DE860818C

DE860818C - Verstaerkerschaltung mit konstanter oder nahezu konstanter Verstaerkung

Info

Publication number: DE860818C
Application number: DEN2230A
Authority: DE
Inventors: Johannes Jacobus Zaalber Zelst
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1943-03-19
Filing date: 1944-03-18
Publication date: 1952-12-22
Also published as: GB625915A; FR902789A; US2554132A; DK72866C

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung, die eine konstante oder nahezu konstante Verstärkung besitzt.

In der Verstärkertechnik, ζ. Β. in der Meßgeräteoder der Fernsprecher technik, werden oft Verstärker gebraucht, deren Verstärkung selbsttätig konstant bleibt, Das bedingt meistens besonders umständliche Verstärkerschaltungen.

Die vorliegende Erfindung schafft nun eine Schaltung, die auf einfache Weise und selbsttätig eine so gut wie konstante Verstärkung liefert.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Verstärkerschaltung, die zur Ermittlung einer von äußeren Bedingungen, wie Speisespannungen, Röhreneigen-' schäften, Temperatur od. dgl. praktisch unabhängigen Verstärkung eingerichtet, ist, wobei eine Hilfsspannung, deren Frequenz außerhalb des Frequenzbereiches der zu verstärkenden Schwingungen liegt, gemeinsam mit diesen Schwingungen verstärkt wird, der verstärkten und gleichgerichteten Hilf sspannung eine nur von der Verstärkung der Schaltungsanordnung abhängige Regelspannung entnommen, mittels derer die Verstärkung der Schaltungsanordnung auf solche Weise nachgeregelt wird, daß sich selbsttätig eine praktisch konstante Verstärkung ergibt.

Die Hilfsspannung kann z. B. einer Hilfsspanmmgsquelle entnommen werden, und die Regelspannung entsteht durch Vergleich der verstärkten Hilfsspannung mit einer unmittelbar von der Hilfsspannungsquelle gelieferten Spannung.

Der Vergleich der beiden Spannungen wird zweckmäßig vor der Gleichrichtung durchgeführt.

Es ist empfehlenswert, die Hilfsspannung in der Schaltung selbst zu erzeugen, indem sie zum Selbstschwingen gebracht wird, in diesem Fall kann man die gleichgerichtete Hilfsspannung auch sofort als Regelspannung anwenden. Zuweilen ist eine verbesserte Regelung möglich, wenn die Hilfsspannung nach der Verstärkung in der Verstärkerschaltung ίο und vor der Gleichrichtung noch einmal besonders verstärkt wird.

Man kann auch nach der Gleichrichtung zusätzlich verstärken, was aber eine etwas umständlichere Schaltung bedingt.

Die Erfindung kann z.B. bei einem Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärker angewendet werden. Dann kann die Hilfsspannung niederfrequent sein; unter gewissen Umständen kann z. B. eine Hilfsspannung von iooo Hz verwendet werden. Falls die zu verstärkenden Schwingungen moduliert sind, wählt man zweckmäßig eine Hilfsspannung mit einer die höchste Modulationsfrequenz übersteigenden Frequenz, etwa 20 οσο Hz. Die Schaltung kann jedoch auch zur Verstärkung von Niederfrequenzschwingungen angewendet werden, wobei die Hilfsspannung höhere Frequenz haben kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert. In Fig. ι ist eine Schaltung zur Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen dargestellt, bei der als Hilfsspannung eine Niederfrequenzsehwingung verwendet wird. Die zu verstärkenden Hochfrequenzschwingungen werden den mit ι bezeichneten Klemmen zugeführt, während die verstärkten Hochfrequenzschwingungen den mit 2 bezeichneten Klemmen entnommen werden. Die Verstärkung vollzieht sich in zwei Stufen unter Zuhilfenahme zweier Fünfpolröhren 3 und 4. In den Steuergitterkreis der ersten Fünfpolröhre 3 ist der Sekundärkreis eines auf die zu verstärkenden Schwingungen abgestimmten Hochfrequenzbandfilters 5 eingefügt,Jessen Primärkreis an die Eingangsklemmen 1 angeschlossen ist. Die in der ersten Stufe verstärkten Schwingun^- gen werden über ein gleiches Bandfilter 6 auf das Steuergitter der Fünfpolröhre 4 und die in der zweiten Stufe verstärkten Schwingungen wiederum über ein gleiches'Bandfilter 7 auf die Ausgangsklemmen 2 übertragen. Die Primärkreise der Bandfilter 6 bzw. 7 liegen in den Anodenkreisen der Fünfpolröhren 3 bzw. 4.

An die mit 8 bezeichneten Klemmen ist eine in der Figur nicht eingehender dargestellte Hilfsspannungsquelle angeschlossen. Die Niedarfrequenzhilfsspannung wird mittels eines Transformators 9 in den Steuergitterkreis der Fünfpolröhre 3 übertragen. Die in der ersten Stufe verstärkte Hilfsspannung wird mittels eines Kondensators 10 einem in den Anodenkreis der Fünfpolröhre 3 eingefügten Widerstand 11 entnommen und dem Steuergitter der Fünfpolröhre 4 zugeführt. Die in der zweiten Stufe verstärkte Hilfsspannung wird mittels einer in den Anodenkreis der Fünfpolröhre 4 eingefügten Spule 12 induktiv einer Gkichrichterschaltung 13 zugeführt.

Die in dieser Schaltung gleichgerichtete Hilfsspannung wird nun mit einer Spannung verglichen, die unmittelbar von der Hilfsspannungsquelle geliefert und in einer Gleichrichterschaltung 14 gleichgerichtet wird. Diese direkt von der Hilf sspannungsklemme gelieferte Spannung wird über einen Transformator 15 der Gleichrichterschaltung 14 zügeführt. Das Verhältnis zwischen der vom Transformator 9 in den Gitterkreis der Fünfpolröhre 3 übertragenen Spannung und der über den Transformator 15 der Gleichrichterschaltung 14 zugeführten Spannung wird nun so groß bemessen wie die sich ergebende Verstärkung der beiden Stufen der Verstärkerschaltung.

Die Ausgangswiderstände 16 und 17 der beiden Gleichrichter sind einander entgegengeschaltet, so daß die Differenz der über diese Widerstände auftretenden Spannungen über die Widerstände 18 und 19 als Regelspannung dem Steuergitter der Fünfpolröhre 4 und über einen Widerstand 20 dem Steuergitter der Fünfpolröhre 3 zugeführt wird. Diese Regelspannung wird unter Zuhilfenahme von Kondensatoren 21 und 22 auf die übliche Weise geglättet.

Die Schaltung wirkt folgendermaßen: Wenn der Verstärker so eingestellt ist, daß bei einem bestimmten Wert der Verstärkung die Regelspannung gerade go Null ist, so sind die Gleichspannungen über die Widerstände 16 und 17 gleich groß und entgegengesetzt. Nimmt man z. B. infolge Veränderung der Netzspannung die Verstärkung ab, so wird die Spannung am Widerstand 16 kleiner als diejenige am Widerstand 17. Die beiden Spannungen heben sich dann nicht mehr auf und die Steuergitter erhalten positives Potential, so daß die Verstärkung zunimmt, bis der ursprüngliche Wert der Verstärkung wiederum annähernd erreicht wird. Eine ähnliche Betrachtung gilt für den Fall zunehmender Verstärkung. Die vorliegende Schaltung stellt somit selbsttätig den ursprünglich eingestellten Wert der Verstärkung wieder her.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Verstärkerschaltung nach der Erfindung dargestellt, bei der ebenfalls Hochfrequenzschwingungen verstärkt werden und eine Niederfrequenzhilfsspannung verwendet wird.

Bei dieser Schaltung, die nur eine Verstärkungsstufe enthält, wird die Hilfsspannung dadurch erzeugt, daß die Schaltung zum niederfrequenten Selbstschwingen gebracht wird. Dazu enthält der Gitterkreis der Fünfpolröhre 3 einen auf die erwünschte Frequenz abgestimmten Kreis 23, der induktiv mit einer in den Anoderikreis eingefügten Spule 24 gekoppelt ist. Die erzeugte Spannung wird mittels einer Spule 12 der Gleichrichterschaltung 13 zugeführt. Die selbsttätige Regelung kann häufig dadurch verbessert werden, daß die Hilfsspannung vor der Gleichrichtung noch einmal besonders verstärkt wird; dies ist jedoch in der Figur nicht dargestellt. Die über den Widerstand 16 auftretende, gleichgerichtete Hilfsspannung wird nun über einen Widerstand 20 dem Steuergitter der Fünfpolröhre 3 so zugeführt, daß infolgedessen das Steuergitter

stärker negativ wird. Die Verstärkung nimmt infolgedessen so weit ab, daß noch gerade eine sehr kleine Hilfsspannung erzeugt wird.

Wenn die Verstärkung infolge einer Störung zunehmen oder abnehmen würde, stellt diese sich selbsttätig wieder auf den Punkt, bei dem wiederum der gleiche kleine Wert der Hilfsspannung erzeugt wird.

Die Größe der gleichbleibenden Verstärkung ist ίο regelbar, indem die Rückkopplung zwischen dem Kreis 23 und der Rückkoppelspule 24 verändert wird.

Bei der Schaltung nach Fig. 1, bei der die Hilfsspannung einer Hilfsspannungsquelle entnommen wird, kann die Verstärkung auch dadurch geregelt werden, daß das Verhältnis der zu vergleichenden Spannungen geändert wird.

Die Hilfsspannung muß nicht sinusförmig sein, und man kann unter Umständen auch Kippschwingungen verwenden. Bei Schaltungen, bei denen die Hilfsspannung durch Selbstschwingen erzeugt wird, kann die Rückkopplung über ein Netzwerk erfolgen, das aus Widerständen und Kondensatoren besteht. Ist die Regelspannung nicht sinusförmig, so braucht nur die Grundfrequenz der Spannung außerhalb des Frequenzbereiches der zu verstärkenden Schwingungen zu liegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Verstärkerschaltung, die zur Ermittlung einer von äußeren Bedingungen, wie Speisespannungen, Röhreneigenschaften, Temperatur od. dgl. praktisch unabhängigen Verstärkung eingerichtet ist, wobei eine Hilfsspannung, deren Frequenz außerhalb des Frequenzbereiches der zu verstärkenden Schwingungen liegt, gemeinsam mit diesen Schwingungen verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkten und gleichgerichteten Hilfsspannung eine nur von der Verstärkung der Schaltungsanordnung ab·¹ hängige Regelspannung entnommen wird, mittels derer die Verstärkung der Schaltungsanordnung auf solche Weise nachgeregelt wird, daß sich selbsttätig eine praktisch konstante Verstärkung ergibt.
2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung einer Hilfsspannungsquelle entnommen wird und daß die Regelspannung durch Vergleich der verstärkten Hilfsspannung mit einer unmittelbar von der Hilfsspannungsquelle gelieferten Spannung gebildet wird.
3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung durch Selbstschwingen der' Schaltung erzeugt wird.
4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Hilfsspannung unmittelbar als Regelspannung benutzt wird.
5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung nach der Verstärkung in der Verstärkerschaltung und vor der Gleichrichtung noch einmal besonders verstärkt wird.
6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch 'gekennzeichnet, daß 'die Größe der konstant zu haltenden Verstärkung dadurch regelbar ist, daß das Verhältnis der zu vergleichenden Spannungen geändert wird.
7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der kon- ■ stanten Verstärkung dadurch geregelt wird, daß die Rückkopplung der selbstschwingenden Schaltung geändert wird.
8. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsspannung eine K'ippschwingung verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5587 12.