DE878223C

DE878223C - Counter-coupled multi-stage amplifier with input transformer

Info

Publication number: DE878223C
Application number: DEL8956A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Benz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-05-09
Filing date: 1951-05-09
Publication date: 1953-06-01

Description

Gegengekoppelter mehrstufiger Verstärker mit Eingangsübertrager Es eist allgemein bekannt, daß bei mehrstufigen, gegen-gekoppelten. Verstärkern, die mit einer sich über mehrere oder alle Stufen erstreckenden Gegenkopplung betriebeiii werden sollen, infolge der frequenzabhängigen Phasendrehung in den einzelnen Stufen leicht eine Selbsterregung eintreten kann, wenn man den Gebenkopplungsgrad über einen bestimmten Wert hinaus vergrößert. Da jedoch häufig aus verschiedenen Gründen die Anwendung höherer Gegenkopplungsgrade erwünscht ist, müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, durch welche eine Selbsterregung verhindert «-erden kann.Mutually coupled multi-stage amplifier with input transformer Es It is well known that with multi-stage, counter-coupled. Amplifiers that with a negative feedback extending over several or all stages due to the frequency-dependent phase shift in the individual stages self-excitement can easily occur if one overcomes the degree of giving coupling increased beyond a certain value. However, there are often for various reasons the use of higher degrees of negative feedback is required, special precautions must be taken can be made through which self-excitation can be prevented.

Es sind nun bereits verschiedene Maßnahmen bekannt, mit deren Hilfe es möglich ist, die Schwingneigung derartiger Verstärker zu vermindern., so daß der Gegenkopplungsgrad erhöht «erden kann. Vielfach werden zu diesem Zweck Phasendreliglie@der im Gegenkopplungsweg vorgesehen, die die Aufgabe haben, in den kritischenFrequenzbereichen eine geeignete Phasenwink eldrehung zu verursachen. In Verbindung damit erfolgt noch eine entsprechende Spannungsänderung. Mittels dieser Maßnahmen und einer zweckmäßigen Auslegung der einzelnen Verstärkerstufen kann man auch bei vielstufigen Verstärkern, sofern sie keinen Eingangsübertrager aufweisen, jeden beliebigen Gegenkopplungsgrad anwenden.Various measures are now known with their help it is possible to reduce the tendency of such amplifiers to oscillate, so that the degree of negative feedback increased «can be grounded. Phase end religions are often used for this purpose provided in the negative feedback path, which have the task of in the critical frequency ranges to cause a suitable phase angle rotation. In connection with it takes place a corresponding change in voltage. By means of these measures and an expedient The design of the individual amplifier stages can also be used with multi-stage amplifiers, provided they do not have an input transformer, any degree of negative feedback use.

Häufig müssen jedoch die Verstärker mit Eingangs- und Ausgangsübertragern betrieben werden, beispielsweise wenn es sich um Leitungsverstärker handelt, ;die gegen Erde symmetrische Spannungen verstärken sollen. Dieser Eingangsübertrager bereitet nun, insbesondere bei mehrstufigen Breitbandverstärkern mit einer bei hohen Frequenzen liegenden oberen Grenze des Übertragungsbereiches, weitere Schwierigkeiten, die bei den vorstehend beschriebenen Maßnahmen nicht berücksichtigt werden. Diese Schwierigkeiten sind dann besonders groß, wenn die Gegenkopplungsspannung in bekannter Weise in den Gitterkreis der Eingangsröhre eingeführt werden soll.However, the amplifiers often have to have input and output transformers be operated, for example when it comes to line amplifiers; the to strengthen symmetrical voltages with respect to earth. This input transformer is now preparing, especially for multi-stage broadband amplifiers with a high Frequencies lying upper limit of the transmission range, Further Difficulties not taken into account in the measures described above will. These difficulties are particularly great when the negative feedback voltage is to be introduced in a known manner into the grid circle of the input tube.

An der Gitter-Kathoden-Strecke der Röhre liegt dann die . Reihenschaltung von Eingangsspannung und Gegemkopplungsspannunig. Die Belastung dieser beiden Spannungen wird durch die Eingangskapazität der Röhre dargestellt. Beie tiefen und mittleren Frequenzen spielt diese Kapazität praktisch keine Rolle. Anders ist dies dagegen bei hohen Frequenzen. Es ist zwar in der Regel möglich, denjenigen Teil der Arnodenwechselspannung der Endröhre :des Verstärkers, :der im Eingangskreis. als Gegenkopplungsspannung zur Wirkung kommen soll, im gesamten ,in Betracht kommenden, Frequenzbereich ohne Phasenverschiebung zur Anodenwechselspannung der Endröhre in den Eingangskreis zu bringen, jedoch treten bei hohen Frequenzen.. starke Phasendrehungen auf, die durch Streuindukbivitäten, der Gitterwicklung des Eingangsübertragers, durch Kapazitäten zwischen .den Übertragerwicklurngen bzw. zwischen Gitterwicklung und Übertragerkern und durch die Eingangskapazität der RöhiFe hervorgerufen werden. Diese Einflüsse können leicht trotz aller zur phasenrichtigen Einführung der Gegenkopplungsspannung in den Eingangskreis bereits getroffenen Maßnahmen zur Selbsterregung des Verstärkers führen. Zu dieser Beseitigung könnte man @veibere phasendrehende Schaltmittel irre G@genkopplungsweg anordnen. Diese erfordern aber einen beträchtlichen zusätzlichen Aufwand an Schaltelementen.Then lies on the grid-cathode section of the tube. Series connection of input voltage and negative feedback voltage. The burden of these two tensions is represented by the input capacitance of the tube. At low and middle Frequencies, this capacity is practically irrelevant. This is different on the other hand at high frequencies. As a rule, it is possible to use that part of the amode alternating voltage the output tube: the amplifier,: the one in the input circuit. as negative feedback voltage should come into effect in the entire frequency range in question without Phase shift to the anode AC voltage of the output tube in the input circuit bring, but occur at high frequencies .. strong phase shifts that through Stray inductivities, the lattice winding of the input transformer, through capacitances between .the transformer windings or between the grid winding and the transformer core and caused by the input capacitance of the RöhiFe. These influences can easily in spite of everything to introduce the negative feedback voltage in the correct phase Measures already taken in the input circuit to self-excite the amplifier to lead. To eliminate this, @veibere phase-shifting switching means could be mistaken Arrange gear coupling path. But these require a considerable additional Expenditure on switching elements.

Aber auch bei Verstärkerschaltungen dieser Art, welche keinen Eingangsüberitrager aufweisen, können zusätzliche -Phasendrehungen der Gegenkopplungsspannung auftreten, beispielsweise wenn der vom Verstärker aus gesehene Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle, durch .die -die zu verstärkende Spannung dargestellt werden kann., stark frequenzabhängig ist, oder wenn derselbe Verstärker an Generatoren verschiedenen Verhaltens angeschalitet wenden soll.But also with amplifier circuits of this type, which do not have an input carrier additional phase rotations of the negative feedback voltage can occur, for example, if the internal resistance of the equivalent voltage source seen by the amplifier, by .the -the voltage to be amplified can be represented., strongly frequency-dependent or if the same amplifier is connected to generators with different behaviors should turn.

Durch die Erfindung soll ein Weg aufgezeigt werden,, wie man bei derartigen mehrstufigen Verstärkern mit seich über mehrere oder alle Stufen erstreckender Gegenkopplung und mit einem Eingangsübertrager bzw. mit vor dem Verstärker liegenden und eine zusätzliche Phasendrehung verursachenden Schaltelementen. beliebig hohe Gegenkopplungsgrade anwenden kann, ohne daß ,dabei die schädlichen phasendrehenden Einflüsse des Eingangsübertragers oder der erwähnten Schaltelemente zur Wirkung kommen können, und ohne daß es hierzu eines zusätzlichen Aufwandes an phasenwinkel@drehenden Schaltmitteln bedarf.The invention is to show a way, how to do with such multi-stage amplifiers with negative feedback extending over several or all stages and with an input transformer or with and one in front of the amplifier switching elements causing additional phase rotation. any degree of negative feedback can apply without, thereby, the harmful phase-shifting influences of the input transformer or the mentioned switching elements can come into effect, and without this requires additional expenditure on phasenwinkel @ rotating switching means.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, idaß als Eingangsröhre eine Mehrgitberröhre verwendet wird, an -deren erstes Gitter, von der Kathode aus gerechnet, nur die Gegenkopplungsspannung gelegt ist, während die zu verstärkende Spannung an ein anderes geeignetes Gitter dieser Röhre herangeführt ist.This object is achieved according to the invention by using the input tube a multi-grid tube is used, the other first grid, from the cathode calculated, only the negative feedback voltage is applied, while the one to be amplified Voltage is brought up to another suitable grid of this tube.

Hierdurch wird einmal erreicht, daß durch .den Eingangskreis bedingte zusätzliche Phasendrehungen der Gegenkopplungsspannung nicht mehr auftreten können, da diese nichtmehr in den Eingangskreis geführt ist, und erlaubt so die Anwendung höherer Gegenkopplungsgrade. Andererseits macht die große Steuerwirkung des ersten :Steuergitters eine Verringerung des Aufwandes für die Gegenkopplungseinrichtung möglich.In this way it is achieved once that caused by .the input circle additional phase rotations of the negative feedback voltage can no longer occur, since this is no longer included in the input circuit and thus allows use higher degree of negative feedback. On the other hand, makes the great tax effect of the first : Control grid a reduction in the effort for the negative feedback device possible.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, da Abwandlungen dieser Schaltungen im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich sind.In the figures, two exemplary embodiments of the invention are shown, however, to which the invention is not limited, as modifications of these circuits are easily possible within the scope of the invention.

Fig. i zeigt die Eingangsstufe eines mehrstufigen Breibbandverstärkers, in der eine Röhre mit zwei Steuergittern, und Schirmgittern verwende t'ist. Der Gegenkopplungsweg ist hier direkt .an das erste, der Kathode .benachbarte Steuergitter geführt, während die zu verstärkenden Eingangswechselspannungen einem besonderen Steuergitter zugeführt werden.Fig. I shows the input stage of a multi-stage broadband amplifier, in which a tube with two control grids and screen grids are used. Of the The negative feedback path is here directly to the first control grid adjacent to the cathode led, while the input AC voltages to be amplified a special Control grid are fed.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsan@or.dn.ung mit einer Pentode als Eingangsröhre. Die Gegenkopplungsspannung ist wieder an das Steuergitter zurückgeführt, die Eingangswechselspannung liegt hier dagegen am Schirmgitter.Fig. 2 shows a circuit arrangement with a pentode as an input tube. The negative feedback voltage is fed back to the control grid, the AC input voltage is on the other hand on the screen grid.

In beiden Fällen läßt sich die geringere Steuerwirkung des zweiten Steuergitters bzw. des Schirmgitters leicht .durch entsprechend größere Verstärkung ausgleichen, wobei -ein eventuell vergrößerter Aufwand durch den erzielten geringeren Aufwand in der Gegenkopplungseirnrichtung aufgewogen wird.In both cases, the lower tax effect of the second Control grid or the screen grid slightly. Due to a correspondingly larger gain compensate, with a possibly increased effort due to the achieved lower Expenditure in the negative coupling device is outweighed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. GegMge # li:, oppelter multi-stage amplifier, in particular Wide-hand amplifier with upper transmission range limit at high frequencies and negative feedback extending over several or all stages by using a multi-grid tube as the input tube, on whose first grid, calculated from the cathode, only the negative feedback voltage is applied while .The voltage to be amplified is brought up to another suitable grid of this tube is.

2. negative feedback amplifier according to claim i, characterized gekennzeichnefi that the AC input voltage to be amplified is fed to a second control grid is.

3. Counter-coupled amplifier according to claim i, characterized in that .the input AC voltage to be amplified to the screen grid .der as input tube serving pentode is placed.