DE822560C

DE822560C - Circuit arrangement for suppressing self-excitation in a push-pull amplifier

Info

Publication number: DE822560C
Application number: DEP9338D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Leifer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-11-26

Description

Schaltungsanordnung zur Unterdrückung der Selbsterregung in einem Gegentaktendverstärker Die Erfindung setzt einen Gegentaktendverstärker mit einer mindestens für die hohen Frequenzen wirksamen Gegenkopplung von der Anode auf das Gitter jeder Röhre voraus und ferner eine Gegentaktvorstufe, die eine Phasenttmkehrröhre enthält. Unter diesen Verhältnissen kann, wie an 1-Tand des später zu beschreibenden Ausführungsbeispiels noch ;;mauer auseinandergesetzt wird, die gegengekoppelte Spannung vom Gitter der einen Endröhre auf (lern Wege über die Phasenuntkehrröhre eine selbsterregte Schwingung in der Röhrenendstufe in (;an(, setzen. die im Interesse einer ordnungsgemäßen Funktion des Verstärkers vermieden werden muß.Circuit arrangement for suppressing self-excitation in one Push-pull power amplifier The invention uses a push-pull power amplifier with a at least effective negative feedback from the anode to the high frequencies Grids in front of each tube and also a push-pull preamplifier, which is a phase reversal tube contains. Under these circumstances, as at 1-Tand of the later to be described Embodiment still ;; wall is discussed, the negative feedback voltage from the grid of one end tube to (learn ways about the phase reversal tube a self-excited Vibration in the tube output stage in (; on (, put. In the interest of a proper Function of the amplifier must be avoided.

Nach der Erfindung wird bei einem solchen Gegentaktendverst:irker in die Gitterzuleitung mindestens einer Endröhre ein so bemessener Ohmscher oder induktiver Widerstand gelegt, daß eine Selbsterregung des Gegentaktendverstärkers über die Phasenumkehrröhre unterdrückt ist (Widerstände 52 und 53 in Abb. i).According to the invention, with such a push-pull amplifier: irker in the grid lead of at least one end tube a so dimensioned ohmic or inductive resistance placed that self-excitation of the push-pull amplifier is suppressed via the phase inversion tube (resistors 52 and 53 in Fig. i).

Eine Ausfiihrungsforiii der Erfindung ist in Abb. i dargestellt. In dieser bedeutet io die Gegentaktendstufe mit den Röhren i i und 12, ferner 13 einen Ausgangstransformator mit der Primärwicklung 14, der Sekundärwicklung 15 und einer dritten Wicklung 16, welche dieselbe Windungszahl haben möge wie die Anodenkreiswicklung 14. An diese Wicklung 16 sind zwei zur Eingangsröhre 21 führende Gegenkopplungsleitungen 17 und 18 angeschlossen. Diese Gegeiikoppltingeil sind für die Erfindung ohne Interesse. Die beiden Gegentaktendröhren 11, 12 sind je mit einer Gegenkopplung von Anode auf Gitter ausgerüstet, wobei diese Gegenkopplungsspannung über den Kondensator 27 bzw. 28 übertragen wird. Im übrigen befindet sich auf der Gitterseite dieser Kondensatoren, d. h. zwischen gitterseitiger Kondensatorbelegung und Gitter noch je ein Schutzwiderstand 29 bzw. 30 gegen selbsterregte ultrakurzwellige Schwingungen.One embodiment of the invention is shown in FIG. In this, io means the push-pull output stage with the tubes ii and 12, furthermore 13 an output transformer with the primary winding 14, the secondary winding 15 and a third winding 16, which may have the same number of turns as the anode circuit winding 14. On this winding 16 are two to the input tube 21 leading negative feedback lines 17 and 18 connected. These Gegeiikoppltingeil are of no interest to the invention. The two push-pull tubes 11, 12 are each equipped with a negative feedback from the anode to the grid, this negative feedback voltage being transmitted via the capacitor 27 and 28, respectively. In addition, on the grid side of these capacitors, ie between the grid-side capacitor occupancy and the grid, there is a protective resistor 29 or 30 against self-excited ultrashort-wave oscillations.

Die Gegenkopplung der Endröhren 11 und 12 über die Kondensatoren 27 und 28 hat vor allem den Zweck, oberhalb des Übertragungsfrequenzbereiches die Neigung zu Eigenschwingungen des Verstärkers zu vermindern.The negative feedback of the end tubes 11 and 12 via the capacitors 27 and 28 has the main purpose of tilting above the transmission frequency range to reduce natural vibrations of the amplifier.

Eine andere Schaltung, welche ebenfalls die Möglichkeit gibt, die Erfindung anzuwenden, kann so aussehen, daß die Wicklung 16 des Ausgangstransformators und die an sie angeschlossenen Gegenkopplungsleitungen 17 und 18 samt den in ihnen liegenden Schaltelementen fortfallen und die Kondensatoren 27, 28 gegenüber dem oben an Hand der Abb. 1 beschriebenen Fall so stark vergrößert werden, daß schon innerhalb des Übertragungsbereiches, nicht nur oberhalb desselben, eine merkliche Gegenkopplucigsspannung von den Anoden auf die Steuergitter übertragen wird. Tatsächlich ist innerhalb gewisser Grenzen schon allein durch diese Gegenkopplung von den Anoden auf die Gitter der Endröhren die Linearität usw. des Verstärkers für viele Zwecke ausreichend zu verbessern.Another circuit, which also gives the possibility that To apply the invention, it may appear that the winding 16 of the output transformer and the negative feedback lines 17 and 18 connected to them, including those in them lying switching elements are omitted and the capacitors 27, 28 opposite the the case described above with reference to Fig. 1 are so greatly enlarged that already within the transmission range, not just above it, a noticeable one Negative coupling voltage is transmitted from the anodes to the control grids. Indeed is within certain limits due to this negative feedback from the anodes on the grids of the output tubes the linearity etc. of the amplifier for many purposes to improve sufficiently.

Eine weitere eingangs ebenfalls erwähnte Voraussetzung für die Erfindung besteht darin, daß die am Gitter der einen Endröhre und damit auch auf der einen Ausgangsleitung der Gegentaktvorstufe auftretende Gegenkopplungsspannung teilweise auf die andere Ausgangsleitung der Gegentaktvorstufe übertragen wird. Diese Erscheinung tritt bei einer ganzen Reihe von Schaltungen, die für die Gegentaktvorstufe 22 in Abb. 1 verwendet werden können, auf.Another prerequisite for the invention, also mentioned at the beginning consists in the fact that the grille on one end tube and thus also on the one Output line of the push-pull pre-stage partially negative feedback voltage is transferred to the other output line of the push-pull preamplifier. This appearance occurs in a number of circuits necessary for the push-pull preamp 22 in Fig. 1 can be used on.

Ein Beispiel für eine solche bekannte Schaltung der Gegentaktvorstufe ist in Abb. 2 dargestellt. Die beiden Vorstufenröhren sind mit 31 und 32 bezeichnet; ihre Arbeitswiderstände mit 33 und 34. Die Steuerspannung für die Phasenumkehrröhre 32 wird vom Anodenkreis der Röhre 31 in der Weise abgegriffen, daß an die Anode über einen Koppelkondensator 35 ein an seinem unteren Ende geerdeter Widerstand 36 angeschlossen ist. Ein Schleifkontakt auf diesem Widerstand ist über einen weiteren Koppelkondensator 37 mit zugehörigem Gitterableitwiderstand 38 an das Steuergitter der Röhre 32 angeschlossen. Die Röhre 31 wird unmittelbar von einer Eintaktvorstufe gesteuert. Wenn auf die Anode der Röhre 31, d. h. die eine Ausgangsleitung, vom Gitter der an sie angeschlossenen Gegentaktendröhre eine Gegenkopplungsspannung übertragen wird, so gelangt diese Spannung über die Schaltelemente 35, 36 und 37 zum Teil auf das Steuergitter der Phasenumkehrröhre 32 erfährt in dieser eine Phasenumkehr und erscheint also auf der anderen Ausgangsleitung der Gegentaktvorstufe und damit am Steuergitter der zweiten Gegentaktendröhre in umgeke hrter Phasen- lage, wie sie am Gitter der ersten vorhanden war. Bei dieser Phasenverschiebung kaiiii rttn eine selbsterregte Schwingung in der Gegentaktendstufe entstehen und weiter vergrößert werden, il. 1i. die Endstufe kann pfeifen. Es sei noch er@@-ähnt. daß bei der Schaltung nach Ahli. 2 mir eine auf die obere Ausgangsleitung gelarigendc Spannung :.uf die untere Ausgangsleitulig übertragen wird, daß jedoch eine der unteren Aus,' angsleitung auf- gedrückte Spannung nicht auf <1i2 ollere _lusgangs- leitung kommt: Die. Ge;entaktvorstufe ;;,ich =11h. 2 ist also nur in der Richtung voll Röhre 31 711 Röhre 32 gefährlich. Ein Beispiel für eine Sch;iltungsanordnung der Gegentaktvorstufe, bei der in beideli Richtungen Spannungen übertragen werden können, ist in Abb.3 dargestellt. In dieser sind die beiden fZ(«ill- ren der Gegentaktvorstufe «-leder mit 31 und 32 bezeichnet und mit 41 ein 1'otentiometeri@-ider- stand, der über die Widerstände -12. 43 mit den beiden Anoden verbunden ist. Voni Anzapfpunkt von 41 führt eine weitere Leitung einerseits über einen Widerstand 44 zum Kopplunrskondensator in der Gitterzuleitung der Phasenumhehrröhre 32 und andererseits Tiber einen Widerstand 45 zum Kopplungskondensator iii der Gitterzuleitung der Röhre 31. Man sieht ohne weiteres. daß hei der Schaltung nach Abb. 3 sowohl eine Spannung in der Richtung von Röhre 31 nach Röhre 32 über- tragen werden kann als auch in unigekehrter Rich- tung. Die Schaltung nach Abb. 3 ist also in beiden Übertragungsrichtungen gefährlich. Eine weitere wiederum litir in einer Über- tragungsrichtung gefährliche. bekannte Schaltung ist in Abb. 4 dargestellt. Wenn auf die _@usgangs- leitung 47 eine Gegenkopphlngsspaliliulig gelangt, so ruft diese einen Spannuligsabfall' ain :lrheits- widerstand 48 in der Kathodeiizuleiturg hervor, der Potentialschwankungen der Kathode g egerüber dem Steuergitter 49 zur Folge hat, cla das Gitter- potential von der Steuerseite der Schaltung her festgehalten wird. Es resultiert ein zusätzlicher Stromfluß in der Röhre, so daß die Ausgangs- leitung 51 die Spannungen, welche der Leitung 47 der Gegentaktvorstufe aufgedrückt werden, mit einer Phasendrehung von 18o- an die Gegentakt- endstufe zurückliefert. Die Anfachung bzw. die Unterstützung selbsterregter Schwingungen iii der Gegentaktendstufe ist also auch hier möglich, aber nur auf dem Wege von der Ausgangsleitung 47 zur Ausgangsleitung 51, dagegen nicht in der um- gekehrten Richtung. Gemäß der Erfindung soll iiitn in allen de;" Fällen, in denen eine der einen Ausgangsleittuig der Gegentaktvorstufe aufgedrückte Gegenkopp- lungsspannung auf die andere Ausgangsleitung übertragen werden karn. also z. B. in den Fällen der Abb. 2 bis 4, bei der jeweils dort beschriebenen Übertragungsrichtung in der Gitterzuleitung der einen zur ersterwähnten .'Ausgangsleitung gehöri- gen Endröhre oder beider Endröhren ein Olimscher oder induktiver Widerst;:nd liegen, der so be- messen ist, daß eine Selbsterregung des Gegentakt- endverst:irkers Tiber die Phasenumkehrröhre unter- drückt wird. Dieser ist in Abb. i mit 52 bezeichnet. Der symmetrisch dazu liegende Widerstand 53 in der anderen _lusgangsleitung der Vorstufe 22 ist gemiiß den bisherigen Darlegungen nur notwendig, wenn die Gegentaktvorstufe, wie das an Hand der Sciialtuiig nach Abb. 3 erläutert wurde, in beiden Richtungen Spannungen übertragen kann. Kann die Stufe 22 dagegen nur, wie in Abb. 2 in der Richtung von ollen nach unten Störspannungen übertragen, so könnte der Widerstand 53 entbehrt werden, wird jedoch aus Symmetriegründen zweck- mäßig nichtsdestoweniger angebracht werden. Die Rolle des Widerstandes 52 bzw. 53 sei an Hand der Abli. 5 näher erläutert. In dieser Abbil- dung ist der Widerstand 52 als der eine Teil eines Spannungsteilers dargestellt, dessen anderer aus der Parallelschaltung der Widerstände 3i, 33 und 56 besteht. Der Widerstand 31 stellt den Innen- widerstand der einen Röhre der Gegentaktvorstufe dar, also in Abb. 2 den Innenwiderstand der Röhre 31. Der Widerstand 33 veranschaulicht den An- odenwiderstand dieser Gegentaktvorröhre, während der Widerstand ;6 den Gitterableitwiderstand der betreffenden Gegentaktendröhre darstellt, der in Alb. i finit demselben Bezugszeichen bezeichnet ist und mit dem Kopplungskondensator 57 zusammen (las Kopplungsglied in der Ausgangsleitung darstellt. Die - Ub. 5 läßt nun ohne weiteres er- kennen, daß bei einer vorgesehenen Größe des durch die Parallelschaltung der Widerstände 3i, 33, 56 gegebenen Widerstandes bei geeigneter Wahl des Widerstandes ;2 eine merkliche Herabsetzung de: an der Anode der Gegentaktvorröhre 31 wirk- samen Spannungsbetrages erzielt werden kann. Am Punkt A des Spannungsteilers in Abb. 5, welcher ja der Anode der Gegentaktvorröhre 31 entspricht, liegt vielmehr nur noch derjenige Bruchteil der von der Endröhre i i her übertragenen Gegenkopplungsvorspannung, welcher sich aus dem Widerstandsverhältnis von 52 zum Widerstandswert der Parallelschaltung von 31, 33, 56 ergibt. Tatsächlich gelingt es auf die beschriebene Weise (in einem praktischen Fall betrug der Widerstand 52 und 53 nur etwa je 4o kOhm), die rückgekoppelte Spannung derart herabzusetzen, daß freie Schwingungen der Gegentaktendstufe nicht mehr auftreten.An example of such a known circuit of the push-pull pre-stage is shown in Fig. 2. The two preamp tubes are labeled 31 and 32; their operating resistances with 33 and 34. The control voltage for the phase reversing tube 32 is tapped from the anode circuit of the tube 31 in such a way that a resistor 36 grounded at its lower end is connected to the anode via a coupling capacitor 35. A sliding contact on this resistor is connected to the control grid of the tube 32 via a further coupling capacitor 37 with an associated grid discharge resistor 38. The tube 31 is controlled directly by a single-ended pre-stage. If a negative feedback voltage is transmitted from the grid of the push-pull tube connected to it to the anode of the tube 31, that is to say the output line, this voltage is partially transmitted via the switching elements 35, 36 and 37 to the control grid of the phase reversing tube 32 undergoes a phase reversal and appears on the other output line of the Push-pull pre-stage and thus on the control grid of the second push-pull tube in reversed phase position as it was on the grille of the first. With this phase shift kaiiii rttn one Self-excited oscillation in the push-pull output stage arise and are further enlarged, il. 1i. the Power amplifier can whistle. It’s still him @@ - ähnt. that with the circuit according to Ahli. 2 me one on the upper output line available voltage: .uf the lower output line is transmitted that however, one of the lower end of the line pressed voltage not to <1i2 ollere _lusgangs- management comes: The. Ge; entaktvorstufe ;;, I = 11h. 2 is therefore only full in the direction of tube 31 711 Tube 32 dangerous. An example of a tilting arrangement of the Push-pull preamplifier, in both directions Stresses can be transmitted is in Fig.3 shown. In this the two fZ («ill- ren der push-pull pre-stage leather with 31 and 32 and with 41 a 1'otentiometeri @ -ider- stood, the one over the resistors -12. 43 with the connected to both anodes. Voni tap point from 41 another line leads over on the one hand a resistor 44 to the coupling capacitor in the grid lead of the phase reversing tube 32 and on the other hand a resistor 45 to the Coupling capacitor iii of the grid lead Tube 31. You can see without further ado. that is Circuit according to Fig. 3 both a voltage in in the direction from tube 31 to tube 32 can be carried as well as in the opposite direction tion. The circuit according to Fig. 3 is therefore in both Direction of transmission dangerous. Another litir in turn in a supra direction of travel dangerous. known circuit is shown in Fig. 4. If on the _ @ usgangs- line 47 reaches a counter-coupling, so this calls a tension drop 'ain: madness- resisted 48 in the Kathodeiizuleiturg, the Potential fluctuations of the cathode over the control grid 49 has the consequence that the grid potential from the control side of the circuit is being held. An additional one results Current flow in the tube so that the output line 51 the voltages, which the line 47 the push-pull preamplifier are pressed with a phase shift of 18o to the push-pull output stage returns. The fanning or the Support of self-excited vibrations iii the Push-pull output stage is also possible here, but only on the way from the output line 47 to the Output line 51, but not in the surrounding opposite direction. According to the invention, iiitn shall in all de; " Cases in which one of the exits the push-pull preamplifier supply voltage to the other output line be transferred to karn. so z. B. in the cases of Fig. 2 to 4, in each case described there Transmission direction in the grid feed line of the one of the first mentioned. For the end tube or both end tubes an Olimscher or inductive resistance;: nd lie, which is so measure is that a self-excitation of the push-pull final: irkers over the phase reversal tube under- is pressed. This is denoted by 52 in Fig. I. The resistor 53 in the other head of the preliminary stage 22 is according to the previous explanations only necessary, if the push-pull preamplifier, like the one on hand of the Sciialtuiig according to Fig. 3 was explained in both Directions can transmit tensions. Can the step 22, however, only, as in Fig. 2 in the Direction from ollen downward interference voltages transmitted, the resistor 53 could be dispensed with are, however, for reasons of symmetry moderately nonetheless. The role of the resistor 52 or 53 is on Hand of abli. 5 explained in more detail. In this illustration tion is the resistor 52 as the one part of a Voltage divider shown, the other from the parallel connection of the resistors 3i, 33 and 56 exists. The resistor 31 represents the interior resisted the one tube of the push-pull preamp represents, i.e. in Fig. 2 the internal resistance of the tube 31. The resistor 33 illustrates the earth resistance of this push-pull tube while the resistance; 6 the grid leakage resistance of the represents the push-pull tube concerned, which in Alb. i is denoted by the same reference numeral and with the coupling capacitor 57 together (read the coupling link in the output line represents. The - Ub. 5 now allows without further ado know that with an intended size of the by connecting the resistors 3i in parallel, 33, 56 given resistance with a suitable choice of resistance; 2 a noticeable decrease de: at the anode of the push-pull pre-tube 31 the same amount of stress can be achieved. Rather, at point A of the voltage divider in Fig. 5, which corresponds to the anode of the push-pull pre-tube 31 , there is only that fraction of the negative feedback bias transmitted from the end tube ii, which results from the resistance ratio of 52 to the resistance value of the parallel circuit of 31, 33, 56 results. In fact, it is possible in the manner described (in a practical case the resistance 52 and 53 was only about 40 kOhm each) to reduce the feedback voltage in such a way that free oscillations of the push-pull output stage no longer occur.

Statt eines Widerstandes 52 oder 53 kann man vorteilhaft auch eine Drosselspule mit so großem Innenwiderstand oder so großem Parallelwiderstand, daß Eigenschwingungen der Drosselspule genügend gedämpft werden, verwenden.Instead of a resistor 52 or 53, one can also advantageously use one Choke coil with such a large internal resistance or such a large parallel resistance that Natural vibrations of the inductor are sufficiently damped, use.

Claims

PATENT CLAIM: Push-pull amplifier with negative feedback of at least the high frequencies from the anode to the grid of each output tube and with a push-pull preamplifier containing a phase reversing tube, characterized in that there is an ohmic or inductive resistance ( 52, 53) is that self-excitation of the push-pull amplifier (1i, 12) is suppressed via the phase inversion tube (32). Printed publications: H. Pitsch, Lehrb. der Funkempfangstechnik, edition 1948, Fig. 473, S. .IS.I.