DE874794C - Verstaerker mit negativer Rueckkopplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker mit negativer Rückkopplung, bei dem die Verstärkung außerhalb des Rückkopplungskreises mit Hilfe eines Potentiometers geregelt wird, das an der Sekundärwicklung des Eingangstransformators liegt. Bei solchen Verstärkern bewirkt die negative Rückkopplung ein Vermindern der Kapazität zwischen dem Gitter der ersten Röhre und Erde bis zu einem sehr geringen Wert. Bei der Maximaleinstellung des Potentiometers ist die Kapazität des Transformators zwischen Erde und dem entfernten Ende der Sekundärwicklung ebenfalls verringert, was einer Verringerung der Kapazität Gitter-Erde gleichkommt. Nach Maßgabe der Herabsetzung der Verstärkung durch die Potentiometereinstellung verringert sich die Wirkung der Rückkopplung auf die Kapazität des Transformators gleichfalls, und diese Kapazität wächst, bis sie bei der Minimumeinstellung des Potentiometers nicht mehr wesentlich durch die Rückkopplung beeinflußt wird. Da die Kapazität des Transformators an den Klemmen der Sekundärwicklung 'auftritt, verändert sich die Eingangsimpedanz des Verstärkers mit der die Verstärkung regelnden Einstellung des Potentiometers.

Erfindungsgemäß werden daher bei einer solchen Einrichtung Mittel vorgesehen, um die Eingangsimpedanz bei Veränderung der Verstärkung im wesentlichen konstant zu halten, insbesondere ein Kondensator, der zwischen dem Schleifkontakt des Potentiometers und dem geerdeten Ende desselben eingeschaltet ist.

Die Erfindung wird an Hand der Figur in einem Ausführungsbeispiel dargelegt. Der Verstärker enthält zwei Spannungsverstärkerstufen und eine

Leistungsstufe als Ausgang. Er soll etwa für ein Frequenzband von 12 bis 170kHz dienen. Die maximale Verstärkung ist 65 Dezibel und im Arbeitsbereich mindestens auf 1 Dezibel gleichmäßig. Die Leistung des Verstärkers ist von der Größenordnung eines Watt. Die Eingangsimpedanz ist ohne Aus-• gleich 600 Ohm, während die Ausgangsimpedanz mit Ausgleich gegenüber Erde od. dgl. 600 Ohm ist. Es sei angenommen, daß' die eintreffenden Zeichen über einen Transformator T1 zugeführt werden mit einem Widerstands verhältnis von 600 : 10 000 Ohm, an den ein Potentiometer P1 von 1000 Ohm angeschlossen ist, dessen Schleifkontakt mit dem Gitter der ersten Röhre Vi verbunden ist. Die Verstärkung kann auf diese Weise kontinuierlich über einen Bereich von 20 Dezibel verändert werden.

Zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre Vi sind zwei elektromotorische Kräfte in Reihe eingeschaltet: die eine bildet das einlangende Zeichen ao und kommt zwischen dem Schleifkontakt und dem geerdeten Ende des Potentiometers zustande, während die andere von der Ausgangsstufe abgeleitet ist und an den/Enden! des induktiven Widerstandes R19 auftritt, der in Reihe liegt mit dem eine Phasenkorrektion bewirkenden Widerstand R 25 und der Parallelkapazität C16. Dies bewirkt eine Verringerung der Kapazität zwischen dem Gitter der Röhre Vx und Erde auf einen sehr kleinen Wert. Bei der Maximaleinstellung des Potentiometers hat die Kapazität des Transformators zwischen· der Klemme 4 und Erde elektrisch gleiche Wirkung wie die Gitterkapazität und wird ebenfalls herabgesetzt. Bei der Minimumeinstellung jedoch sind diese beiden Kapazitäten nicht gleichartig und die Kapazität des Transformators wird durch die Rückkopplung nicht beeinflußt und erscheint an der hochohmigen Seite des Eingangstransformators. Diese Veränderung der Kapazität wird durch den kleinen! Kondensator C18 ausgeglichen, der zwischen dem Gleitkontakt und dem geerdetem Ende des Potentiometers eingeschaltet ist. Diese Kapazität wird durch die Rückkopplung nicht herabgesetzt und ihr entsprechender Wert an den Klemmen der hochohmigen Seite des Transformators variiert mit der Einstellung des Potentiometers. Durch geeignete Wahl- des· Kapazitätswertes für den Kondensator C18 kann die Veränderung der Eingangsimpedanz des Verstärkers für den ganzen Einstellungsbereich des Potentiometers sehr klein.gemacht werden.
Um eine kapazitive Kopplung zwischen den beiden Wicklungen des Transformators zu vermeiden, sind zwei elektrostatische Schirme Bs an die geerdeten Enden der beiden Wicklungen angeschaltet. Die erste Stufe des Verstärkers besteht aus einer Pentode Vi, deren Vorspannung am Widerstand i?3, dem der Kondensator C 2 parallel geschaltet ist, gebildet wird, und weist einen Anodenwiderstand R 5 auf. Schirmgitterkreis und Anode sind durch die Kreise 2? 2, Ci und R 4, C 3 entkoppelt. Um die Verstärkung dieser Stufe zu vergrößern, besitzt der Anodenwiderstand einem außerordentlich hohen Wert, und der Vorspannungswiderstand wird gleichfalls groß gehalten, am den Anodenstrom niedrig zu halten, so daß die Anodenspannung nicht unter 60 Volt sinkt. Der Eingangswechselstrom ist so gering, daß seine Harmonischen in der ersten Stufe ohne Bedeutung sind.

Die an den Klemmen des Anodenwiderstandes R 5 auftretende Spannung wird der Pentode V2, über einen Kopplungskondensator C 4 und einen Gitterableitungswiderstand./?6 zugeführt. Die zweite und die dritte Stufe sind über den Transformator T 2 mit dem Übersetzungsverhältnis 1 gekoppelt. Die Induktivität und; Kapazität dieses Transformators sind so gewählt, daß der Transformator zusammen mit den parallel geschalteten Kapazitäten bei etwa 50 kHz Resonanz ergibt. Die Vorspannung für die Röhre V2 wird vom Widerstand Rg mit dem Parallelkondensator C 6 geliefert. Schirmgitterkreis und Anodenkreis sind über die Kreise R8, C 5 und Rio, C 7 entkoppelt. Die Ausgangsröhre V 3 ist eine Röhre mit ebenen Gittern und bedarf einer Gittervorspannungsbatterie von etwa 60 Volt. Der Gitterkreis ist mit Hilfe des Kreises J?20, C 8 entkoppelt.

Die Rückkopplung wird vom Ausgang mit Hilfe einer Brücke R18 mit dem Parallelkondensator C14 und R21 ausgeführt, welche den einen der beiden Arme einer Spannungsrückkopplung bilden, während RiJ den anderen darstellt und R16 einen Zweig einer Stromrückkopplung bildet. Der Anodengleichstrom geht über die Drosselspule L 3, während der Wechselstrom, der L 3 passiert, über den Kondensator C12 zur Kathode geführt wird. Alle Elemente des Rückkopplungskreises, den Ausgangstransformator inbegriffen, sind auf Kathodenpotential, in bezug auf Gleichstrom, was im Hinblick auf den Trennkondensator C13 möglich ist.

Der Ausgangstransformator T3 mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 4000 : 600 Ohm besitzt zwei elektrostatische Schirme der gleichen Art wie der Eingangstransformato<r und an seinen Ausgang ist zur Korrektion des Phasemvinkels der Kondensator C15 geschaltet. Der Rückkopplungskreis bildet eine annähernd ausgeglichene Brücke und paßt den· Ausgangstransformator an den Verstärker an. Um diese Anpassung für die höchsten Frequenzen des Bereiches richtig zu erhalten, ist der eine Brückenzweig in zwei Teile R18 und R21 geteilt und ein kleiner Kondensator C14 dem Widerstand R18 parallel geschaltet. Dieser Zweig ist in zwei Teile geteilt, denn die Minimumkapazität des Kondensators hat bei 170· kHz einen zu großen Einfluß, wenn sie an den Klemmen des ganzen Zweiges liegt. DieDiagonale der Rückkopplungsbrücke bildet einen Teil eines Potentiometers. Das Verhältnis des Widerstandes zwischen den Abgabestellen zu dem des ganzen Armes ist —· Die anderen Teile in der Diagonale dienen für die Stabilisierung des Verstärkers außerhalb des Übertragungsbereiches odei? für die Verbesserung der Verstärkung an den Grenzen desselben·.

Um die Phase des Rückkopplungskreises bei hohen Frequenzen richtigzustellen, wird der Widerstand Rig induktiv ausgeschaltet mit etwa 5 m Henry. Seine Induktivität ist nicht hinreichend groß, um

die Verstärkung am oberem Ende des Übertragungsbandes zu beeinflussen. Der Kondensator C i6 mit dem Parallelwiderstand ϋζζ dient dazu, die Phase bei tiefen Frequenzen zu korrigieren. Der Korrektionskreis für die Phase bei tiefen Frequenzen be-.wirkt einen Abfall der Verstärkungscharakteristik bei den tiefen Frequenzen des Übertragungsbandes, und um diesen Abfall auszugleichen, ist ein Widerstand R27 mit Parallelkondensator C ij in Serie mit R26 geschaltet. Bei den tiefen Frequenzen außerhalb des Übertragungsbandes stellt C17 eine wesentlich höhere Impedanz dar als i?27, so daß der Wert von R2J die Größe der Impedanz bestimmt. Dieser Wert wird niedrig gehalten, so daß sich eine gegensätzliche Wirkung ergibt, die vernachlässigbar ist im Verhältnis zur Kapazität C16, die einen wesentlich größeren Parallelwiderstand besitzt.

Der Verstärker wird über Stromquellen von 24 und 130 Volt gespeist, die in Serie geschaltet sind, um zusammen eine Anodenspannung von 150 Volt liefern zu können. L2 ist eine Drosselspule, die die Stromquellen von 130 Volt im Verein mit Kondensator Cg entkoppelt. Das Schirmgitterpotential der letzten Röhre wird durch ein an die Stromquelle von 130 Volt geschaltetes Potentiometer erhalten, während der Kondensator C10 einen Wechselstromweg zur Kathode bildet.

Um die Schwierigkeiten zu überwinden, die sich aus der- Verwendung von zweierlei Erdungen, einer Erdung des Rahmens und einer Erdung der Heizfäden ergeben, dient die folgende Einrichtung: Die drei Kathoden sind zu einem gemeinsamen Punkt vereinigt, welcher über Cn die Rahmenerdung bildet. Ebenso ist eine hohe Impedanz in den Kreis eingeschaltet, der zur Erdung der Heizfäden führt, nämlich Li. Die beiden Wicklungen von Li sind so ausgeführt, daß bei Kurzschluß der Klemmen 2 und 4 die Wicklungen gegensinnig in Reihe liegen. Die Folge der Verwendung einer Erdung des Rahmens (oder des Chassis) als einzige wirkliche Erdung des Verstärkers ist, daß das Gegensprechen zwischen Verstärkern, welche dieselben Speisungsbatterien benutzen, unterdrückt wird oder wesentlich herabgesetzt wird, weil die Ströme unterdrückt werden, die zwischen dem Eingangskreis und der Rahmenerdung und zurück zur Kathode über die Heizfadenerdung fließen.

Die Gitterwiderstände Ri, R"j und Rn liegen dem Gitter räumlich so nahe als möglich, um Phasenveränderungen im Verstärkungskreis bei hohen Frequenzen zu vermeiden und parasitäre Schwingungen einer einzelnen Stufe zu verhindern.

Der Alarmkreis besteht aus einem Relais Si, das von dem Anodenstrom der ersten Röhren betätigt wird. Seine Kontakte betätigen eine Lampe LSi, wenn das Relais nicht erregt ist. Wenn ein Stöpsel eingeführt wird, wird der Stromkreis der Alarmlampe an den Kontakten der Klinken¹/1 geöffnet und dadurch dieAlarmgabe verhindert. DieAnodenwiderstände sind bestimmt durch die kleinen Widerstände R22, i?23 und R24, die in die Anodenkreise der drei Röhren eingeschaltet sind. Die Spannung an den Klemmen dieser Widerstände ist proportional dem Strom.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verstärker mit negativer Rückkopplung, bei dem die Verstärkung unabhängig vom Rückkopplungsweg mit Hilfe eines an den Eingangstransformator geschalteten Potentiometers geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die mit der Einstellung des Potentiometers eintretende Änderung der Eingangsimpedanz in bezug auf die Erdkapazität der Übertragerwicklung auszugleichen.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Wirkung der Abnahme der Erdkapazität der Übertragerwicklung in bezug auf die Rückkopplung bei Erhöhung der Verstärkung auszugleichen.

3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die genannten Mittel aus einem zusätzlichen, zwischen den Abgriff des Potentiometers und das Erdende der Potentiometerwindungen geschalteten Kondensator bestehen.

4. Verstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsimpedanz zwischen das geerdete Ende des Potentiometers und die Kathode der ersten Röhre geschaltet ist.

5. Verstärker nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand mit einem parallel geschalteten Kondensator in Reihe in den Rückkopplungsweg eingeschaltet ist, um die Phase der Rückkopplung bei niedrigem Frequenzen richtigzustellen.

6. Verstärker nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Widerstand mit Parallelkondensator im Rückkopplungsweg, welche den Abfall der Verstärkercharakteristik ausgleichen, der bei niederen Frequenzen infolge des phasenkorrigierenden Gliedes eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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