folge, dessen Größe durch den Innenwiderstand Rii, den Widerstand
R1 und die Parallelschaltung der Widerstände R2 und R3 nach dem Ohmschen Gesetz
gegeben ist. Der zusätzlich entstehende Wechselstrom erzeugt nun wieder an R1 eine
die Röhre II ebenfalls steuernde Wechselspannung, die der ursprünglichen Gitterwechselspannung
an Röhre Il entgegengesetzt ist. Damit wird aber eine Gegenkopplung für die Röhre
I bewirkt. Ihre Verstärkung wird kleiner, und zwar um so mehr, je größer die Verstärkung
der Röhre II wird.
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Die Verstärkung der Röhre 1I kann dadurch noch erhöht werden, daß
sie als Pentode geschaltet wird. Kathode und Schirmgitter sind dabei durch einen
Kondensator gegeneinander verblockt. Dieser Kondensator muß so groß sein, daß er
praktisch für alle Frequenzen einen gegen den Schirmgittervorwiderstand kleinen
kapazitiven Widerstand hat.
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Hat die erste Röhre den Verstärkungsfaktor hl, so wird die Gesamtverstärkung
Vges bezogen auf die Klemmen A; bzw. A2 gegen Erde:
Wird als Röhre I eine solche vom Typ EF 12 verwendet, dann ergibt sich, wenn R;1=3
' Ioe.Q, hl=3ooo, R1= Ioo kQ, R2= Ioo kS2, R3= Ioo kQ, R4 = 5o k12, R5 = 5oo kQ
(Re = 2 MSZ wurde in der Rechnung nicht berücksichtigt), eine Verstärkung hges von
730.
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Bei bekannten ähnlichen Schaltungen ergibt sich bei sonst gleichen
Werten der Anodenwiderstände und gleicher Arbeitssteilheit eine Verstärkung von
etwa I8o. Für den Fall, daß die Verstärkung der Röhre 1I unendlich wird, wird, wie
aus der Gleichung leicht zu erkennen ist, die maximal mögliche Verstärkung gleich
dem Verstärkungsfaktor der ersten Röhre.
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Die beiden Verstärkerröhren können auch durch eine Vielfachröhre mit
zwei Verstärkersystemen in gemeinsamen Kolben ersetzt werden.