DE838331C - Breitbandverstaerker-Schaltung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. MAI 1952

E 306 Villa/2ia*

ist in Anspruch genommen

sich auf Breitbandinsbesondere, jedoch Breitband-Rundfunk-

Diese Erfindung bezieht
verstärker-Schaltungen und
nicht ausschließlich, auf
frequenz-Verstärker.

Eine bei Breitbandverstärker-Schaltungen auftretende Schwierigkeit ist die Bandbreitenbegrenzung, die durch im Kreis enthaltene Kapazität hervorgerufen wird. Zum Beispiel enthält eine bekannte Ausführung eines Hochleistungis-Rundfunkf requenz-Verstärkers zwei Verstärkerröhren, die im Gegentakt gesteuert sind, und besitzt einen abgestimmten Anodenkreis, an welchem der Ausgang abgegriffen ist, wobei der Anodenkreis Induktivitäten enthält, die durch die Streu- und Eigenkapazität des Anodenkreises auf I'arallelresonanz abgestimmt sind. Wenn die Röhren kathodengesteuert sind, liefert die Anodensteuergitterkapazität der Röhren und die Streukapazität der Röhren gegen Erde den wichtigsten Anteil der Kapazität des Anodenkreises, wobei die Induktivitäten und diese Kapazität im aiii- ao gemeinen ausreichend ist, die Durchlaßbandbreite des Verstärkers bemerkenswert zu begrenzen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Breitbandverstärker-Schaltung im Hinblick auf die Verminderung der as Bandbreitenbegrenzung, die durch eine Kapazität im Kreise bewirkt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Breitbandverstärker-Schaltung vorgesehen mit einer Verstärkerröhre mit geerdetem Gitter und mit ab-

gestimmtem Ausgangskreis, bei dem die Eingangsspannung an die Kathode der erwähnten Röhre angelegt wird, wobei die Induktivität des Ausgangskreises nicht nur .zwischen Anode und Erde liegt, sondern auch zwischen Gitter und Erde derart, daß das Verhältnis der Induktivität zwischen Anode und Erde zu der zwischen Gitter und Erde etwa gleich dem Verhältnis der Kapazität zwischen Gitter und Erde und zwischen Anode und Erde ist, wobei ίο ferner die Induktivität zwischen Gitter und Erde als Abschirmung für den Eingangskreis gegenüber dem Ausgangskreis ausgebildet ist.

Durch die Aufteilung der Induktivität des abgestimmten Kreises in zwei Teile, die mit der Anode bzw. dem Steuergitter der Röhre verbunden sind, ändert sich die Spannung am Anodenende des ersten Teiles der Induktivität und diejenige am Steuergitterende des anderen Teiles der Induktivität mit entgegengesetzter Phasenlage, wobei die Amplitude der Spannungsänderung an der Anode oder am Steuergitter geringer ist in bezug auf Erde als diejenige, die an der Anode auftreten würde, wenn die gesamte Induktivität des Ausgangskreises mit der Anode verbunden wäre. Deshalb ist die Spannung, die die Streukapazität gegen Erde hat, in Verbindung mit jedem Teil der Induktivitäten geringer, als sie an der Streukapazität gegen Erde auftreten würde, wenn die gesamte Induktivität mit der Anode der Röhre verbunden wäre. Die Bandbreiten- !«grenzung, die durch die Kapazität hervorgerufen wird, ist abhängig von der in der Kapazität gespeicherten Energie und deshalb vom Quadrat der Spannung, die an der Kapazität anliegt, so daß es möglich ist, in Übereinstimmung mit der Erfindung eine bemerkenswerte Verminderung in der Wirksamkeit der Kapazität des abgestimmten Kreises zu erzielen und so die Bandbreite zu vergrößern, obgleich der wirksame Wert der Kapazität nicht vermindert werden kann, und tatsächlich vergrößert sein kann.

Um die vorliegende Erfindung nun klar verständlich zu machen und um sie praktisch verwirklichen zu können, wird diesellx; nun ausführlicher 1>eschrieben mit Bezug auf die Zeichnung, in der ein Beispiel eines Hochleistungs-Breitband-Rundfunkfrequenz-Verstärkers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung diagrammatisch dargestellt ist.

Mit Bezug auf die Zeichnung enthält der Verstärker zwei Verstärkerröhren τ und 2, welche al* Trioden dargestellt sind, wobei die zu verstärkenden Schwingungen i!m Gegentakt den Kathoden der Röhren 1 und2 aus einer Quelle 3 zugeführt werden, und der Verstärker vorgesehen ist für B- oder C-Betrieb. Die Steuergitter der Röhren 1 bzw. 2 sind mit Erde verbunden über die Induktivitäten 4 bzw. 5, während die Anoden ebenfalls über die Induktivitäten 6 bzw. 7 mit Erde verbunden sind.

Die Röhren 1 und 2 können z. B. ACT.-26-Röhren sein, wie sie von M. O. Valve Company Limited hergestellt werden. Bei solchen Röhren und anderen brauchbaren Hodhleistungsröhren besteht die Steuergitteranschlußleitung aus einem äußeren leitenden Flansch, wobei die Induktivitäten 4 und 5 jede aus leitenden Rohren gebildet sind, welche den Steuergitterflansch der Röhre mit der Bodenfläche des Kreises, welcher den Eingangs- vom Ausgangskreis der Röhre abschirmt, verbinden, wobei die Bodenfläche mit der Bezugsnummer 15 versehen ist. Die Induktivitäten 6 und 7 sind in ähnlicher Weise aus einem einfachen leitenden Rohr aufgebaut, dessen Mittelpunkt für Rundfunkfrequenzschwingungen über einen Blockkondensator 8 geerdet ist, und über eine Hochfrequenzdrossel 10 mit einer positive« Spannungsquelle, die als Pfeil 9 dargestellt ist, verbunden ist. Die mit punktierten Linien bei 11 dargestellte Kapazität stellt die gesamte Streukapazität zwischen den Steuergittern der Röhren 1 und 2 dar; dies ist die Resultierende der gesamten Streukapazität gegen Erde der Induktivitäten 4 und 5 und die der Steuergitter. In ähnlicher Weise stellt die Kapazität 12 die gesamte Streukapazität zwischen den Anoden der Röhren 1 und 2 dar. Die Kapazitäten 11 und 12, die Induktivitäten 4 Ims 7 und weiterhin die Kapazität zwischen der Anode und dem Steuergitter einer jeden der Röhren 1 und 2 dient dazu, einen angemessen abgestimmten Ausgangskreis für den Verstärker zu schäften, wol>ei ein Gegentaktausgang von brauchbarer Spitzenamplitude, z. B. an den Anzapfungen 13, 14, erziielt werden kann. Dadurch, daß man die Induktivitäten zwischen den Steuergittern der Röhren 1 und 2 und Erde in Form von leitenden Rohren, die sich über die Bodenfläche 15, wie angedeutet, erstrecken, ist der Ausgangskreis der Röhre effektiv vom Eingangskreis abgeschirmt und eine Rückkopplung vom Ausgangskreis zum Eingangskreis ist im wesentlichen verhindert, so daß trotz der Anwesenheit der Induktivitäten 4 und 5 der dargestellte Kreis den Vortöill eines sog. Verstärkers mit geerdetem Gitter hat, bei dem der 'Eingangskreis im wesentlichen vom Ausgangskreis abgeschirmt ist. In Abwesenheit eimer solchen Abschirmung würde vom Ausgangs- zum Eingangskreis im wesentlichen positive Rückkopplung' auftreten, und dies würde dazu führen, daß der Bandbreitenvergrößerung, welche durch die Aufteilung der Induktivität des abgestimmten Ausgangskreises möglich ist, entgegengearbeitet wird.

Um die Wirkung, die durch Verbindung eines Teiles der Induktivität des abgestimmten Ausgangskreises mit den Steuergittern und eines Teilles mit der Anode einer jeden der Röhren 1 und¹ 2 entsteht, darzustellen, wird angenommen, daß die Induktivitäten 4 bis 7 alle gleich sind, daß die Kapazitäten 11 und 12 einander gleich sind und gleich der Gesamtkapazität, welche zwischen den Anoden existieren würde, wenn die gesamte Induktivität des Ausgangskreises mit den Anoden verbunden wäre, wobei diese Kapazitäten groß sind im Vergleich mit der Kapazität zwischen Anode und Steuergitter einer jeden Röhre. Bei einer Aufteilung der Induktivität, wie angenommen, ist die an Kapazität 11 anliegende Spannung und in ähnlliciher Weise die an Kapazität 12 anliegende Spannung ungefähr halb so groß wie diejenige, welche angelegt sein würde, wenn die gesamte Induktivität mit den

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Anoden verbunden wäre, wodurch die in jeder der Kapazität ii, 12 aufgespeicherte Energie deshalb nur ein Viertel von dem Wert beträgt, als es sonst der Fall wäre. Die begrenzende Wirkung eines jeden Kondensators auf das Frequenzband, welches vom Verstärker mit einer Verminderung, die 3 decibel der Amplitude nicht ül^rsteigt, bei maximaler Ansprechfrequenz des Verstärkers übertragbar ist, ist deshalb nur ungefähr ein Viertel desjenigen Wertes, der in dem bezogenen Vergleiehsfall auftreten würde. Da nun jedoch zwei Kapazitäten 11 und 12 an Stelle einer im Vergleichsfall vorhanden sind, ist der Nettoeffekt der Kapazität im Ausgangskreis in bezug auf die Begrenzung der Bandbreite ungefähr die Hälfte von dem, was sonst der Fall sein würde.

Die Induktivität des Ausgangskreises braucht

natürlich nicht gleichmäßig, wie oben angenommen, aufgeteilt zu sein. Die günstigsten Resultate werden erzielt, wenn das Verhältnis der Induktivität zwisehen Anode und Erde zu der zwischen Steuergitter und Erde einer jeden Röhre gleich ist dem Verhältnis der Kapazität zwischen dem Steuergitter und Erde und der zwischen Anode und Erde. Dieser Bedingung wird in dem Fall des dargestellten Kreises genügt, da

Induktivität 6 Kapazität 11

Induktivität 4 Kapazität 12.

Nichtsdestoweniger kann eine wesentliche Verminderung in der Wirkung der Kapazität in bezug auf die Begrenzung der Bandbreite erzielt werden, selbst wenn die mit dem Steuergitter verbundene Induktivität von derjenigen, die optimale Resultate bringen würde, abweicht, wol>ei praktisch braucTl·- bare Grenzen für die mit dem Steuergitter verbundene Induktivität zwischen 20 bis 8o°/o der Gesamtiuduktivität liegen. Es muß natürlich noch erwähnt werden, daß bei Hochleistungsverstärkerröhren der Elektrodenaufbau solcher Art ist, daß eine gewisse zufällige Induktivität im allgemeinen mit dem Steuergitter verquickt ist, und¹ es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung sich auf Fälle beschränkt, in weichen solche zufällige Induktivität künstlich vergrößert wird. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich daher von Kreisen, die eine für Verstärker mit geerdetem Gitter vorgesehene Röhre, enthalten, bei der bei solchen Kreisen das Steuergitter der Rohre mit der Bodenfläche so verbunden ist, daß die Impedanz zwischen Steuergitter und Erde ein Minimum wird. Weiterhin, wo in dieser- Beschreibung und in den Ansprüchen auf Erde bezogen wird, ist zu verstehen, daß hier ein Punkt gemeint ist, an dem bei Hochfrequenzschwimgungen im wesentlichen die Amplitude Null ist, wobei nich{ unbedingt ein Nullpunkt für Gleichstrompotential eingeschlossen ist.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Breitbandverstärker-Schältung mit einer Verstärkerröhre mit geerdetem Gitter und mit abgestimmtem Ausgangskreis, bei dem die Eingangsvspannung an die Kathode der erwähnten Röhre angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Ausgangskreises nicht nur zwischen Anode und Erde liegt, sondern auch zwischen Gitter und Erde derart, daß das Verhältnis der Induktivität zwischen Anode und Erde zu der zwischen Gitter und Erde etwa gleich dem Verhältnis der Kapazität zwischen Gitter und Erde und zwischen Anode und Erde ist.

2. Breitbandverstärker-Schältung nach Atir spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität zwischen Gitter und Erde als Abschirmung für den Eingangskreis gegenüber dem Ausgangskreis ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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