Verstärkeranordnung mit Koppelfilter Die Erfindung betrifft eine aus
mehreren Röhrenstufen bestehende Verstärkeranordnung mit einem zugeordneten Bandsieb
relativ großer Bandbreite
( f2 -fi > o,=, dabei sind fl und
f2 die Grenzfrequen-
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zen des Durchlaßbereiches), bei der das Filter in
einzelne Teilfilter aufgeteilt ist, die wenigstens zum größeren Teil als Koppelelemente
zwischen den einzelnen Röhrenstufen benutzt sind. Die Erfindung hat sich die Aufgabe
gestellt, bei gegebenen Eigenschaften der Röhren innerhalb des Durchlaßbereiches
die- gesamte Verstärkung möglichst groß und möglichst konstant zu machen. Gemäß
der Erfindung sind zu diesem Zweck entweder die Eingangswellenwiderstände der Teilfilter
und ebenso die Ausgangswellenwiderstände bei gleichem Vierpolübertragungsmaß widerstandsreziprok
zu machen, oder aber dieTeilfilter sind so aufzubauen und zu bemessen, daß das Vierpolübertragungsmaß
der Teilfilter bei gleichbleibenden Wellenwiderständen reziprok zu einer mittleren
Frequenz verläuft. Durch diese Maßnahme der Erfindung wird eine geringe Durchlaßdämpfungsverzerrung
erreicht.Amplifier arrangement with coupling filter The invention relates to an amplifier arrangement consisting of a plurality of tube stages with an associated band sieve of a relatively large bandwidth (f2 -fi > o, =, where fl and f2 are the cut-off frequencies
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zen of the pass band), at which the filter in
individual sub-filter is divided, which are used at least for the greater part as coupling elements between the individual tube stages. The invention has set itself the task of making the entire gain as large as possible and as constant as possible, given the properties of the tubes within the transmission range. According to the invention, either the input wave resistances of the sub-filters and also the output wave resistances with the same four-pole transmission factor are to be made resistance reciprocal, or the sub-filters are to be constructed and dimensioned in such a way that the four-pole transmission factor of the sub-filters is reciprocal to a mean frequency with constant wave resistance. By this measure of the invention, a low transmission loss distortion is achieved.
Man kann beispielsweise zu diesem Zweck Hochpässe HP und Tiefpässe
TP verwenden (Fig. i). Nachstehend werde zunächst der Fall betrachtet, daß Eingangs-
und Ausgangswellenwiderstand jedes Teil-
Filters widerstandsreziprok
zueinander sind, d. h. es sich um antimetrische Filter handelt. Durch diese Maßnahme
kann vor allem erreicht werden, daß man zwischen allen Röhrenstufen mit der gleichen
Anzahl von Elementen auskommt.For example, high-pass filters HP and low-pass filters TP can be used for this purpose (FIG. I). In the following, the case will first be considered in which the input and output characteristic impedance of each sub-filter are reciprocal in resistance to one another, that is to say they are antimetric filters. This measure can above all ensure that the same number of elements can be used between all tube stages.
Da man die Teilfilter mit Rücksicht auf die Verstärkung nur auf der
Ausgangsseite angepaßt betreiben kann, so ist die Übertragungsgröße ea durch das
Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsstrom bestimmt. Es ist also
Wie in der Fig. i dargestellt ist, werden die Hoch-und Tiefpässe so aufgebaut, daß
sie von der einen Seite einen T-förinigen und von der anderen Seite einen n :örmigen
Aufbau zeigen. Das Produkt der sich so ergebenden Wellenwiderstände Z1 und Z2 ist
eine Konstante. Es gilt also z1. Z2 - Zz. (2) Den Abschlußwiderstand R der Teilfilter
macht man insbesondere etwa gleich der Wurzel aus dem Produkt der beiden Wellenwiderstände,
also
Für die Übertragungsgröße des einen Teilfilters, z. B. des ersten Hochpasses
HP bzw. des ersten Tiefpasses TP, ergibt sich dann
wenn mit g die Vierpolübertragungsgröße bezeichnet ist. Der nächste Hochpaß bzw.
Tiefpaß, der beispielsweise zwischen die nächsten Röhrenstufen geschaltet werden
kann, besteht aus einem ganz gleichen Vierpol, jedoch sind Eingangs- und Ausgangsklemmen
miteinander vertauscht. Man erhält dann für die Übertragungsgröße
und für die Übertragungsgröße beider Hochpässe bzw. Tiefpässe zusammen
Für den Durchlaßbereich ergibt sich hierbei
Als Realteil (Dämpfungsanteil) eB erhält man demnach
Setzt man nun sing a = i, so ergibt sich
Ohne die Vertauschung von Eingangs- und Ausgangsklemmen beim zweiten Hochpaß, wenn
also die beiden Hochpässe im gleichen Sinne eingeschaltet wären, hätte sich für
den Realteil der Übertragungsgröße ea hingegen
ergeben. Setzt man in dieser Gleichung cos2a = z, so erhält man für die Dämpfung
im Durchlaßbereich
Durch die Vertauschung von Eingang und Ausgang bei gleichen Vierpolen erreicht man
also, daß sich die Einflüsse der Stoßstellen größtenteils aufheben. Dadurch wird
die Dämpfungsverzerrung im Durchlaßbereich stark herabgesetzt.Since the sub-filters can only be operated in an adapted manner with regard to the gain on the output side, the transfer variable ea is determined by the ratio of input to output current. So it is As shown in FIG. I, the high and low passes are constructed in such a way that they have a T-shaped construction on one side and an n-shaped construction on the other. The product of the resulting wave resistances Z1 and Z2 is a constant. So we have z1. Z2 - Zz. (2) The terminating resistance R of the sub-filters is made approximately equal to the square root of the product of the two wave resistances, that is For the transfer size of one sub-filter, e.g. B. the first high-pass filter HP or the first low-pass filter TP then results if g is the quadrupole transfer rate. The next high-pass filter or low-pass filter, which can be switched between the next tube stages, for example, consists of exactly the same quadrupole, but the input and output terminals are interchanged. One then obtains for the transfer size and for the transmission size of both high passes or low passes together This results in for the pass band The real part (damping part) eB is therefore obtained If one now sets sing a = i, the result is Without the interchanging of input and output terminals for the second high-pass filter, that is to say if the two high-pass filters were switched on in the same sense, the real part of the transmission variable ea result. If one sets cos2a = z in this equation, one obtains for the attenuation in the pass band By interchanging input and output with the same quadrupole, one achieves that the influences of the joints largely cancel each other out. This greatly reduces the attenuation distortion in the pass band.
In der Fig. x ist ein Verstärker mit fünf Röhrenstufen V1 bis V6 schematisch
dargestellt. In die vier Lücken sind zwei Tiefpässe und zwei Hochpässe in der vorstehend
beschriebenen Weise eingeschaltet. Jeder von ihnen besteht aus drei Halbgliedern,
aber er könnte auch mit jeder anderen ungeraden Zahl von Halbgliedern ausgeführt
werden. Es ist dabei ebenso möglich, Hochpässe und Tiefpässe miteinander zu vereinigen,
beispielsweise könnte bei nur drei Röhrenstufen der erste Tiefpaß mit dem ersten
Hochpaß und der zweite Tiefpaß mit dem zweiten Hochpaß vereinigt werden. Ebenso
ist es auch möglich, Teilfilter hinter der letzten Röhrenstufe anzuordnen. Vorstehende
Untersuchungen des antimetrischen Falles gelten sinngemäß auch für symmetrische
Teilfilter.An amplifier with five tube stages V1 to V6 is shown schematically in FIG
shown. In the four gaps there are two low passes and two high passes in the above
described way switched on. Each of them consists of three half-links,
but it could also be executed with any other odd number of semicircles
will. It is also possible to combine high and low passes,
for example, with only three tube stages, the first low-pass filter with the first
High pass and the second low pass are combined with the second high pass. as well
it is also possible to arrange partial filters behind the last tube stage. Foregoing
Investigations of the antimetric case also apply accordingly to symmetrical ones
Partial filter.
Bei Anwendung von Bandfiltern als Teilfilter ergibt sich bei Anwendung
der Erfindung, daß die Schwingkreise der Teilfilter einmal induktiv und einmal kapazitiv
gekoppelt sind, wie es in der Fig. 2 für zwei Teilbandfilter BFl und BF2 schematisch
dargestellt ist. Bei der Verwendung von Bandsieben ist es im allgemeinen nicht zweckmäßig,
diese, wie bei den Hoch- und Tiefpässen dargestellt, teils mit T-Wellenwiderständen
teils mit z- Wellenwiderständen auszuführen. Es ist hierfür vielmehr vorteilhaft,
die 3z-Form zu wählen, um die unvermeidlichen Röhren- und Schaltungskapazitäten
unschädlich zu machen. Mit Rücksicht auf einen möglichst geringen Aufwand von Elementen
ist es auch zweckmäßig, unversteilerte, einwertige.Bandsiebe zu wählen, die entweder
bei der Frequenz Null oder Unendlich eine Unendlichkeitsstelle der Dämpfung haben.
Die Bandsiebe werden vorteilhaft so gewählt, daß die Hälfte von ihnen den Dämpfungspol
bei Null, die andere Hälfte bei Unendlich hat, um so einen. etwa symmetrischen Dämpfungsverlauf
zu erhalten. Die Röhrenkapazitäten und die Verlustwiderstände der Schaltung und
der Schaltelemente werden zweckmäßig in die Schaltung mit einbezogen. Bei der induktiven
Kopplung, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, kann gegebenenfalls die gekoppelte
Spule eingespart werden, wenn die beiden Spulen der Schwingkreise in anderer Weise
miteinander induktiv gekoppelt werden.
Liegt der Dämpfungspol bei
Unendlich, .so ergibt sich die Übertragungsgröße
Um die Übertragungsgröße für den Dämpfungspol bei Null zu erhalten, ist in der obigen
Gleichung o durch °@l @'2 zu ersetzen.When using band filters as sub-filters, the application of the invention results in the resonant circuits of the sub-filters being coupled inductively and capacitively, as is shown schematically in FIG. 2 for two sub-band filters BF1 and BF2. When using belt sieves, it is generally not expedient to implement them partly with T-wave resistances and partly with z-wave resistances, as shown in the case of the high and low passes. Rather, it is advantageous to choose the 3z shape in order to render the unavoidable tube and circuit capacities harmless. With a view to minimizing the cost of elements, it is also advisable to choose undivided, single-valued belt sieves that have an infinity point of attenuation either at frequency zero or at infinity. The band sieves are advantageously chosen so that half of them have the damping pole at zero, the other half at infinity, so one. to obtain approximately symmetrical attenuation curve. The tube capacitances and the loss resistances of the circuit and the switching elements are expediently included in the circuit. With the inductive coupling, as shown in FIG. 2, the coupled coil can optionally be saved if the two coils of the resonant circuits are inductively coupled to one another in a different manner. If the attenuation pole is at infinity, then the transfer size results In order to obtain the transfer variable for the attenuation pole at zero, replace o in the above equation by ° @ l @ '2.
Schaltet man nun zwei derartige Siebe zusammen, so erhält man gleiche
Gesamtdämpfung für jedes Paar von Frequenzen, das geometrisch symmetrisch zur Mittelfrequenz
des Übertragungsbereiches liegt.If you now connect two such sieves together, you get the same total attenuation for each pair of frequencies that are geometrically symmetrical to the center frequency of the transmission range.