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Verstärker für ein breites Frequenzband hie übliche Form von Gleichstromverstärkern
enthält eine Mehrzahl von galvanisch miteinander gekoppelten Röhren, bei denen Batterien
zwischen die Röhren geschaltet sind, deren Potential nicht festgelegt ist. Bei der
übertragung weiterFrequenzbänder, beispielsweise vom Gleichstrom bis etwa
2 Hz, wie dies bei Fernsehgeräten erforderlich ist, bildet die effektive
Kapazität, also der Teil der Belastung, der sich mit der Frequenz ändert. einen
beträchtlichen Nebenschluß, der insbesondere bei (Talvanisch gekoppelten Verstärkern,
die Batterien znit nicht festgelegtem Potential für Kopplungszwecke enthalten, zu
einer Dämpfung der höheren Frequenzen führt.
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Es ist bereits ein Verstärker für ein breites Frequenzband bekannt.
bei dem der schädliche Einfluß von Schaltungs- und Röhrenkapazitäten dadurch beseitigt
ist, daß die zur Ankopplung an die folgende Stufe dienende Röhre mit hundertprozentiger
Gegenkopplung ausgeführt und dazu in die Kathodenleitung dieser Röhre ein Widerstand
gelegt ist, von dem aus die an diesem Widerstand abfallenden Spannungen der nachgeschalteten
Stufe zugeführt werden.
Die Erfindung betrifft"ehenfalls einen Verstärker
für ein breites Frequenzband. Gemäß der Erfindung ist ein derartiger Verstärker
lediglich aus einer oder mehreren Verstärkerstufen aufgebaut, die aus je zwei galvanisch
gekoppelten Röhren bestehen, bei denen die Ausgangsimpedanz, an die der Verbraucher
oder die nachgeschaltete Verstärkerstufe angeschlossen ist, in der Kathodenleitung
der zweiten Röhre liegt und im wesentlichen gleich der Belastungsimpedanz der ersten
Röhre ist. Dadurch wird erreicht, daß die Wechselstromkomponenten der Anodenströme
beider Röhren gleich und entgegengesetzt sind, so daß der Anodenstromquelle ein
praktisch konstanter Strom entnommen wird.
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Es können auch mehrere gemäß der Erfindung ausgebildete Stufen in
Kaskade geschaltet sein.
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Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar zeigt die Abb. i schematisch ein Schaltbild einer Verstärkerstufe gemäß
der Erfindung, während die Abb.2 einen Kaskadenverstärker betrifft. In dem Schaltbild
nach Abb. i sind die Eingangsklemmen mit A bezeichnet. Im Anodenkreis der Röhre
h1 liegt der Belastungswiderstand R1. Die die Röhren V1 und T12 speisende Anodenbatterie
ist mit B
bezeichnet. Die Anode der Röhre T12 ist unmittelbar mit dem positiven
Pol der Anodenstromquelle B verbunden. Die Kathode dieser Röhre liegt über einem
Widerstand R2 an dem negativen Pol der Anodenstromquelle. Die Anode der Röhre h1
ist galvanisch mit dem Gitter der Röhre I12 verbunden. Die mit C bezeichneten Ausgangsklemmen
greifen die am Widerstand R2 entstehende Spannung ab. Der Widerstand R2 ist groß,
verglichen mit dem reziproken Wert der Steilheit- der Röhre T12. Bei Einhaltung
dieser Bedingungen ist die am Widerstand R2 entstehende Spannung phasengleich und
nur wenig kleiner als die Spannung, die zwischen der Steuerelektrode der Röhre T12
und Erde angelegt ist. Diese Spannung ist aber die am Widerstand R1 entstehende
.Spannung. Da nur ein kleiner Teil dieser Spannung zwischen Steuerelektrode und
Kathode der Röhre T12 liegt, ist die effektive Kapazität, die parallel zum Widerstand
R1 liegt, dementsprechend beträchtlich kleiner als die normale Eingangskapazität
der Röhre T12. Der Wert von R1 kann daher über den üblichen hinaus vergrößert werden,
dessen Größe sonst beschränkt ist, wenn Signale übertragen werden sollen, die einen
Frequenzbereich von Null bis zu einigen Megahertz decken.
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Auf diese Weise werden die den Eingangsklemmen A zugeführten Potentialdifferenzen
durch die Röhre V1 verstärkt, und es erscheinen die verstärkten Impulse an den Ausgangsklemmen
C. Mit Rücksicht auf die geringen Nebenschlußkapazitäten wird eine weitgehend gleichförmige
Verstärkung der höchsten Frequenzen und wegen der galvanischen Kopplung der Röhren
T11 und V2 auch eine gleichförmige Verstärkung der tiefsten Frequenzen bis Null
herunter erreicht.
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Es ist zu beachten, daß der Teil der Anodenbelastung der Röhre V1,
der frequenzabhängig ist, lediglich aus der Anoden-Kathoden-. und Anoden-Gitter-Kapazität
der Röhre VJ, der Gitter-Anoden-Kapazität der Röhre V. und den Leitungsstreukapazitäten
besteht, so daß dieser Teil der Anodenbelastung daher klein ist, verglichen mit
den entsprechenden Teilen in den meisten anderen bekannten Gleichstromverstärkern,
da bei diesen auch noch die Gitter-Kathoden-Kapazität einer der Röhre T12 entsprechenden
Röhre und die Streukapazitäten' der Kopplungselemente zu berücksichtigen sind.
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Die Ausgangsimpedanz der Verstärkungsstufe, von den Klemmen C aus
gesehen, ist gering, und der Verstärker kann demgemäß auf eine verhältnismäßig geringe
Impedanz arbeiten, wie es beispielsweise das Steuergitter einer weiteren Triode
darstellt, ohne daß bei hohen Frequenzen Frequenzverzerrungen auftreten. Bei dieser
Anordnung ist über einen weiten Frequenzbereich von Null aufwärts der Ausgangswiderstand
der Schaltung im wesentlichen gleich dem reziproken Wert der Steilheit der Röhre
T12.
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Es kann eine kleine Batterie zwischen die Anode der Röhre V1 und das
Gitter der Röhre T12 geschaltet werden, um die richtige Einstellung der Gittervorspannung
der Röhre T12 zu ermöglichen.
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Wenn der Anodenstrom der Röhre Ih anwächst, nimmt der Anodenstrom
der Röhre T12 ab. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen,
daß die Wechselstromkomponenten der Anodenströme der beiden Röhren einander aufheben,
so daß kein Wechselstrom in der gemeinsamen Leitung zur Anodenstromquelle fließt.
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Die Aufhebung der Anodenströme wird durch passende Wahl der Werte
der Widerstände R1 und 1Z2 gesichert. Es läßt sich zeigen, däß für den Gleichgewichtszustand
sein muß
wo g die Steilheit und ,u der Verstärkungsfaktor der Röhre T12 ist.
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Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß die Widerstände Ri und R2
für die betrachteten Zwecke im wesentlichen gleich sein müßten. Für die Verstärkung
eines Frequenzbandes bis zu 4 MHz gibt man dem Widerstand R2 zweckmäßig einen Wert
von etwa 4000 Ohm. Wenn die Widerstände R1 und R2 ungefähr gleich sind, arbeitet
der Verstärker einwandfrei, wenn die verwendeten Röhren von der gleichen Type sind.
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In der Abb. 2 ist ein Verstärker dargestellt, der drei solcher Stufen
umfaßt, wie sie die Abb. i zeigt. Die drei Stufen bestehen aus den Röhren I13 und
T14, I15 und V6, T17 und h8. Die vier ersten Röhren erhalten ihren Anodenstrom aus
der Batterie Bi, die beiden letzten aus der Batterie B2. Die erste, die Röhren V,
und T14 enthaltende Verstärkerstufe ist mit der zweiten Stufe über den Kondensator
C1 gekoppelt. Die Vorspannung des Steuergitters der Röhre V5 wird von der Batterie
B, geliefert. Zwischen Gitter und Batterie B, ist noch der Ableitewiderstand R,
geschaltet. Die zweite Stufe ist mit der dritten durch die Batterie B4, deren Potential
nicht
festgelegt ist, gekoppelt. Die negative Klemme der Batterie ist mit dem Steuergitter
der Röhre h7 unmittelbar verbunden.