DE860225C - Breitbandverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Breitbandverstärker zur Verstärkung von BMd- oder Radarsignalen (Sprungfunktionen), dessen Verstärkung über einen breiten Frequenzbereich z. B. von 25 Hz bis zu einigen MHz unabhängig von der Frequenz ist.

Bei bekannten, die Kaskade z. B. von zwei widerstandgekoppeften - Verstärkerröhren enthaltenden Breitbandverstärkern stößt man auf die Schwierigkeit, daß infolge der parasitären Röhrenkapazitäten, insbesondere der parasitären Anodenkapazität der ersten bzw. der Gitterkapazität der zweiten Verstärkerröhre der Kaskade die höchsten Frequenzen des zu verstärkenden Signals weniger als 'die niedrigeren verstärkt werden. Um dem Einfluß der parasitären Anodenkapazität der ersten Röhre entgegenzuwirken, wird daher vielfach in den Anodenkreis dieser Röhre eine aus der Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Selbstinduktionbestehende Impedanz auf genommen, wobei diese Selbstinduktion bei der höchsten Frequenz des zu verstärkenden Signals die Verstärkungsabnahme wegen dieser parasitären Anodenkapazität ausgleicht. Zwar zeigt es sich dann, daß die Phasencharakteristik des Verstärkers in der Nähe der hohen Frequenzen einen ungünstigen Verlauf hat, aber durch Hinzuschaltung z. B. eines kleinen Kondensators parallel zum genannten Widerstand läßt sich diese verbessern.

Für dieZuführung der über die erwähnte Anodenimpedanz der ersten Verstärkerröhre erzeugten Spannung zum Gitterkreis der zweiten Röhre wird

ein Kopplungskondensator verwendet, der für den ganzen Frequenzbereich einschließlich der niedrigsten Frequenzen des zu verstärkenden Signals durchlässig sein soll. Gegebenenfalls wird mit diesem Kopplungskondensator eine kleine Selbstinduktion in Reihe geschaltet, um die Verstärkungsabnahme bei den höchsten Frequenzen wegen der parasitären Gitterkapazität der zweiten Röhre auszugleichen..

ίο Obgleich sowohl die Parallel- als auch die Reihenselbstinduktion eine beträchtliche Verbesserung der Verstärkungscharakteristik ergibt, soll man trotzdem in erster Linie bestrebt sein, die genannten parasitären Röhrenkapazitäten möglichst herabzusetzen.

Die Erfindung schafft zu diesem Zweck eine Schaltung, bei der die Eigenkapazität der Elektroden des Kopplungskondensators gegen Erde, die bei den soweit beschriebenen Schaltungen parallel zu der schädlichen parasitären Anodenkapazität der ersten bzw. der entsprechenden Gitterkapazität der zweiten Röhre liegt, parallel zum genannten Widerstand wirksam wird, wodurch gemäß dem oben geschilderten zugleich die Phasencharakteristik verbessert wird.

Nach der Erfindung ist eine mit der Selbstinduktion gekoppelte Wicklung vorgesehen, von der ein Ende galvanisch mit dem Gitter der zweiten Verstärkerröhre verbunden ist, während das andere Ende über den Kopplungskondensator mit einem Punkt der Reihenschaltung des Widerstandes und der Selbstinduktion verbunden ist, der zwischen diesem Widerstand und der Selbstinduktion liegt. Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beispielsweise näher beschrieben.

Fig. ι bezieht sich auf eine Schaltung nach der Erfindung, bei der die Spannung über die ganze Anodenimpedanz der ersten Verstärkerröhre zur zweiten Verstärkerröhre geführt wird;

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem in den Anodenkreis der ersten Verstärkerröhre ein Leiternetzwerk geschaltet ist und ein Teil der Spannung über dieses Netzwerk zur zweiten Verstärkerröhre geführt wird.

In der Schaltung nach Fig. 1 ist mit 1 eine erste und mit 2 eine zweite Verstärkerröhre eines Breitbandverstärkers zur Verstärkung von Signalen mit einem sehr breiten Frequenzbereich z. B. von 25 Hz bis zu 10 bis 20 MHz bezeichnet. In den Anodenkreis der Verstärkerröhre 1 ist ein Widerstand 3 aufgenommen, der mit einer kleinen Selbstinduktion 4 in Reihe geschaltet ist; letztere dient dazu, daß die über diese Reihenschaltung erzeugte Spannung ungeachtet der parasitären Anodenkapazität 5 der Verstärkerröhre 1 über den ganzen Frequenzbereich der zu verstärkenden Schwingungen praktisch unabhängig von der Frequenz ist. Bei der bekannten Schaltung wird die Spannung über der Reihenschaltung 3, 4 durch Vermittlung eines Kopplungskondensators6, z.B. soooopF, dem Gitterkreis der Verstärkerröhre 2 zugeführt. In diesem Fall werden die parasitären Kapazitäten 7 und 8 der Elektroden dieses Kopplungskondensators 6 gegen Erde parallel zur parasitären Anodenkapazität 5 der Röhre 1 bzw. der parasitären Gitterkapazität 9 der Röhre'2 liegen und infolgedessen die Verstärkungscharakteristik beeinträchtigen. Dies wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß eine mit der Selbstinduktion 4 gekoppelte Wicklung 10 angeordnet ist, von der das eine Ende galvanisch mit dem Gitter der Röhre 2 und das andere Ende über den Kopplungskondensator 6 mit einem Punkt zwischen dem Widerstand 3 und der Selbstinduktion 4 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Die über den Widerstand 3 erzeugte Spannung wird um die Spannung über der Wicklung 10 gesteigert und danach dem Gitter der Röhre 2 zugeführt. Bei einem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 der Wicklungen 4 und 10 ist also die der Röhre 2 zugeführte Spannung gleich der Spannung über die Reihenschaltung des Widerstandes 3 und der Selbstinduktion 4. Die parasitären Kapazitäten 7 und 8 der Elektroden des Kopplungskondensators 6 gegen Erde liegen nun aber nicht weiter parallel zur schädlichen parasitären Kapazität 5, sondern zum Widerstand 3, wodurch bekanntlich die Phasencharakteristik in der Nähe der höchsten Frequenz bei richtiger Bemessung dieser Kapazität 7 verbessert wird. Es zeigt sich dann, daß der Verstärker bei gleicher Verstärkung eine um 20 bis 30% größere Bandbreite aufweist.

Wählt man den Kopplungsfaktor zwischen den Wicklungen 4 und 10 zwischen 0,75 und 0,9, z. B. etwa gleich 0,8, so läßt sich eine weitere Verbesserung der Verstärkungs- und Phasencharakteristik erzielen, unter anderem da die im Gitterkreis der Röhre 2 auftretende Streuinduktivität die Funktion einer Reihenselbstinduktion ausübt und infolgedessen den Einfluß der parasitären Kapazität 9 vermindern wird.

In Fig. 2, wo die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. ι verwendet sind, ist in den Anodenkreis der Verstärkerröhre ι ein Leiternetzwerk aufgenommen, das außer dem genannten Widerstand 3 mit kleiner Parallelkapazität und der Selbstinduktion 4 aus einer zusätzlichen Selbstinduktion 11 besteht, die in Reihe mit der Selbstinduktion 4 geschaltet ist, deren Enden gegen Erde eine Kapazität 5 bzw. 9' aufweisen. In einer bekannten Schaltung wird dann die Verbindung der Selbstinduktionen 11 und 4 über den Kopplungskondensator 6 mit dem Gitter der Verstärkerröhre 2 verbunden. Hierdurch wird jedoch die Kapazität 9' unnötig vergrößert, da ¹¹S außer der parasitären Gitterkapazität 9 der Röhre 2 dann auch die parasitären Kapazitäten 7 und 8 der Elektroden des Kopplungskondensators 6 zu dieser Kapazität 9' beitragen.

Nach der Erfindung wird wieder eine Wicklung vorgesehen, die mit der Selbstinduktion 4 gekoppelt ist, und von der ein Ende galvanisch mit dem Gitter der Röhre 2 verbunden und das andere Ende über den Kopplungskondensator 6 mit einem Punkt zwischen der Selbstinduktion 4 und dem Widerstand 3 verbunden ist. In diesem Fall weist

die Verbindung der Selbstinduktionen 11 und 4 gegen Erde nur eine Kapazität 9' auf, die bei fester Kopplung der Selbstinduktionen 4 und 10 gleich der parasitären Gitterkapazität 9 der Röhre 2 ist, wobei die¹ parasitären Kapazitäten 7 und 8 der Elektroden des Kopplungskondensators 6 gegen Erde zu der sowieso erforderlichen Kapazität parallel zum Widerstands beitragen.

Eine weitere Verbesserung ist erzielbar, indem der Gitterkreiswiderstand nicht, wie dargestellt, parallel zur Gitterkapazität 9 der Röhre 2 geschaltet, sondern dieser Widerstand parallel zum Konden-i sator 8 angeordnet wird, wodurch auch diese Gitterkapazität 9 kleiner bleibt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Breitbandverstärker mit einer ersten und einer zweiten Verstärkerröhre, einer für den zu verstärkenden Frequenzbereich im wesentlichen frequenzunabhängigen Impedanz im Anodenkreis der ersten Verstärkerröhre, die wenigstens aus der Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Selbstinduktion besteht, und einem zwischen den Anodenkreis der ersten und den Gitterkreis der zweiten Verstärkerröhre geschalteten Kopplungskondensator, gekennzeichnet durch eine mit der Selbstinduktion gekoppelte Wicklung, von der ein Ende galvanisch mit dem Gitter der zweiten Verstärkerröhre und das andere Ende über den Kopplungskondensator mit einem zwischen dem Widerstand und der Selbstinduktion liegenden Punkt der genannten Reihenschaltung verbunden ist.
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungsfaktor zwischen der Selbstinduktion und der Wicklung zwischen 0,75 und 0,9 liegt.
3. 3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenkreis der ersten Verstärkerröhre in Reihe mit der genannten Selbstinduktion eine zweite Selbstinduktion geschaltet ist, die mit dieser und mit den parasitären Kapazitäten und dem Widerstand ein Leiternetzwerk bildet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 5578 12.52