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Verstärkerschaltung mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung
Von Wechselstromverstärkern für Ton- und Hochfrequenz wird häufig verlangt, daß
ihr von ihren Ausgangsklemmen bzw. von dem angeschlossenen Verbraucher aus gesehener
Innenwiderstand einen ganz bestimmten Wert haben soll. Die Erfüllung dieser Forderung
macht bei Verwendung einer Triode in der Endstufe keine besonderen Schwierigkeiten,
da diese Röhren zumeist einen verhältnismäßig niedrigen Innenwiderstand aufweisen
und dann der verlangte Innenwiderstand beispielsweise durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses
des Ausgangsübertragers erhalten werden kann.
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Anders liegen die Verhältnisse bei der Verwendung von Pentoden, deren
innerer Widerstand im allgemeinen sehr hoch liegt und die mit Rücksicht auf die
durch sie hervorgerufenen Verzerrungen mit einem gegenüber dem Innenwiderstand wesentlich
niedrigerem Außenwiderstand betrieben werden sollten. Eine an sich bekannte Lösung,
die darin besteht, den Innenwiderstand durch Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes
zur Primär- oder Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers zu bestimmen, ist wegen
der damit verbundenen Leistungsverluste unzweckmäßig.
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Ein anderer bekannter Weg, den Innenwiderstand eines Verstärkers zu
ändern, besteht in der Anwendung einer Gegenkopplung. Eine solche ist häufig schon
aus Gründen der Verzerrungsfreiheit und der Unabhängigkeit der Verstärkung von Betriebsspannungsschwankungen
erwünscht. Da der Verstärkerinnenwiderstand vom Gegenkopplungsgrad abhängt, gehört
zu jedem Gegenkopplungsgrad auch ein ganz bestimmter Innenwiderstand. Es besteht
nun die Möglichkeit, den Gegenkopplungsgrad so zu wählen, daß hinsichtlich Innenwiderstand
des Verstärkers, Verzerrungsfreiheit, Verstärkungsgrad und Unabhängigkeit
der
Verstärkung von Betriebsspannungsschwankungen die gestellten Anforderungen weitgehend
erfüllt werden.
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Aus verschiedenen Gründen, z. B. um bei jeder Verstärkung die größtmögliche
Verzerrungsfreiheit zu erzielen, wird oft auch der Verstärkungsgrad geändert, indem
man den Gegenkopplungsgrad verändert. Dies hat aber, wie bereits erwähnt, in der
Regel auch eine Änderung des Innenwiderstandes zur Folge. Ander@rseits liegt häufig
der Wunsch vor, den Verstärkungsgrad beliebig einstellen zu können, ohne daß sich
dabei der Innenwiderstand des Verstärkers ändert.
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Es sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt, die auch
dieses Problem mit Hilfe von Gegenkopplungsschaltungen lösen, und zwar mit Hilfe
einer Kombination von Strom- und Spannungskopplung. Dabei werden die beiden von
der Strom- und Spannungsgegenkopplung herrührenden Gegenkopplungsspannungen oder
-ströme zunächst in einem bestimmten Verhältnis zusammengesetzt und dann wird die
resultierende Spannung bzw. der resultierende Strom über ein einstellbares Dämpfungsglied
od. dgl. an diejenige Stelle des Verstärkers geführt, an der die Gegenkopplungsspannung
bzw. der Gegenkopplungsstrom zur Wirkung kommen soll.
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In der Fig. z ist eine dieser bekannten Schaltungsanordnungen dargestellt,
die eine Änderung des Verstärkungsgrades ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes
gestattet. In dieser Schaltung ist die Endröhre des Verstärkers mit drei Ohmschen
Widerständen zu einer Brücke zusammengeschaltet. In dem einen Diagonalzweig dieser
Brückenanordnung liegt der Ausgangsübertrager, der andere Diagonalzweig wird durch
den Eingangswiderstand des in der gemeinsamen Gegenkopplungsleitung liegenden Dämpfungsgliedes
gebildet. In dieser Figur bedeuten R" den über den Ausgangsübertrager
A Ü angeschalteten Verbraucher, Ri den inneren Widerstand der Endröhre, RI,
R2, R3 die Ohmschen Widerstände, die zusammen mit Ri die Brückenanordnung bilden,
B ein Dämpfungsglied veränderbarer Dämpfung in dem sich über alle drei Stufen des
Verstärkers erstreckenden Gegenkopplungsweg, C, einen Siebkondensator, der im Übertragungsbereich
wechselstrommäßig einen Kurzschluß darstellt, Ct einen Trennkondensator, der lediglich
zur Fernhaltung der im Anodenkreis der Endröhre vorhandenen hohen Gleichspannung
vom Gitterkreis der ersten Röhre dient, der also wechselstrommäßig ebenfalls einen
Kurzschluß darstellt.
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Der vom Verbraucher Ra aus gesehene Innenwiderstand dieser Verstärkerschaltung
ist bekanntlich dann unabhängig von der Größe der Dämpfung des Dämpfungsgliedes
B bzw. vom Gegenkopplungsgrad, wenn die Bedingung
erfüllt ist, d. h. wenn die obengenannte Brückenanordnung vom Verbraucher aus gesehen
sich im Gleichgewicht befindet.
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Bei dieser und ähnlichen, nach dem gleichen Prinzip arbeitenden Schaltungen
handelges sich stets darum, daß der innere Widerstand der Endröhre einen Zweig einer
Brückenschaltung darstellt, in deren einem Diagonalzweig der Verbraucher liegt und
von deren anderem Diagonalzweig die Gegenkopplungsspannung abgenommen und über ein
veränderbares Glied dem Eingangskreis des Verstärkers bzw. einer anderen geeigneten
Stelle des Verstärkers zugeführt wird.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Anwendung derartiger Schaltungsanordnungen
gewisse Schwierigkeiten auftreten. So kann beispielsweise bei Breitbandverstärkern
oder Verstärkern für Hochfrequenz diese Schaltung häufig deshalb nicht ohne zusätzliche
Mittel angewendet werden, weil die unvermeidbare Kapazität zwischen anodenseitiger
Übertragerwicklung und Übertragerkern, die wechselstrommäßig als parallel zu R3
liegend gedacht werden kann, den Brückenabgleich stört und damit den Zweck der Schaltung
bei hohen Frequenzen auch nicht mehr näherungsweise erfüllbar macht. Da bei dieser
Schaltung auch die anodenseitige Wicklung nicht wechselstrommäßig an Erde gelegt
werden kann, ist es auch nicht möglich, auf den Ausgangsübertrager zu verzichten,
da dann die Belastung selbst das Brückengleichgewicht störend beeinflussen würde.
Schließlich kann der für die Stromgegenkopplung erforderliche Widerstand R3 nicht
gleichzeitig zur Erzeugung der Gittervorspannung der Endröhre benutzt werden.
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Es ist zwar eine weitere Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei
der die Gegenkopplungsspannung von einer besonderen Wicklung des Ausgangsübertragers
abgenommen und mit der vom Kathodenwiderstand abgeleiteten stromabhängigen Gegenkopplungsspannung
kombiniert wird, wobei die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden, jedoch
ergeben sich hierbei insbesondere bei Breitbandverstärkern erhebliche Schwierigkeiten
in der Realisierung dieser zusätzlichen Übertragerwicklung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
für Verstärker zu schaffen, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Änderung
des Verstärkungsgrades durch Änderung des Gegenköpplungsgrades ohne Beeinflussung
des Innenwiderstandes ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dies mit Hilfe einer Schaltung mit kombinierter
Strom- und Spannungsgegenkopplung erreicht, in der die beiden Gegenkopplungsspannungen
auf getrennten Wegen vom Ausgangskreis auf den Eingangskreis des Verstärkers zurückgeführt
und erst in letzterem derart zusammengesetzt werden, daß bei Änderung der wirksamen
Gegenkopplung das Verhältnis
der Gegenkopplungsfaktoren a und ß konstant und gleich dem Verstärkerinnenwiderstand
Ri ist.
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In dieser Gleichung ist a der Spannungsgegenkopplungsfaktor und ß
der Stromgegenkopplungsfaktor. Es sind zwar bereits Verstärkerschaltungen mit mehreren
getrennten Gegenkopplungswegen bekannt, jedoch haben in diesen Schaltungen die Gegenkopplungen
eine andere Aufgabe. Sie sind daher auch nicht geeignet, eine Verstärkungsgradregelung
ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes durchzuführen.
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Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ermöglicht nicht nur,
die anodenseitige Wicklung des
Ausgangsübertragers wechselstrommäßig
zu erden und damit die störenden Kapazitätseinflüsse zu unterbinden, sondern gestattet
sogar, auf den Ausgangsübertrager völlig zu verzichten. Ferner läßt sich der für
die Stromgegenkopplung erforderliche Widerstand gleichzeitig zur Erzeugung der Gittervorspannung
der Endröhre benutzen. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip läßt sich sowohl
auf einstufige als auch auf mehrstufige Verstärker anwenden. Die häufigste Anwendung
in der Praxis dürfte aber bei den mehrstufigen Verstärkern liegen.
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Im folgenden sollen zunächst die Bedingungen näher dargelegt werden,
die erfüllt sein müssen, wenn eine Verstärkungsgradänderung mittels Gegenkopplung
ohne Änderung des Innenwiderstandes erfolgen soll.
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Für den Innenwiderstand eines gegengekoppelten Verstärkers gilt die
Beziehung
dabei bedeuten Ri' den Verstärkerinnenwiderstand des gegengekoppelten Verstärkers,
R% den Innenwiderstand ohne Gegenkopplung, v. den Verstärkungsgrad des leerlaufenden,
nicht gegengekoppelten Verstärkers, d. h. das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangswechselspannung,
wenn der Verstärker ohne Gegenkopplung betrieben wird und der Verbraucherwiderstand
Ra -> ao geht, a den Spannungsgegenkopplungsfaktor, d. h. das Verhältnis des von
der Spannungsgegenkopplung herrührenden Anteils der im Eingangskreis zur Wirkung
kommenden Gegenkopplungsspannung zur Ausgangsspannung, ß den Stromgegenkopplungsfaktor,
d. h. das Verhältnis des von der Stromgegenkopplung herrührenden Anteils der im
Eingangskreis zur Wirkung kommenden Gegenkopplungsspannung zum Ausgangsstrom.
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Man erkennt aus der angegebenen Innenwiderstandsbeziehunz, daß im
Fall
die beiden Gegenkopplungsanteile sich in ihrer Wirkung auf den Innenwiderstand des
gegengekoppelten Verstärkers aufheben. Daraus folgt, daß eine Änderung der Gesamtgegenkopplung,
die den Innenwiderstand Ri' des gegengekoppelten Verstärkers nicht beeinflußt, nur
dann möglich ist, wenn erstens von vornherein das Verhältnis des Stromgegenkopplungsfaktors
ß zum Spannungsgegenkopplungsfaktor a gleich dem Innenwiderstand des nicht gegengekoppelten
Verstärkers gewählt wird, und wenn zweitens die Änderung der Gegenkopplung derart
erfolgt, daß das Verhältnis
konstant bleibt. Diese Erkenntnis wird bei den bisher bekannten Schaltungen in der
Weise ausgenutzt, daß bereits im Ausgangskreis des Verstärkers durch eine geeignete
Schaltungsanordnung, z. B. die Brückenschaltung, eine einzige Gegenkopplungsspannung
abgenommen wird, die von vornherein je einen Strom- und einen Spannungsgegenkopplungsanteil
enthält, wobei das Verhältnis dieser Anteile der oben angegebenen Bedingung entspricht.
Völlig getrennt voneinander treten die beiden Anteile gar nicht auf, dies liegt
in der Natur der Brückenschaltung bzw. dieser äquivalenten Schaltungen.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung werden die beiden Gegenkopplungsanteile
getrennt voneinander dem Ausgangskreis entnommen und ebenso getrennt voneinander
dem Eingangskreis zugeführt, in dem erst die Zusammensetzung im richtigen Verhältnis
erfolgt. Die Änderung der Gegenkopplung geschieht dann durch Änderung der Summe
der beiden Anteile ohne Beeinflussung ihres Verhältnisses.
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Das Prinzip dieser Schaltung sei im folgenden an Hand einiger Beispiele
näher erläutert.
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Fig. Z zeigt die Schaltung eines einstufigen Verstärkers mit Strom-
und Spannungsgegenkopplung sowie Verstärkungsregelung durch gleichzeitige Änderung
beider Gegenkopplungsanteile. Wie bereits erwähnt, empfiehlt sich die Anwendung
dieses Schaltungsprinzips vor allem bei mehrstufigen Verstärkern. Aber auch beim
einstufigenVerstärker kann man bereits die wesentlichen Merkmale des Schaltungsprinzips
erkennen.
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Die Stromgegenkopplung wird durch den Kathodenwiderstand Rk bewirkt,
die Spannungsgegenkopplung durch den Zweig Ct, R1, R2, wobei Ct als Trennkondensator
lediglich den Zweck hat, das Fließen eines Gleichstromes über R1 und R2 zu verhindern.
Im Übertragungsbereich muß daher
> R1 -i- R2 sein. Schon um durch die Gegenkopplungseinrichtung möglichst wenig Leistung
zu verbrauchen, wird man R, + R, groß gegen den auf die Anodenseite übersetzten
Verbraucherwiderstand Ra wählen, entsprechend Rk klein gegen Ra . ü2. In diesem
Fall, und wenn R3 > R2 + Rk ist sowie der Abgriff von R, bei R2 liegt, gilt näherungsweise
Ist Ri der innere Widerstand der Röhre, dann muß
gewählt werden, damit beide Gegenkopplungsanteile sich in ihrer Wirkung auf den
Verstärkerinnenwiderstand aufheben. Da die Summe der beiden Gegenkopplungsspannungen
am Widerstand R3 liegt, ändert sich das Verhältnis der beiden Gegenkopplungsanteile
nicht, wenn im Gitterkreis nicht die volle an R3 liegende Gegenkopplungsspannung
zur Wirkung kommt, sondern nur ein Teil dieser Spannung. Man kann deshalb R3 mit
einem verschiebbaren Abgriff versehen und als wirksame Gegenkopplungsspannung im
Gitterkreis den zwischen diesem Abgriff und Kathode der Röhre vorhandenen Spannungsabfall
benutzen.
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In der Schaltung nach Fig. 2 liegt zwischen dem Abgriff von R3 und
dem unteren Ende der Gitterwicklung des Eingangsübertragers ein Kondensator C" sowie
zwischen demselben Ende der Gitterwicklung und dem negativen Anschluß der Anodenspannungsquelle
ein Widerstand Re. Im Übertragungsbereich muß R9 >
R3 sowie
<< R, sein. Der Kondensator C, verhindert, daß der Arbeitspunkt der Röhre
vom
eingestellten Gegenkopplungsgrad abhängt; R" hat lediglich den Zweck, die durch
den Spannungsabfall des Anodenstroms an Rk hervorgerufene Gleichspannung an das
Gitter zu bringen. C, und R, können aber auch in bekannter Weise als Gitterkondensator
und Gitterableitwiderstand angeschaltet werden.
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Durch die beschriebene Art der Schaltung, die angegebene Dimensionierung
und die Art der Änderung der Gegenkopplung ist es also möglich, den Verstärkungsgrad
zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen. Die hierzu angegebenen Formeln
sind Näherungsformeln, die nur unter den dabei gemachten Voraussetzungen gelten.
In der Praxis können diese Voraussetzungen meistens verwirklicht werden. Aber selbst
dann, wenn das nicht der Fall ist, läßt sich das Prinzip der Anordnung ohne weiteres
anwenden und die Schaltung beibehalten. Die Bedingungsgleichung
= Ri gilt auf jeden Fall; die Formeln für a und ß werden dann allerdings etwas umständlicher.
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Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist es zwar möglich, den Verstärkungsgrad
durch Änderung der Gegenkopplung zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen,
doch hat der Innenwiderstand dabei den gleichen Wert wie ohne jede Gegenkopplung.
Will man nun erstens einen Innenwiderstand des Verstärkers, der einen anderen Wert
hat als beim nicht gegengekoppelten Verstärker, und zweitens den Gegenkopplungsgrad
ändern, ohne den geforderten Verstärkerinnenwiderstand zu beeinflussen, dann läßt
sich. dies grundsätzlich dadurch erreichen, daß man zunächst den Verstärkerinnc
nwiderstand durch eine entsprechende urveränderbare Rückkopplung auf den gewünschten
Wert bringt, und dann auf den bereits rückgekoppelten Verstärker das Prinzip der
kombinierten Strom- und Spannungsgegenkopplung in entsprechender Weise anwendet.
Die Bedingung
- Ri für die beiden der Änderung unterworfenen Anteile der kombinierten Gegenkopplung
besteht nach wie vor, Ri bedeutet aber jetzt den durch die zusätzliche urveränderbare
Rückkopplung bereits auf den verlangten Wert gebrachten Vcrstärkerinnenwiderstand.
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Die Art der zusätzlichen urveränderbaren Rückkopplung richtet sich
danach, ob der gegebene innere Widerstand der Endröhre des Verstärkers zu groß oder
zu klein ist. Falls eine Herabsetzung des inneren Widerstandes erforderlich ist,
wie dies in der Praxis wohl meistens vorkommen dürfte, muß die feste zusätzliche
Rückkopplung entweder als Spannungsgegenkopplung oder als Strommitkopplung ausgeführt
werden; ist eine Erhöhung des inneren Widerstandes notwendig, dann kann dies entweder
durch Stromgegenkopplung oder durch Spannungsmitkopplung erfolgen.
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Beim mehrstufigen Verstärker ist die Einführung einer zusätzlichen
unveränderlichen Rückkopplung mit einfachsten Mitteln immer ohne weiteres möglich,
beim einstufigen Verstärker führt aber das hier beschriebene Schaltungsprinzip zusammen
mit einer festen zusätzlichen Rückkopplung zu komplizierten Ausführungsformen, wenn
verlangt wird, daß eine Änderung des Gegenkopplungsgrades in weiten Grenzen und
stufenlos erfolgen soll. Nur dann, wenn die Änderung des Gegenkopplungsgrades in
Stufen erfolgen kann oder wenn nur verhältnismäßig kleine Änderungen gefordert werden,
kommt man auch beim einstufigen Verstärker mit geringem Aufwand aus. Grundsätzlich
ist jedoch auch hier eine Lösung möglich. Im folgenden werden zuerst noch einige
Schaltungsbeispiele von mehrstufigen Verstärkern behandelt, dann soll noch kurz
auf den erwähnten Sonderfall des einstufigen Verstärkers eingegangen werden.
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Fig. 3 zeigt die Schaltung eines zweistufigen Verstärkers mit einer
unveränderlichen Spannungsgegenkopplung zur Erreichung eines Innenwiderstandes,
der kleiner ist als beim überhaupt nicht gegengekoppelten Verstärker,und mit je
einer über beide Stufen sich erstreckenden Strom- und Spannungsgegenkopplung, mit
der eine den Innenwiderstand nicht beeinflussende Verstärkungsänderung bzw. -einstellung
bewirkt wird. Die urveränderbare Spannungsgegenkopplung zur Erzielung des geforderten
Verstärkerinnenwiderstandes kommt dadurch zustande, daß in bekannter Weise ein Ohmscher
Widerstand geeigneter Größe die Anoden der beiden Röhren miteinander verbindet.
Die durch diesen Widerstand R, verursachte SpannungsgEgenkopplung wirkt sich daher
nur auf die Endstufe des Verstärkers aus.
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Die Hauptgegenkopplung, die zur Verstärkungsregelung benutzt wird,
erstreckt sich über beide Verstärkerstufen, d. h. vom Ausgangskreis zum Eingangskreis.
Der Spannungsgegenkopplungsanteil wird durch den Zweig Ct, R2, R3, der Stromgegenkopplungsanteil
durch den Zweig Rs, R6 in den Gitterkreis der ersten Röhre geführt. Die Summe der
an R6 und R3 auftretenden Spannungsabfälle ist die maximale Gegenkopplungsspannung,
die im Gitterkreis der ersten Röhre auftreten kann. Im Gitterkreis dieser Röhre
befindet sich im Prinzip die gleiche Anordnung, wie sie bereits beim einstufigen
Verstärker nach Fig.2 besprochen wurde. Als tatsächlich zur Wirkung kommende Gegenkopplungsspannung
wird die zwischen dem Abgriff des Widerstandes R7 und der Kathode der ersten Röhre
bestehende Spannung benutzt. Falls Rg >
' R7 gewählt wird, ändert eine Verschiebung des Abgriffes an R7 das
Verhältnis der beiden Gegenkopplungsanteile nicht. Für dieses Verhältnis selbst
gilt dasselbe wie oben. Es muß
= Ri gewählt werden, damit die beiden Anteile der Gegenkopplung sich in ihrer Wirkung
auf den Verstärkerinnenwiderstand aufheben. Die Verschiebung des Abgriffs an R7
hat dann zwar eine Änderung von a und von ß zur Folge, nicht aber eine Änderung
ihres Verhältnisses.
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Ri ist dabei der durch die Eingangsgegenkopplung der Endstufe bestimmte
Innenwiderstand, der bereits vorhanden ist, wenn die sich über beide Stufen erstreckende
Gegenkopplung abgeschaltet wird. Er entspricht dem inneren Widerstand der Endröhre,
der durch die auf diese selbst wirkende, von R4 herrührende Stromgegenkopplung heraufgesetzt
und durch die von R1 verursachte Spannungsgegenkopplung wieder vermindert wird.
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Die Schaltung nach Fig. 3 weist alle eben erwähnten Vorteile gegenüber
der bekannten Brückengegenkopplungsschaltung
(Fig. z) auf. Die
Anodenwicklung des Ausgangsübertragers liegt einseitig wechselstrommäßig an Erde;
der für die Stromgegenkopplung im Ausgangskreis erforderliche Widerstand wird gleichzeitig
zur Erzeugung der Gittervorspannung der Endröhre benutzt.
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Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines dreistufigen Verstärkers, dessen
Endstufe wieder in sich gegengekoppelt ist (Stromgegenkopplung durch R., streng
genommen durch Parallelschaltung von R4 und RS -1- R3; Spannungsgegenkopplung durch
R1). Durch die eigene Gegenkopplung der Endstufe wird der geforderte Innenwiderstand
des Verstärkers erzielt. Eine weitere Gegenkopplung erstreckt sich über alle drei
Stufen, und zwar über die beiden Wege Ct, R2, R6 und R" R5, R3 (Ct = Trennkondensator).
Die Summe der über diese beiden Wege in den Eingangskreis gelangenden Gegenkopplungsspannungen
liegt an R7. C7 ist ein Trennkondensator, der bewirkt, daß die Gittervorspannung
der ersten Röhre unabhängig von der Stellung des Abgriffs an R7 wird. Als wirksame
Gegenkopplungsspannung dient die zwischen dem Abgriff von R7 und der Kathode der
Röhre Rö r liegende Teilspannung. Die Stellung des Abgriffs beeinflußt den Verstärkerinnenwiderstand
nicht, wenn für die beiden Anteile der über alle drei Stufen sich erstreckenden
Gegenkopplung die Bedingung Ri =
erfüllt ist.
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Selbstverständlich sind die verschiedensten Abwandlungen der vorstehend
nur als Ausführungsbeispiele beschriebenen Verstärkerschaltungen möglich, bei denen
das der Erfindung zugrunde liegende Schaltungsprinzip ebenfalls angewendet werden
kann. Es ist hierbei vor allem darauf hinzuweisen, daß die kombinierte Strom- und
Spannungsgegenkopplung auch ohne weiteres frequenzabhängig ausgebildet sein kann
und damit dem Verstärker ein ganz bestimmter gewünschter Frequenzgang erteilt werden
kann. Die Einstellung des Verstärkungsgrades kann auch in diesem Fall nach dem beschriebenen
Schaltungsprinzip erfolgen. `Feder die Frequenzabhängigkeit der Gegenkopplung noch
die Änderung des Verstärkungsgrades wirkt sich dabei irgendwie auf den Verstärkerinnenwiderstand
aus. Schließlich ist es auch möglich, den Frequenzgang selbst in einfachster Weise
zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen.
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Aus der großen Zahl von Lösungsmöglichkeiten für die vorstehend genannten
erweiterten Regelaufgaben sollen einige weitere Schaltungsbeispiele lediglich die
Gesichtspunkte aufzeigen, die zu beachten sind, damit alle den Frequenzgang und
den Verstärkungsgrad betreffenden Maßnahmen keinen Einfluß auf den Verstärkerinnenwiderstand
ausüben.
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In Fig. 5 ist der Eingangskreis eines mehrstufigen Verstärkers'dargestellt.
I und II sind die beiden vom Ausgangskreis ausgehenden Gegenkopplungswege, entsprechend
Fig. 3 oder 4. Wesentlich ist nun, daß im gesamten Übertragungsbereich
gilt. Die Frequenzabhängigkeit der Gegenkopplung kommt in Fig.5 dadurch zustande,
daß vor dem Widerstand R7, an dem die Gcgenkopplungsspannung abgegriffen wird, ein
Kondensator C7 liegt. Durch geeignete Wahl der Größe dieses Kondensators wird erreicht,
daß die wirksame Gegenkopplungsspannung im Gitterkreis der Röhre Rö z mit steigender
Frequenz anwächst, die Verstärkung demnach mit wachsender Frequenz fällt. Ersetzt
man C7 durch eine Induktivität, dann passiert das Umgekehrte.
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Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, daß an Stelle von C7
und R7 jetzt ein aus den beidenWiderständen R7 und R$ und dem Kondensator C7 bestehendes
Zweipol liegt. Es sei wieder
dann wird davon, was im Zweig C7, R7, R3 gemacht wird, der Innenwiderstand nicht
beeinflußt, vorausgesetzt selbstverständlich, die Bedingung
= R2 ist bezüglich der an R3 bzw. R, auftretenden GegenkOpplungsspannungsanteile
erfüllt.
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Die im Gitterkreis wirksame Gegenkopplungsspannung fällt hier mit
steigender Frequenz, die Verstärkung wächst daher mit steigender Frequenz. Die umgekehrte
Wirkung tritt ein, wenn an Stelle von C7 eine Induktivität verwendet wird. Man erkennt,
daß es hier hinsichtlich der erreichbaren Frequenzgänge eine Fülle von Möglichkeiten
gibt, die hier nicht alle erläutert zu werden brauchen. Beachtet werden muß lediglich,
daß der Scheinwiderstand des die beiden Widerstände R, und R3 überbrückenden Zweiges
groß gegen R, + R3 sein muß. Um wieviel größer allerdings der Scheinwiderstand dieses
Zweiges als (R6 -j- R3) zweckmäßig gewählt wird, hängt lediglich davon ab, welche
Abweichungen des Verstärkerinnenwiderstandes von seinem Sollwert zulässig sind.
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Macht man in der Schaltung nach Fig. .4 den Trennkondensator C7 so
klein, daß er bereits innerhalb des Übertragungsbereiches den Scheinwiderstand des
Zweiges R7, C7 stark beeinflußt, dann hat eine Verschiebung des Abgriffes an R7
sowohl eine Frequenzänderung als auch eine Verstärkungsänderung zur Folge. Da die
Verstärkung bei dieser Änderung mit steigender Frequenz wächst, läßt sich das Prinzip
dieser Regelmöglichkeit dazu verwenden, Entzerrer und Zwischenverstärker für Verstärkerfelder
von Trägerfrequenzvcrbindungen über Leitungen zu vereinigen und in einfachster Weise
einstellbar zu machen. Auch hier gibt es eine Fülle von Möglichkeiten. Um wenigstens
anzudeuten, in welcher Art dabei vorgegangen werden kann, sei noch kurz auf den
in Fig. 7 dargestellten Teil einer mehrstufigen Verstärkerschaltung eingegangen.
Der Zweig, der die beiden Widerstände R, und R3 überbrückt, und zwar derart, daß
sein Scheinwiderstand groß gegen R3 + R6 ist und an dem die wirksame Gegenkopplungsspannung
abgegriffen wird, stellt dabei einen aus R3, R7, Ro, Rlo, R,1, C7 zusammengesetzten
Zweipol dar. Die wirksame Gegenkopplungsspannung selbst ist die zwischen dem Abgriff
von Rll und der Kathode der Röhre Rö x auftretende Spannung. Die Stellung
des Abgriffes von Rll bestimmt die Höhe der Verstärkung. Macht man
den
Zweig R7, C7 noch einstellbar, dann kann damit der Frequenzgang beeinflußt werden
und gleichzeitig die Verstärkung. Schließlich kann man noch eine Feinregelung anbringen,
indem man den gegen R9 kleinen Widerstand Rla veränderbar macht. Eine geeignete
Abwandlung dieser in Fig. 7 im Prinzip dargestellten Anordnung gestattet, bei einem
Leitungsverstärker für Trägerfrequenzverbindungen auf einfachste Weise die Einstellung
der Höhe der Verstärkung (Niveauregelung), des Frequenzganges in groben Zügen.(Leitungsentzerrung)
sowie des genaueren Verlaufs der Verstärkung in Abhängigkeit von der Frequenz (Systementzerrer)
vorzunehmen.
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Schließlich sei noch gezeigt, wie bei einem einstufigen Verstärker,
bei dem nur eine verhältnismäßig kleine Änderung der Verstärkung möglich oder bei
dem die Verstärkung stufenweise einstellbar sein soll, die Einführung einer zusätzlichen
Spannungsgegenkopplung zur Herabsetzung des inneren Widerstandes der Röhre und damit
zur Erreichung eines gewünschten Verstärkerinnenwiderstandes mit einfachen Mitteln
vorgenommen werden kann.
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Fig. 8 zeigt den Fall, daß nur eine kleine Änderung der Verstärkung
erforderlich ist. C4 dient dabei lediglich als Trennkondensator. Ist R2 groß gegen
die Parallelschaltung von R3 + Rk und R4 -[- R", dann beeinflußt eine Änderung des
Widerstandes R6 im wesentlichen nur die durch die Parallelschaltung bestimmte kombinierte
Strom- und Spannungsgegenkopplung und nicht die hauptsächlich durch R, gegebene
feste Spannungsgegenkopplung.
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Fig. g zeigt die Schaltung eines einstufigen Verstärkers für stufenweise
Änderung der Verstärkung ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes, wobei dieser
durch Spannungsgegenkopplung herabgesetzt ist., Ct dient lediglich dazu, um einen
Gleichstrom über diesen Zweig zu verhindern, um also den Arbeitspunkt der Röhre
unabhängig von der Verstärkungseinstellung zu machen, was auch auf andere bekannte
Weise erreicht werden kann. Die Verstärkungsänderung erfolgt durch gleichzeitige
Änderung der Strom- und der Spannungsgegenkopplung.