Gegengekoppelter B -Verstärker Die l,.rfin duiugbezieht sich auf einen
Gegentakt-B-Verstärker mit Gegenkopplung und bezweckt, auch bei B-Verstär'kern die
an sich bekannten Vorteile der Gegenkopplung, nämlich Herabsetzung der nichtlinearen
Verzerrungen, Stabilisierung, Unabhängigkeit vonSchwankungen der Anoden- oder Heizspann.ungsq,uelle
usw., zu erhalten. Es ist hei B-Verstärkern @bekannt, eine Spanntingsgegenkopplung
zu verwenden. Die hierbei ziu berücksichtigenden Verhältnisse entsprechen im wesentlichen
den -bei A-Verstärkern vorliegenden Arlx itshedingungen. Dagegen läßt sich die bekannte
Stromrückkopplung nicht ohne weiteres wegen des etwa 'halbsinusförmigen Verlaufs
des Anodenstromes jeder Röhre benutzen, obgleich es mitunter erwünscht ist, eine
solche den Innenwiderstand der Röhre erhöhende Gegenkopplung vorzusehen. Ebensowenig
läßt sich die ;bei A-Verstänkern - bekannte gleichzeitige Spannungs- und Stromgegenkopplung,
die insofern recht günstig ist, als bei entsprechender Bemessung der Widerstände
der Ausgangsschein-,viderstand, und der Gegenkopplungsgrad von der Bkelastung unabhängig
sind und eine phasenrichtige Gegenkopplung und ein kleiner Klirrfaktor gewährleistet
sind, 'bei den üblichenGegentakt-B-Verstärkerschaltungen wegen der eigenartigen
Arbeitsbedingungen des B-Betriebs anwenden.B-amplifier with negative feedback The l, .rfin duiug refers to a
Push-pull B-amplifier with negative feedback and aims, also with B-amplifiers
known advantages of negative feedback, namely reduction of the non-linear
Distortion, stabilization, independence from fluctuations in the anode or heating voltage source
etc. to get. It is known from B amplifiers @, a voltage negative feedback
to use. The ratios to be taken into account here essentially correspond
the operating conditions for A-amplifiers. On the other hand, the well-known
Current feedback not readily because of the approximately 'semi-sinusoidal shape
of the anode current of each tube, although it is sometimes desirable to use one
to provide such negative feedback which increases the internal resistance of the tube. Neither
can the; with A amplifiers - known simultaneous voltage and current negative feedback,
which is quite cheap to the extent that the resistances are dimensioned accordingly
the output apparent resistance and the degree of negative feedback are independent of the load
and a correct phase negative feedback and a small distortion factor are guaranteed
are, 'in the usual push-pull B amplifier circuits because of the peculiar
Apply the working conditions of the B company.
Gemäß,der Erfindunig wird bei Gegentakt-B-Verstänkern eine Stromgegenkopplung
oder gleichzeitige
Spannungs- und Stromgegenkopplung dadurch erhalten,
daß die Schaltung so getroffen ist, daß durch die Strotngegenkopplungswi.derstände
außer der Grundschwingung nur jene Anteile der Anodenströme der Gegentaktröhren
fließen, die nicht gegensinnig gleich sind (ungeradzahlige Harmonische). Dies wird
insbesondere dadurch erzielt, daß bei jeder Gegentaktröhre zwischen Kathodenpunkt
und Erde ein Stroingegenkopplungs,widerstand gelegt ist und daß beide Widerstände
durch eine Drossel überbrückt sind, deren Mittelpunkt initErde verbunden ist und
deren beide Wicklungshälften miteinander fest gekoppelt sind (Abb.3).According to the invention, a negative current feedback is used in push-pull B amplifiers
or simultaneous
Voltage and current negative feedback obtained by
that the circuit is made so that through the Strotn negative feedback resistors
apart from the fundamental only those parts of the anode currents of the push-pull tubes
that are not equal in opposite directions (odd harmonics). this will
achieved in particular by the fact that for each push-pull tube between the cathode point
and earth a current negative feedback resistor is placed and that both resistors
are bridged by a throttle whose center point is connected to earth and
the two halves of the winding are firmly coupled to each other (Fig.3).
Ari Hand der Abbildungen soll der der Erfindung zugrunde liegende
Gedanke näher veranschaulicht werden. Abb. i zeigt das Prinzipschaltbild der bekannten
A-V erstärkerschaltung mit kombinierter Spannungs- und Stromgegenkopplung, bei der
der Ausgangskreis zu einer abgeglichenen Brücke wird.Ari hand of the figures is intended to be the underlying of the invention
Thought can be illustrated in more detail. Fig. I shows the basic circuit diagram of the known
A-V amplifier circuit with combined voltage and current negative feedback, in which
the output circuit becomes a balanced bridge.
Die Röhre R arbeitet über den Ausgangsübertrager T auf den Belastungswiderstand.
Vom Widerstand 1'' des Spannungsteilers L.T, h wird eine der Anodenspannung proportionale
Gegenkopphingsspannung abgenommen. Am @,N'iderstand W entsteht eine dem Anodenstrom
proportionale Ge-#enkopplungsspannun-g. Beide Gegenkopplungsspannungen wirken in
Reihe mit der über den Eingangsübertrager E zugeführten Spannung auf das Steuergitter
der Röhre R. Abb. 2 zeigt das Ersatzschaltbild für Abb. i. U; ist die Urspannung
(EMK) der Röhre für den Anodenkreis; U1 bzw. 1'z ist die Ausgangsspannung. Macht
man R1 : R, = R4 : R3, so ist die Brücke abgeglichen, und die Gegenkopplungsshannung
L'k ist in Phase mit der inneren Urspannung der Röhre L'";, was sich an Hand eines
Vektordiagramms leicht nachweisen läßt. Da also heiiie Phasendrehung auftritt, kommt
auch keine Selbsterregung zustande. Bei dieser kombinierten Gegenkopplung wird bekanntlich
der Ausgangsscheinwiderstand an den Klemmen A, B von der Belastung unabhängig.The tube R works via the output transformer T on the load resistance. A negative feedback voltage proportional to the anode voltage is taken from the resistor 1 ″ of the voltage divider LT, h. A coupling voltage proportional to the anode current arises at the @, N 'resistor W. Both negative feedback voltages act in series with the voltage supplied via the input transformer E on the control grid of the tube R. Fig. 2 shows the equivalent circuit diagram for Fig. I. U; is the primary voltage (EMF) of the tube for the anode circuit; U1 or 1'z is the output voltage. If R1: R, = R4: R3, the bridge is balanced, and the negative feedback voltage L'k is in phase with the internal original voltage of the tube L '"; which can easily be demonstrated with the aid of a vector diagram With this combined negative feedback, the output impedance at terminals A, B becomes independent of the load, as is well known.
Beini B-Verstärker ist es möglich, die beschriehene Schaltung anzuwenden,
da, wie erwähnt, der Anodenstrom auch beim idealen B-Verstärker verzerrt ist, weil
er infolge des etwa halbsinusförmigen Verlaufs des Anodenstromes jeder Röhre außer
der Grundschwingung noch die geradzahligen Harmonischen enthält. Auch bei volllcornmen
urverzerrter Ausgangsspannung würde man am Widerstand IL' eine dem etwa halbsinusförmigen
Verlauf des Anodenstromes entsprechende und durch die geradzahligen Harmonischen
verzerrte Gegenkopplunrsspannung erhalten.With the B amplifier it is possible to use the circuit described,
because, as mentioned, the anode current is distorted even with the ideal B amplifier, because
he due to the approximately semi-sinusoidal course of the anode current of each tube except
the fundamental oscillation still contains the even harmonics. Even with whole grains
If the output voltage was originally distorted, the resistor IL 'would have an approximately semi-sinusoidal
Course of the anode current corresponding and through the even harmonics
distorted negative feedback voltage obtained.
1>er wesentliche Gedanke der Erfindung besteht nun, wie bereits vorstehend
erwähnt,. darin, daß eine Stromgegenkopplung oder eilte Strom- und Spannungsgegenkopplung
bei einem Gegentakt-B-Verstärker dadurch ermöglicht wird, daß man durch den Stromgegenkopplungswiderstand
außer der Grundschwingung nur jene Teile des Anodenstromes fließen läßt, die im
Prinzip die Verzerrungen der Ausgangsspannung (Ur in Abb., 3) bervorrufen und die
auf die ungeradzahligen Harmonischen und auf die Differenz der höheren Harmonischen
beider Röhren, verursacht durch Kennlinienkrümmungen usw., zurückzuführen sind.
Dagegen werden die Harmonischen, die infolge des halbsinusförmigen Verlaufs der
Anodenströme erzeugt werden, also die geradzahligen Harmonischen, soweit sie in
beiden Röhren entgegengesetzt gleich sind, von den Stromgegenkopplungswiderständen
ferngehalten, so daß beim verzerrungsfreien idealen Gegentakt-B-Verstärker, bei
dem der Anodenstrom nur geradzahlige, gegensinnig gleiche Harmonische (als Komponenten
der halbsinusförmigen. Ströme) enthält, nur die Grundschwingung durch die Gegenkopplungswiderstände
fließen würde, da die höheren Harmonischen durch die erfindungsgemäße Schaltung
kompensiert werden. Falls im Verstärker Nerzerrungen auftreten, so daß der Ausgangsübertrager
eine verzerrte Spannung abgibt, fließen jene die Verzerrungen verursachenden Stromkomponenten
ebenfalls durch die Stromgegenkoppltingswiderstände und bewirken infolge der Gegenkopplung
die erwünschte Linearisierung. Für die Berechnung des Gegenkopplungswiderstandes
ist dabei der für die Grundscliwingung wirksame Innenwiderstand der Röhre zugrunde
zu legen, also frei B-Betrieb
Äl>b.3 zeigt eine prinzipielle Schaltung eines Gegeritakt-B-Verstärkers mit Spannungs-,
und Stromgegenkopplung entsprechend einem Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.
i und 2 sind die Gegentakt-B-Verstärkerröhren, 3 der Eingarrgsülier-trager, d der
Ausgangsübertrager, 5 ein Anodenblockkondensutor. 6 und 7 sind Blockkondensatoren,
an sich nicht unbedingt erforderlich, welche unter Umständen verwendet werden, um
die Gleichspannung von den Spannungsteilern 8, 9
bzw. io, ii fernzuh.alten.
Am Widerstandc9 bzw: i i wird die der Anodenwechselspannung proportionale Gegenkopplungsspannung
abgegriffen. Am Widerstand 12 bzw. 13 wird die ,dein Anodenstrom proportionale Gegenkopplungsspannutig
erzeugt. 14 ist eine Drossel, deren Endpunkt mit je einem Kathodenpunkt der Gegentaktröhren
verbunden ist und deren :Mitte zusammen mit der Verbindung der Stromgegenkopp-lungswiderstä
nde 12 .und 13 auf Erdpotential liegt. Diese Drossel bewirkt, daß durch die Ge@genkopplungswiderstände
12 und 13 außer der Grundschwingung nur jene Anteile der Anodenströme der Gegentaktröhren
fließen, die nicht gegensinnig gleich sind. Sie ist als Doppeldrossel ausgebildet,
deren bei-de Wicklun-shälften miteinander selhr festgekoppelt sind. Dadurch wird
die magnetisierende Wirkung der höheren Harmonischen der Anodenströme beider Röhren
nur so groß, wie es dein Amplitudenunterschied und der Abweichung von der Gegeriphasigkeit
entspricht. Wenn z. B. die geradzahligen Harmonischen beider Röhren, wie es beim
vollkommen verzerrungs-
freien 1>-\ erst;ill<er der Fall ist, gleich groß sind
und gciizttic Gegenphase haben, wird praktisch
keine Spannung dieser Harmonischen an deit\`'icl:-
lungshälften der Drossel 14. also an den Wider-
ständen 12 und 13 entstehen. Nur wenn die Aus-
gangsspannung U1 \-erzerrt ist, also die dii>h-°ren
llarinonisclieii derAnodenströme nichtgegens:itiniri
gleich sind, entstellt an 1 4 und somit all 12 und 13
eine Stronigcgeiikopplungsspannutig.
Wenn die Kopplung zwischen den beiden Hälf-
ten der Ailodenwicklung des Übertragers 4 in
Abb. 3 sticht geniigeiid fest ist, werden die gerad-
zahligen Harmonischen der Anodenströme gerad-
zahlige harmonische der :\nodenspannung erzeiu-
geil. die sich allerdings in :\usgang aufheben, wenn
der Verstärker symmetrisch ist, d. h. wenn die ge-
radzahligen 1l:trnil)nisclieii beider Röhren gegen-
sinnig gleich sind und wenn die Sclieinwiderständ@°
beider _\nodenkrei>e für die ge.radzahligen Har-
nionischen gleich sind. Dann entstellt praktisch nur
an g bzw. i i eine Gegenkopplungsspannung, die
den gei-@ttlzaliligen 1larnionischen der @,Xno:dei)span-
ilullg propt>rtional ist. Wenli all den beiden Wick-
lungshälften der Drossel 14 in Abl).3 bei holletl
Frcduenzeil Spainiungen der geradzähligen Ilar-
11ol11ischeil entstehen, keil die @treuinduiaivitäten
nicht getiiigend gleich sind, liegen sie auch all den
Widerst;inden 1 2 bzW. t3 und \Gerden gegenge-
koppelt. Dieser Scliwierlgkeit kann dadurch begeg-
»et werden. claß die Schaltung so getroffen wird,
\\ ie es (las _@usführungsl>f#ispiel nach Abb. 4 zeigt.
Während ])ei der Schaltung nach :11)b. 3 die Ver-
billdung Von g tllit 11 und voll 12 lllit 13 mit der
\litte der Drossel 14 Und itiit l:r(le verbunden ist,
fehlt diese Verbindung zur \litte der Drossel 14
und I?rde in 4. Infolgedessen gelangen diese
Spannungen, die all den @`-icklungs'hälften der
Drossel 1.1 entstellen, nicht an die @N'iderstände 12
und 13.
G\"enn @llannungcti hiilierei- harnionischer gegen-
innig gleich sind. sich also z. 13. iin Ausgang des
L`''( rtragers 4 aufhellen, kann man unter Umstän-
den darauf \-erzichten. sie Überhaupt gegeiizu-
kol)Imln. 1)a11 inuß inan auch .die Widerstände g
und 1 1 der Schaltung nach .@l>1>. 3 Oder 4 durch eine
Drossel :ihnlicll Doppeldrossel 14 ül)erbriicken.
1?iit anderes:\usfiihrungsbeispiel desI?rhii,dungs-
ge<lankens zeigt _\111). ;. Der .\nodengleichstrom
wird über die Doppeldrossel 15 zugeführt, deren
'leide Wicklungshälften miteinander sehr fest ge-
koppelt sind, s<1 daß diese Drossel die gegensinnig
gleichen lii-iliereii 1 diii-moliisulien der Anodenstrcijn(@
koml>Ensiert. Ihre \litte ist über einen Blockkon-
densatl)r ; finit dein Kathodenpunkt der lZiihren i
und 2 verbunden. Vonl :\tisgaiigsiillertrager 4 -,N-er-
den somit (ler_1i)o(Ien;"leiclistroni und dieäeilannt"n
.\lteile der diiilieren harnionischen ferngehalten.
1 )aller @@-erdcn die
stände 12 und 13 ttttl.icr von der Grundschlx-ingun;g
nur v() 1i den @-erzerrc#llden Stromkomponeliten
durchflossen. Diese Schaltung 'hat außerdem den
Vorzug, claß die Kathodenpunkte auf 1-,r(11)oten-
tial liegen.
Auch im Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 liegen die Kathodenpunkte der Röhren auf
Erdpotential. In dieser Schaltung fällt die Doppeldrossel 15 mit der Schaltung nach
Abb. 5 fort. :Der gesamte Anodenstrom wird über die Wicklungshälften des A usgangsübertragürs
4 geleitet. Durch die Blockkondensatoren 16 und 17 fließen außer der Grundschw.iugung
des Anodenstromes die verzerrenden Stromkomponenten. Jene höheren Harmonischen,
die gegensinnig gleich sind, fließen durch die beiden Wicklungen der Doppeldrossel
14.1> he essential idea of the invention now exists, as already mentioned above. The fact that current negative feedback or rapid current and voltage negative feedback is made possible in a push-pull B amplifier by allowing only those parts of the anode current to flow through the current negative feedback resistor, apart from the fundamental oscillation, which in principle cause the distortion of the output voltage (Ur in Fig. , 3) and which are due to the odd harmonics and the difference between the higher harmonics of the two tubes, caused by the curvature of the characteristic curve, etc. On the other hand, the harmonics that are generated as a result of the semi-sinusoidal course of the anode currents, i.e. the even-numbered harmonics, insofar as they are oppositely equal in both tubes, are kept away from the current negative feedback resistances, so that with the distortion-free, ideal push-pull B amplifier, in which the anode current is only Contains even harmonics in opposite directions (as components of the semi-sinusoidal currents), only the fundamental would flow through the negative feedback resistances, since the higher harmonics are compensated by the circuit according to the invention. If distortion occurs in the amplifier so that the output transformer emits a distorted voltage, the current components causing the distortion also flow through the current negative feedback resistors and cause the desired linearization as a result of the negative feedback. The calculation of the negative feedback resistance is based on the effective internal resistance of the tube for the fundamental oscillation, i.e. free B mode Äl> b.3 shows a basic circuit of a push-pull B amplifier with voltage and current negative feedback according to an embodiment of the inventive concept. i and 2 are the push-pull B amplifier tubes, 3 the input transformer, d the output transformer, 5 an anode block condenser. 6 and 7 are block capacitors, per se not absolutely necessary, which may be used to keep the direct voltage away from the voltage dividers 8, 9 or io, ii. The negative feedback voltage proportional to the anode alternating voltage is tapped off at resistor c9 or: ii. The negative feedback voltage, which is proportional to the anode current, is generated at the resistor 12 or 13. 14 is a choke whose end point is connected to a cathode point each of the push-pull tubes and whose center, together with the connection of the current negative feedback resistors 12 and 13, is at ground potential. This choke has the effect that through the mutual coupling resistors 12 and 13, apart from the fundamental oscillation, only those parts of the anode currents of the push-pull tubes that are not identical in opposite directions flow. It is designed as a double throttle, the two winding halves of which are firmly coupled to one another. As a result, the magnetizing effect of the higher harmonics of the anode currents of both tubes is only as great as your amplitude difference and the deviation from the opposite phase corresponds. If z. B. the even harmonics of both tubes, as is the case with the completely distortion free 1> - \ first; if <it is the case are of the same size
and gciizttic opposite phase will have practical
no tension of these harmonics at deit \ `'icl: -
halves of the throttle 14.
stands 12 and 13 are created. Only when the
output voltage U1 is distorted, i.e. the dii> h- ° ren
llarinonisclieii of the anode currents not opposite: itiniri
are the same, distorted on 1 4 and thus all 12 and 13
a string coupling tense.
If the coupling between the two half
th of the ailode winding of the transformer 4 in
Fig. 3 stiches geniigeiid is firm, the straight
numerous harmonics of the anode currents straight
Numerous harmonics of the: \ node tension generate
hot. which, however, cancel themselves in: \ output if
the amplifier is symmetrical, ie if the
wheel-numbered 1l: trnil) nisclieii of both tubes opposite
are sensible and if the pin resistance @ °
both _ \ nodenkreis> e for the gear numbered gear
nionic are the same. Then practically just disfigured
at g or ii a negative feedback voltage which
the gei- @ ttlzaliligen 1larnionische der @, Xno: dei) span-
ilullg propt> rtional. Wenli all the two wicked
treatment halves of the throttle 14 in Abl) .3 at holletl
Frcduenzeil Spainiungen the even-numbered Ilar-
11ol11ischeil arise, wedge the @ treuinduiaivitäten
are not adequately the same, they also lie with all of them
Resist; inden 1 2 or t3 and \ Gerden opposite
couples. This difficulty can be countered in this way.
“Be. so the circuit is made,
\\ ie it (las _ @ executionl> f # ispiel according to Fig. 4 shows.
While ]) ei the circuit according to: 11) b. 3 the
approval of g tllit 11 and full 12 lllit 13 with the
\ litte the throttle 14 and itiit l: r (le is connected,
this connection to the middle of the throttle 14 is missing
and I? rde in 4. As a result, get this
Tensions affecting all the @ `-winding 'halves of the
Disfigure choke 1.1, not to @ N 'resistors 12
and 13.
G \ "enn @llendungcti hiilierei- harnionic counter-
are intimately the same. so z. 13. iin output of
L`` '' (lighten the carrier 4, one can under certain circumstances
the one on it. to oppose them at all
kol) Imln. 1) a11 must also include the resistors g
and 1 1 following the circuit. @ l>1>. 3 or 4 by one
Throttle: similarly choke double throttle 14 ül).
1? Iit different: \ execution example desI? Rhii, d-
ge <lankens shows _ \ 111). ;. The. \ Nodenal direct current
is fed through the double throttle 15, whose
'' the winding halves feel very tight together
are coupled, s <1 that this throttle is in opposite directions
same lii-iliereii 1 diii-moliisulien der Anodenstrcijn (@
coml> Ensiert. Your \ litte is over a block
densatl) r; finite your cathode point of the lZiihren i
and 2 connected. Vonl: \ tisgaiigsiilltrager 4 -, N-er
den thus (ler_1i) o (Ien; "leiclistroni and dieäeilannt" n
. \ parts of the diilate harnionic kept away.
1) all @@ - earth the
stands 12 and 13 ttttl.icr from the Grundschlx-ingun; g
only v () 1i the @ -distortion # ll the current component
flowed through. This circuit also has the
Preference, the cathode points on 1-, r (11) oten-
tial.
In the exemplary embodiment according to Fig. 6, too, the cathode points of the tubes are at ground potential. In this circuit, the double choke 15 with the circuit according to Fig. 5 is omitted. : The entire anode current is conducted via the winding halves of the output transmission 4. In addition to the basic voltage of the anode current, the distorting current components flow through the block capacitors 16 and 17. Those higher harmonics, which are identical in opposite directions, flow through the two windings of the double choke 14.
,Bei allen Schaltungen nach der Erfindung können die Gegen!kopplungsspannungen
von den Widerständen durch üibertrager abgenömmen werden.In all circuits according to the invention, the negative feedback voltages
are removed from the resistors by transmitters.
Zum Beispiel kann den Widerständen g und 11 oder 12 und 13 oder auch
g und 12 einerseits und 11 und 13 andererseits je ein Übertrager zugeordnet werden.
Es kann auch durch je einen Übertrager jeder der Widerstände g, 11, 12, 13
überbrückt werden. Wichtig ist vor allem die Ausführung mit Übertragern, die nur
die Stromgegenkopplutig swiderstände 12 bzw. 13 überbrücken und die Spannung genügend
hinauftransformieren. Dann lassen sich :die Widerstände 12 und 13 verhältnismäßig
klein machen, wodurch der Spannungsabfall bzw. der Leistungsverlust an 12 und 13
klein gehalten werden kann.For example, resistors g and 11 or 12 and 13 or also g and 12 on the one hand and 11 and 13 on the other hand can each be assigned a transformer. Each of the resistors g, 11, 12, 13 can also be bridged by a respective transformer. Above all, it is important to use transformers that only bridge the current negative feedback resistors 12 and 13 and that step up the voltage sufficiently. Then: the resistors 12 and 13 can be made relatively small, whereby the voltage drop or the power loss at 12 and 13 can be kept small.