DE836659C

DE836659C - Getastete Verstaerker

Info

Publication number: DE836659C
Application number: DEP30031A
Authority: DE
Inventors: Roger Prowse Shipway
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1947-05-23
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-04-15
Also published as: GB653505A; CH274386A; FR963498A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. APRIL 1952

P 30031 VIlJa/2ia²D

ist als Erfinder genannt worden

Getastete Verstärker

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf getastete Verstärker, mit anderen Worten auf Verstärker, hei denen die zu verstärkenden oder zu wiederholenden Signale oder Zeichen nur während "Perioden durchgelassen oder weitergegeben werden, die durch die Anwendung von Steuerzeichen vorlxistimmt sind. In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe Verstärker, verstärkt u. dgl. Ausdruoksweisen im heute geläufigen umfassenden oder breiten Sinn verwendet, um die Anwendung auf Vorrichtungen zum Ausdruck zu bringen, in denen Spannung«- oder Leistungsverstärkung stattfindet oder nicht.

Getastete Verstärker sind für die verschiedensten Zwecke erforderlich. Beispielsweise können, wenn ein periodisches Signal zu verstärken ist. das nur für relativ kurze Perioden erscheint, mit relativ langen Intervallen dazwischen, Ix'trächtliche Wirtschaftlichkeit und manche anderen Vorteile erzielt werden, indem der Verstärker abgeschaltet wird, ausgenommen für Perioden, die sich den Perioden der Zeichenga1>e annähern und sie einschließen. In vielen Fällen ist es wiederum erwünscht, Zeichen nur dann durchzulassen, wenn andere Signale oder Zeichen gleichzeitig auftreten. In solchen- Fällen ist es üblich, einen tastbaren Verstärker zu verwenden, der sowohl durch die besagten anderen Zeichen als auch durch die sperrenden Signale gesteuert wird und dabei sowohl die Zeichen oder Signale als auch die Tastzeichen überträgt. Obgleich die Erfindung in ihrer Anwendung keineswegs auf Radarsystem l>eschränkt ist, gibt es, wie den Sachverständigen wohl bekannt ist, zahlreiche Gelegenheiten oder Betriebszustände in solchen Systemen, wo tastbare Verstärker von wesentlichem Nutzen oder sogar notwendig sind.

Die Erfindung zielt darauf, einen verbesserten, einfachen und tastbaren Verstärker zu schaffen, der

sich zum Gebrauch in allen den vielen Fällen gut eignet, in denen eine ausbalancierte sog. Gegentaktausgangsleistung benötigt wird, z. B. wo die eingetasteten Zeichen für das Ansprechen der Ablenk platten einer Kathodenstrahlröhre erforderlich sind. Ein weiterer, auf Grund der Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform erreichbarer Vorteil besteht darin, daß mit Hilfe der Erfindung ein tastbarer Verstärker geschaffen wird, bei welchem die ίο getasteten Ausgangszeichen dazu gebracht werden, während der erforderlichen Perioden aufzutreten, ohne oder im wesentlichen ohne die Erzeugung von irgendwelchen, infolge der Tastwirkung entstandenen falschen Zeichen oder Rüokimpulsen.
Der tastbare Verstärker gemäß der Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch zwei Elektronenröhrenstufen, weiter durch Mittel zum Ableiten von Ausgangsleistung zwischen Ausgangselektroden dieser Stufen, wobei sich in jeder Stufe

ao deren eine befindet, ferner durch Mittel zur Zuführung der als Eingangszeichen zu tastenden Zeichen zu mindestens einer der betreffenden Stufen, sodann durch eine dritte Elektrodenröhrenstufe in der gemeinsamen Kathodenleitunig der erwähnten zwei Stufen sowie durch Mittel zur Zuführung der zu tastenden Zeichen zum Eingang der dritten Stufe, um so deren Leitfähigkeit zu steuern. Vorzugsweise werden die zu tastenden Zeichen lediglich einer der beiden ersterwähnten Stufen zugeleitet, deren andere eine derart konstante Vorspannung erhält, um so weit wie möglich vollständigen Ausgleich oder Stabilisierung zu schaffen. Weitere Merkmale der Erfindung sind der folgenden Beschreibung von Ausführungs- und Anwendungsbeispielen zu entnehmen, die auf der Zeichnung schematisch dargestellt sind.

Fig. ι veranschaulicht einen tastbaren Verstärker, der drei Röhren Vi, V2, Vj, aufweist. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind diese Röhren als Trioden dargestellt und beschrieben, obwohl, wie später gezeigt werden wird, bei den bevorzugten Ausführungsformen Pentoden oder ähnliche Röhren mit hohem Innenwiderstand besonders vorteilhaft sind, auf jeden Fall für eine der Röhren. Die Anoden A 1 und A 2 der Trioden Vi bzw. V2 sind je über einen ähnlich großen Widerstand 7? 1 oder R 2 mit der positiven Klemme einer Quelle mit Anodenpotential· bei HT+ und mit Ausgangsklemmen 0 ι und 0 2 verbunden, von denen die getastete Ausgangsleistung abgenommen wird. Die zu tastenden Zeichen werden bei EIN dem Steuergitter CG 1 der ersten Triode Vi zugeführt, während das Steuergitter CG 2 der zweiten Triode^ feste positive Vorspannung aus einer nicht dargestellten, bei GB + angeschlossenen Quelle empfängt. Eine dritte Triode Vj, liegt mit ihrer Anode ^3 an den Kathoden Ci, C 2 der Trioden Vi, V2, während ihre KatHiode C 3 mit Erde und HT— verbunden ist, so daß diese Triode im gemeinsamen Kathodenzweig der beiden anderen Röhren liegt. Tastzeichen werden l>ei GS an das Steuergitter CG" 3 der dritten Triode Vt, gelegt, wobei die Sperrzeichenwellenform und gegebenenfalls auch die Vorspannung an der besagten Triode derart sind und sich so verhalten, daß sie das Gitter dieser Röhre von jenseits des Abschaltpunktes des Anodenstromes zum Bereich der Gitterkathodenspannung Null Volt oder in einen Bereich einer anderen zweckentsprechenden Spannung innerhalb des Aussteuerbereiches des Gitters bringen, so daß für die Periöden, während welcher die Zeichen verstärkt oder übertragen werden sollen, die Röhre vom Zustand der Nichtleitfähigkeit in den Zustand der Leitfähigkeit übergeführt wird. Wenn die Triode V 3 abgeschaltet ist, fließt in den anderen Röhren kein Strom, und demgemäß treten auch keine Ausgangssignale auf. Wird die Triode F 3 jedoch leitfähig, dann lassen die anderen Röhren Strom durch. Dabei fallen die beiden Anodenspannungen um einen Betrag gleich dem Spannungsabfall bei ihren jeweiligen Anodenbelastungen. Durch passende Einregelung der an die Röhren Vi, V2 gelegten Vorspannungspotentiale können diese Anodenpotentialabfälle einander gleichgemacht werden. Bei dieser Einregelung zeigt die zwischen den beiden Anoden A 1 und< A2 abgegriffene kombinierte Ausgangsleistung keinen Sprung oder Signalfehler im Augenblick des Wechsels der Tastung, d. h. wenn die Triode Vj, aus dem nichtleitenden in den leitenden Zustand oder umgekehrt umgesteuert wird. Während des Leitfähigkeitszustandes der Röhre Vj, rufen dem Steuergitter der Röhre Vi zugeführte Zeichen eine verstärkte und in der Phase umgekehrte Ausgangsspannung an der Anode von Vi und an der Anode von V2 über die Kathodenkopplimgsröhre Vj, eine verstärkte Ausgangsspanuung derselben Phase wie die Eingangsspannung hervor. Die vereinigte Ausgangsleistung enthält die Summe der Zeichenwandlungen oder Variationen an den beiden Anoden.

Aus einer Betrachtung des Kreises folgt, daß je größer die Impedenz der Röhre Vj, ist, welche die gemeinsame Kathodenzweigverbindung für die anderen Röhren Vi und V2 bildet, desto mehr sich die Amplituden der einzelnen Ausgangsleistungen der anderen beiden Röhren einander angleichen. Aus diesem Grunde ist es von wesentlichem Vorteil für die gemeinsame Kathodeiiimpedanzrohre Vj,, wenn die innere Impedanz so groß wie möglich ist. Dementsprechend können beträchtliche praktische Vorteile gewonnen werden, indem die Ausführungsform no gemäß der Abb. 1 dadurch abgewandelt wird, daß die dritte Triode Vj, durch eine Pentode oder eine ähnliche Röhre ersetzt wird. Ein weiterer Vorteil bei Benutzung einer Pentode an der betreffenden Stelle besteht darin, daß, damit die fragliche Röhre während ihres Leitfähigkeitszustandes die vereinigten Ströme der beiden anderen Röhren zum Fließen bringt, es nötig ist, an jener Röhre ausreichend Spannung zu entwickeln. Um diese Spannung wird die Anodenspannung vermindert, und sie reduziert auch die verfügbare Ausgangsleistung. Die Anwendung einer Pentode od. dgl. für die dritte Röhre Vj, vermindert die an ihr erforderliche Spannung, die nur zu genügen braucht, um die Röhre aus dein Anfangsknick ihrer Anodenstrom-Anodenspannungscharakteristik herauszubringen.

Fig. 2 veranschaulicht eine Ix-vorzugte Ausführungsform, bei der Pentoden für alle drei Röhren verwendet sind. Bei dieser Abbildung und in Abb. ι sind für entsprechende Teile, wo immer möglich, entsprechende Bezugszeichen benutzt. Bei der Ausführungsform der Abb. 2 ist das Bremsgitter SPG ι und SPG 2 oder SPG 2 jeder Pentode Vi bzw. V2 bzw. V2, mit der jeweiligen Kathode Ci bzw. C2 bzw. C 3 verbunden, wie es üblich ist, während die Schirmgitter SGi, SG2 der Pentoden Vi bzw. V2 unmittelbar an die Anodenspannung HT + angeschlossen sind. Die zu tastende Eingangsspannung wird bei £/A^r über einen Kondensator ι K ι und einen Störschutzwiderstand 1 R ι zum Steuergitter CG ι der ersten Pentode Vi geführt, wobei die Verbindungsstelle des Kondensators und des Widerstandes über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstand 2 R 1 und einem zweiten Kondensator 2 K ι an Erde bzw. an HT— gelegt ist.

Die Verbindungsstelle der beiden letzteren Elemente ist an einen variablen Abgriff P ι auf einem von zwei parallelen Widerständen 3 R 1, 4R1 angeschlossen, die mit zwei zusätzlichen Widerständen $ R 1,(1 R ι in Reihe liegen, einer auf jeder Seite, und die unter Bildung eines Spannungsteilers die Anodenspannungsquelle überbrücken. Ein Abgriff P 2, der entweder, wie dargestellt, fest oder aber auch variabel auf dem Widerstand 4/? 1 angebracht werden kann, liegt über einem Störschutzwiderstand IR 2 am Steuergitter CG 2 der zweiten Pentode V2. Die Anoden Ai, A 2 der ersten und zweiten Pentode V1 bzw. V 2 sind mit HT+ verbunden, und zwar jede über die Reihenschaltung aus einem Widerstand 7? i, 7? 2 und einer kleinen Ausgleichsinduktanz L 1, L 2; außerdem ist jede Anode auch mit der einen bzw. der anderen der als Ausgang vorgesehenen Anschlußklemmen 0 ι, O2 über einen Kondensator 3 K ι oder 3 K 2 verbunden. Die Anode A 3 der dritten Pentode F3 liegt an den Kathoden C1, C 2 der Pentoden Vi, V2, während die Kathode C 3 mit Erde und HT— verbunden ist. Der Tastimpuls wird bei GS angelegt und über eine aus dem Widerstand 1R 3 und der Kapazität 1K3 bestehende Gruppe dem Steuergitter CG 3 der dritten Pentode F3 zugeführt, deren Schirmgitter SG 3 über einen zweckentsprechenden Widerstand 2 R 3 von HT+ Potential empfängt. Ein Störschutzwiderstand 3 R 3 ist, wie veranschaulicht, im Leitungsstrang zum Gitter CG 3 vorgesehen. Ein Hochohmpotentiometer mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen PR ι und PR 2 liegt an der Anodenspannungsquelle HT + . Die Verbindungsstelle dieser beiden Widerstände ist au die gemeinsame Kathodenanschlußklemme der beiden ersten Pentöden V 1 und V2 gelegt. Erforderlichenfalls können Überbrückungskondensatoren vorgesehen werden.

Mit Hilfe dieser Anordnung gewährleistet die Verbindung des Steuergitters der ersten Pentode mit dem Spannungsteiler einen ausgezeichneten Ausgleich der Anodenströme der ersten beiden Pentoden während¹ ihres Leitfähigkeitszustandes, wohingegen das Hochohmpotentiometer PR 1, PR2, mit welchem die Kathoden der mehrfach erwähnten ersten beiden Pentoden verbunden sind, dazu dient, die Kathoden im Verlauf der leitfähigkeitslosen Perioden auf einem Potential zu halten, das gerade noch hoch genug liegt, um diese Röhren abzuschalten und auf diese Weise die erforderliche Schwingung des Kathodenpotentials beim Aufschalten zu reduzieren sowie auch die Zeit zu vermindern, um diesen Vorgang durchzuführen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Tastverstärker, gekennzeichnet durch zwei Elektronenvakuumröhrenstufen sowie durch Mittel zum Ableiten oder Entnehmen von zwischen Ausgangselektroden dieser Stufen abgegriffenen Ausgangsleistungen, ferner durch Mittel, um die zu tastenden Zeichen als Eingangszeichen wenigstens einer der beiden Stufen zuzuführen, außerdem durch eine dritte Elektrodenvakuumröhrenstufe in der gemeinsamen Kathodenverbindungsleitung der besagten beiden Stufen, und weiter durch Mittel zur Zuführung der Tastzeichen zum Eingang der dritten Stufe derart, daß ihre Leit- 85" fähigkeit gesteuert wird.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu tastenden Zeichen einer" der beiden ersterwähnten Stufen zugeführt werden, wobei der anderen der beiden Stufen 9" eine konstante Vorspannung zugeführt wird derart, daß ein ungefährer Anodenstromausgleich geschaffen wird.

3. Verstärker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getastete Ausgangsleistung zwischen den Anoden der beiden ersterwähnten Stufen abgegriffen wird, deren Kathoden miteinander und mit der Anode der dritten Stufe verbunden sind, während eine für alle drei Stufen gemeinsame Quelle für Anodenpotential in einem Kreis eingeschlossen ist, der zwischen der Kathode der dritten Stufe und den Anoden der beiden ersterwähnten Stufen liegt.

4. Verstärker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersterwähnten Stufen mit ihren Steuergittern jeweils so geschaltet sind, daß sie Vorspannung von zwei Abgriffstellen auf einem an eine Potentialquelle gelegten Potentiometer aufnehmen können.

5. Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide der Abgriffstellen einstellbar ist bzw. sind.

6. Verstärker nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden der beiden ersterwähnten Stufen mit einer Abgriffstelle auf einem Potentiometer verbunden sind, das seinerseits an einer Spannungsquelle liegt.

7. Verstärker nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die dritte Stufe eine Pentode oder eine andere Röhre von großer innerer Impedanz aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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