DE835904C

DE835904C - Verstaerkerschaltung mit Gegenkopplung

Info

Publication number: DE835904C
Application number: DEN3337A
Authority: DE
Inventors: Jan Te Winkel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-01-11
Filing date: 1951-01-09
Publication date: 1952-04-07
Also published as: GB687683A; BE500510A; NL83154C; CH288598A; NL150959B; US2657282A; FR1030831A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrröhrenverstärkerschaltung mit zumindest Stromgegenkopplung, insbesondere zur Verstärkung elektrischer Schwingungen mit einem breiten Frequenzband.

Bei Schaltungen dieser Art ist es üblich, zur Verringerung der Verzerrung des Verstärkers eine Impedanz (Gegenkoppelimpedanz) in den Ausgangskreis der letzten Röhre der Verstärkerschaltung einzufügen, über der eine Gegenkoppelspannung entsteht, die dem Gitter- bzw. dem Kathodenkreis einer vorangehenden Röhre zugeführt wird. Wird dabei diese Gegenkoppelimpedanz in den Anodenkreis der letzteren Röhre eingeschaltet, so tritt der Nachteil auf, daß die Belastung bzw. der Ausgangstransformator, die auch in den Anodenkreis dieser Röhre eingefügt sind, ein schwebendes Potential haben müßten, d. h. daß sie nicht mit einer Seite mit einem Punkt festen Potentials (Erde) verbunden werden könnten; eine solche Schaltung zeigt dann eher eine Neigung zum Selbstschwingen bei großen Werten der Gegenkopplung, infolge der Streukapazitäten der Belastung bzw. des Ausgangstransformators gegen Erde.

Es wird daher häufig eine Schaltungsanordnung verwendet, bei der die Gegenkoppelimpedanz in den Anodenkreis der letzten Verstärkerröhre eingefügt ist. Es zeigt sich jedoch, daß bei der sich jetzt ergebenden Schaltungsanordnung keine unbegrenzte Verzerrungsverringerung mittels der Gegenkopplung erzielbar ist, sondern daß die Verzerrung, gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis, praktisch ganz durch die Größe des

Quotienten aus der Steilheit durch die Gitterkathodenstreukapazität der letzten Verstärkerröhre bedingt ist.

Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Verbesserung dieser Schaltungsanordnung, indem eine Wheatstonesche Brücke zwischen dieser Verstärkerröhre und der unmittelbar ihr vorangehenden Verstärkerröhre eingeschaftet ist, wobei die Brücke aus der Anodenimpedanz der vorangehenden Verstärkerröhre nach Erde einer den Kathodenkreisen der beiden Röhren gemeinsamen Impedanz, einer Impedanz im Kathodenkreis der zuerst genannten Verstärkerröhre, die gemeinsam mit der vorstehend erwähnten Impedanz die Gegenkoppel impedanz bildet, und der die Gitterkathodenstreukapazität dieser Röhre enthaltenden Impedanz zwischen den freien Enden der vorerwähnten Anodenimpedanz der vorangehenden Verstärkerröhre und der erwähnten Impedanz im gemeinsamen Kathodenkreis ao der beiden Röhren besteht.

Es ist an sich bekannt, bei einem Mehrröhrenverstärker mit Gegenkopplung eine Wheatstonesche Brücke in den Ausgangskreis der ersten oder den Ausgangskreis der letzten Verstärkerröhre einzu- »5 fügen, z. B. damit die Gegenkopplung von Änderungen der Ausgangsimpedanz des Verstärkers unabhängig ist. Zum Unterschied gegenüber einer solchen Verstärkerschaltung ist jedoch, gemäß der Erfindung, die Wheatstonesche Brücke zwischen zwei Verstärkerröhren eingeschaltet, wobei ein sehr hohes Maß derVerzerrungsverringerung angestrebt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in den Figuren dargestellten Schaltungsanordnungen näher erläutert.

Fig. ι stellt eine bekannte Schaltungsanordnung dar;

Fig. 2 stellt eine durch die Merkmale der Erfindung gekennzeichnete Abart dieser Schaltungsanordnung dar.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird eine zu verstärkende Spannung über Eingangsklemmen ι und einen Eingangstransformator 2 der Kaskadenschaltung von Verstärkerröhren 3,4und 5 mit Eingangs- und Ausgangsimpedanzen Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ (die Speisespannungsquelilen sind zwecks größerer Deutlichkeit weggelassen) zugeführt, wobei die verstärkte Spannung über einen Ausgangstransformator 6 den Ausgangsklemmen 7 entnommen wird. An einer Impedanz Z₀ im Kathodenkreis der letzten Verstärkerröhre 5 wird eine Spannung erzeugt, die dem Kathodenkreis der ersten Verstärkerröhre 3 zugeführt wird, wodurch sich eine Gegenkopplung ergibt, die sichert, daß derdenAusgangstransformator 6 durchfließende Strom im Verhältnis zur Eingangsspannung an den Klemmen 1 nahezu von Verzerrung befreit ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Verzerrung des Verstärkers nicht unbeschränkt mittels Gegenkopplung verringert werden kann, da der die Impedanz Z_a durchfließende Strom im Kathodenkreis der Röhre 5, über welche die Gegenkoppelspannung erzeugt wird, nicht gerade dem den Ausgangstransformator 6 durchfließenden Strom entspricht. Die Impedanz Z₀ wird ja auch noch von einem Strom durchflossen, der von dem die Impedanz Z₄ durchfließenden Strom kommt, und diese Impedanz ist infolge des Vorhandenseins der Gitterkathodenstreukapazität der Röhre 5 niemals unendlich groß. Es zeigt sich, daß die Verzerrung infolgedessen maximal um einen Faktor

verringert werden kann, in dem j die Steilheit der Röhre 5 bezeichnet.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2, bei der der Erfindungsgedanke verwirklicht ist, unterscheidet sich von der nach Fig. 1, indem die Kathodenimpedanz der Röhre 5, über welche die Gegenkoppelspannung erzeugt wird (Gegenkoppelimpedanz), jetzt aus der Reihenschaltung zweier Impedanzen Z_e und Z₆ besteht, die mit den Impedanzen Z₃ und Z₄ eine zwischen der Röhre 5 und der unmittelbar ihr vorangehenden Röhre 4 eingeschaltete Wheatstonesche Brücke bilden, d. h. daß zwischen den Impedanzen Z₀, Z₆, Z₈ und Z₄ die Beziehung Z_a· Z₁- Z_b · Z₃ erfüllt ist. Infolgedessen wird der Strom, der über die Impedanz Z₄ den Teil Z₆ der Gegenkoppelimpedanz Z_a + Z₆ durchfließt, durch den Strom ausgeglichen werden, der über die Impedanz Z₃ dem Teil Z₀ der Gegenkoppelimpedanz Z₀ + Z₆ zugeführt wird, so daß die Spannung über der Gegenkoppelimpedanz Z_a + Z₆ nur von dem die Röhre 5 durchfließenden Strom abhängt.

Etwaige in die Leitungen 11 und 12 eingefügte Impedanzen müssen zur Einstellung des Brückengleichgewichts in der Impedanz Z₄ berücksichtigt werden.

' Es bietet Vorteile, die Impedanzen Z₁ und Z₂ im Ausgangskreis der Verstärkerröhre 3 die Brückenbeziehung, d. h. Z_a · Z_z = Z_b · Z₁ erfüllen zu lassen, da in diesem Falle sowohl die Rückwirkung zwischen den Verstärkerröhren 3 und 4 als auch die zwischen den Röhren 4 und 5 vermieden werden und nur Gegenkopplungen der letzten Verstärkerröhre 5 auf die erste Verstärkerröhre 3 und die einzelnen Gegenkopplungen der Röhren 3 und 5 verbleiben, xio

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Mehrröhrenverstärkerschaltung mit zumindest Stromgegenkopplung, bei der in den Kathodenkreis der Verstärkerröhre eine Impedanz (Gegenkoppelimpedanz) eingefügt ist, über der eine Gegenkoppelspannung erzeugt wird, die mindestens einer einzigen vorangehenden Röhre zugeführt wird, gekennzeichnet durch eineWheatstonescheBrücke zwischen der zuerst genannten Verstärkerröhre (5) und der unmittelbar ihr vorangehenden Verstärkerröhre (4), die aus der Anodenimpedanz Z₈ dieser 1*5 vorangehenden Verstärkerröhre nach Erde,

einer den Kathodenkreisen der Röhren 4 und 5 gemeinsamen Impedanz Z_fl, einer Impedanz Z₆ im Kathodenkreis der Röhre 5, die gemeinsam mit der Impedanz Z₀ die erwähnte Gegenkoppelimpedanz bildet, und der die Gitterkathodenstreukapazität der Röhre 5 enthaltenden Impedanz Z₄ zwischen den freien Enden der Impedanzen Z₃ und Z_a besteht.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der außerdem von zwei aufeinanderfolgenden Röhren der Kaskade die Kathode der ersteren mit der Gegenkoppelimpedanz Z_a + Z₆ verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der zweiten Röhre mit dem Verbindungspunkt der Impedanzen Z_a und Z₆ verbunden ist und daß die Impedanzen Z₁ und Z₂, welche die Anode der ersten vorangehenden Röhre mit den Enden der Gegenkoppelimpedanz Z₀ + Z₆ verbinden, mit diesen Impedanzen Z„ und Z₆ auch eineWheatstonesche Brücke bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 3795 3.52