DE878383C - Verstaerkeranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkeranordnungen und bezweckt die einfache Regelung der Übertragungseigenschaften derartiger Anordnungen, wie z. B. des Wirkungsgrades, der Verzerrungen des Rückkopplungsgrades, der Impedanzen und der zwischen diesen Eigenschaften bestehenden Beziehungen.

Die Erfindung betrifft insbesondere Verstärker mit zwei unterschiedlichen Rückkopplungswegen und verfolgt das Ziel, die Verstärkung von der Frequenz unabhängig zu machen und eine Änderung des Wellenwiderstandes der Leitung beim Einschalten des Verstärkers zu vermeiden.

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß ein Rückkopplungsweg in Reihe mit dem Ausgang und parallel mit dem Eingang und ein zweiter Rückkopplungsweg parallel mit dem Ausgang und in Reihe mit dem Eingang geschaltet ist und beide Rückkopplungswege negative Rückkopplungen darstellen und unabhängig voneinander so einstellbar sind, daß die Verstärkung unabhängig von der Frequenz ist und daß das Einschalten des Verstärkers den Wellenwiderstand der Leitung nicht ändert.

Die Rückkopplung des ersten Weges wird im folgenden kurz als Reihen-Parallel-Rückkopplung und

diejenige des zweiten Weges als Parallel-Reihen-Rückkopplung bezeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Rückkopplung des ersten Weges z. B. durch eine Rückkopplungsspule, die in Reihe im Ausgangsstromkreis liegt und mit den Wicklungen eines Eingangstransformators für den Verstärker gekoppelt ist, erzielt werden, während die Rückkopplung des zweiten Weges z. B. durch eine Rückkopplungsspule, die in ίο Reihe im Eingangskreis liegt und induktiv mit den Wicklungen eines Ausgangstransformators für den Verstärker gekoppelt ist, hergestellt wird.

Die Unabhängigkeit der Verstärkung von der Frequenz setzt einen genügend hohen Rückkopplungsgrad beider negativen Rückkopplungswege voraus. Der Verstärker kann in bezug auf die Impedanzen transparent gemacht werden, d. h. seine Eingangsund Ausgangsimpedanzen Z^ und Zb können von den zugehörigen Impedanzen Z₂ bzw. Z₁ der abgehenden oder ankommenden Leitungen bestimmt und ihnen gleich sein. Die Transparenz eines Verstärkers ist außerordentlich vorteilhaft, wenn in einem Stromkreis, etwa in eine Filterkette oder eine lange Übertragungsleitung, ein Verstärker eingeschaltet werden soll, ohne die Impedanzbedingungen zu stören. Dies ist besonders angebracht bei Übertragungsleitungen, die mit einem Wirkwiderstand oder, einer Induktivität belastet sind. Gewöhnlich muß nämlich ein nichttransparenter Verstärker an besonderen Stellen des Verbraucherkreises eingeschaltet werden, oder es muß der Verbraucherkreis so eingestellt werden, daß der Lage des Verstärkers Rechnung getragen wird.

Die Rückkopplungsspule, die in Reihe in den Ausgangskreis des Verstärkers geschaltet ist, kann in den Sekundärkreis des Ausgangstransformators eingegliedert werden. Die Rückkopplungsspule, die im Eingangskreis liegt, kann in den Primärkreis des Eingangstransformators in Reihe eingeschaltet werden. Die Rückkopplungen vermindern in diesem Falle wirksamer die Verzerrungen der Transformatoren, also z. B. Verzerrungen, die durch Modulation in den Transformatoren oder durch Veränderung des Wirkungsgrades in bezug auf die Frequenz verursacht werden. Allerdings brauchen die Primärwicklung des Eingangstransformators und die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators nicht anders als elektromagnetisch verbunden zu sein, und gegebenenfalls können die ankommenden und abgehenden Leitungen gegenüber der Erde symmetrisch ausgeführt werden. Fig. ι ist ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Verstärkers; in

Fig. ι A und iB sind geänderte Schaltungen des Verstärkers nach Fig. 1 dargestellt; Fig. 2 ist eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltung; in

Fig. 2 A ist eine abgeänderte Schaltung der Fig. 2 dargestellt;

Fig. 3 stellt eine weitere Schaltung nach der Erfindung dar; die Schaltung nach Fig. 4 dient zur näheren Erläuterung der Schaltung nach Fig. 3;

Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen Schaltungen mit gewissen Änderungen gegenüber der Schaltung nach Fig. 3.

Die Verstärkeranlage nach Fig. 1 enthält einen Verstärker mit einer einzigen Röhrenstufe oder mit mehreren in Kaskade geschalteten Röhrenstufen. G ist das Steuergitter der ersten Röhre und P die Anode der letzten Röhre.

Der Verstärker kann beispielsweise durch eine negative Rückkopplung stabilisiert sein, wobei die Verstärkung herabgesetzt wird und die Verzerrungen erheblich verringert werden. Eine derartige Rückkopplung ist z. B. in dem Aufsatz von Black über »Stabilisierte Rückkopplungsverstärker«, veröffentlicht in »Electrical Engineering«, Januar 1934, S. 114 bis 120, ausführlich beschrieben.

Der Verstärker nach Fig. 1 hat einen Eingangstransformator 2 mit einer Primärwicklung W₁ von W₁ Windungen und einer Sekundärwicklung w₃ von w₃ Windungen und einen Ausgangstransformator 5 mit einer Primärwicklung W₁ von W₁ Windungen und einer Sekundärwicklung w₃ von w₃ Windungen.

Die zu verstärkenden Schwingungen werden von der ankommenden Leitung oder von einer Schaltung mit der Impedanz Z₁ geliefert, die eine Spannungsquelle mit der Spannung E enthält. Die verstärkten Schwingungen werden auf die abgehende Leitung oder eine Schaltung mit der Impedanz Z₂ übertragen.

Der Verstärker hat die beiden Rückkopplungswege 6 und 7. Der Weg 6 enthält eine Rückkopplungsspule W₂ mit W₂ wirksamen Windungen auf dem Transformator 2. Diese Spule liegt in Reihe zu der Wicklung W₁ und liefert eine Parallel-Reihen-Rückkopplung. Jede von ihr erzeugte parasitäre Reihen-Reihen-Rückkopplung beeinträchtigt den Betrieb des Stromkreises nicht erheblich, sofern eine derartige Rückkopplung klein im Vergleich mit der Parallel-Reihen- und der Reihen-Parallel-Rückkopplung ist. Der Weg 7 enthält eine Rückkopplungsspule w_a mit W₂ wirksamen Windüngen auf dem Transformator 5. Diese Spule liegt in Reihe zur Wicklung w₃ und liefert eine Reihen-Parallel-Rückkopplung. Eine Batterie 8 zur Erzeugung der negativen Gittervorspannung ist in die Zuleitung zum unteren Ende der Spule W₂ eingeschaltet. Die Batterie 9 dient als Anodenstromquelle. Gegebenenfalls kann jede Reihen-Reihen-Rückkopplung, die durch die Impedanz der Spule Ot₂ erzeugt wird, dadurch vermieden werden, daß die Verbindung der positiven Klemme von Batterie 8 nach der Kathode hin verlegt wird.

Der Verstärkungsweg des Verstärkers kann als der μ-Kreis bezeichnet werden. Die Rückkopplungskreise können als die /?-Kreise bezeichnet werden (Rückkopplungsweg 6 ist der /^-Kreis und Rückkopplungsweg 7 der /?₂-Kreis); wegen der Bedeutung von μ und β wird auf den obenerwähnten Aufsatz von Black hingewiesen. Die Rückkopplung über den Weg 6 kann z. B. eine negative Rückkopplung mit μβ_χ^>τ und die Rückkopplung über den Weg 7 kann Z. B. eine negative Rückkopplung mit μ /?₂ §> 1 sein. Vorzugsweise ist die Kopplung zwischen m₂ und W₁ sowie auch die Kopplung zwischen w₂ und W₃ so fest wie möglich. Je fester nämlich diese Kopplung ist, desto vollständiger ist die Korrektur, welche die Rückkopplung für die Transformatorenverzerrungen

erzeugt (ζ. B. für die in den Transformatoren erzeugte Modulation und für die Verzerrungen infolge Änderung des Wirkungsgrades der Transformatoren mit der Frequenz).

Der Verstärker hat also überhaupt die allgemein bei negativer Rückkopplung auftretenden günstigen Eigenschaften, wie z. B. die Verringerung der Verzerrungen und die Stabilisierung der Verstärkung. Durch entsprechende Einstellung können die Ver-Stärkereingangs- und -ausgangsimpedanzen Z₄ und Zs den Ausgangs- und Eingangsabschlußimpedanzen Z₂ und Z₁ gleich gemacht werden. Die Schaltung kann also so reguliert werden, daß, wenn der Verstärkerausgang mit Z₂ abgeschlossen ist, der Wert Z₄ der Eingangsimpedanz des Verstärkers zu Z₂ wird, und, wenn der Verstärkereingang mit Z₁ abgeschlossen ist, der Wert Z_B der Ausgangsimpedanz des Verstärkers zu Z₁ wird.'

Mit einem Verstärker einer beliebigen Stufenzahl und mit Eingangs- und Ausgangstransformatoren mit drei Wicklungen können die Verstärkung und die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen entsprechend den Werten der folgenden Beziehungen gewählt werden. Die Eingangsimpedanz Z₄ hat bei Rückkopplung den folgenden Wert:

R₀

Vh) \

τ+μ

1I₁

dabei bedeutet R₀ den inneren Widerstand (Anoden-Kathoden-Impedanz) der letzten Röhre.

Bei großem Rückkopplungsgrad, wenn also μ groß ist, so daß alle Ausdrücke mit μ groß im Vergleich mit allen anderen Ausdrucken in der Leitung sind,

^mi kann die Gleichung (ι) vereinfacht werden, und die Eingangsimpedanz wird

2 ti..

Zj =Z_o

m₂

Wenn der Koeffizient zu Z₂, d. h. der Ausdruck mit den Windungsverhältnissen, gleich ι gesetzt wird, ist

Za=Z₉, (iB)

Es ist auch ersichtlich, daß die Ausgangsimpedanz Z_B den Wert hat

-R₀

Z_B =

(2)

= Z₁

ItI₂ M₁

(2A)

Für große Rückkopplungsgrade, d. h. wenn μ so groß ist, daß die Ausdrücke mit μ groß im Vergleich mit allen anderen Ausdrücken in Gleichung (2) sind, ergibt sich

Der Faktor zu Z₁, der die Windungsverhältnisse enthält, verhält sich reziprok zu dem entsprechenden Faktor der Gleichung (iA) und ist gleich 1, wenn der Faktor der Gleichung (iA) gleich 1 ist; also ist

Z_B = Z_V (2B)

Die Spannungsverstärkung, welche das Verhältnis der Spannung V über Z₂ zur Spannung E darstellt, ist

m.

-K_n τ Z₉ I -

(3)

Bei großem Rückkopplungsgrad vereinfacht sich die Gleichung (3) zu

V_

m,

■ (3A)

Unter den oben angegebenen Bedingungen für die Ausdrücke, die die Windungsverhältnisse enthalten, ergibt sich

V_

(3B) Die Übertragung ist somit um den Faktor—^

m₂ n₃

größer als vor der Einschaltung des Verstärkers. Die Verstärkung ist also in diesem Fall konstant oder von der Frequenz unabhängig.

Ähnliche Eigenschaften erreicht man bei der Schaltung nach Fig. iA. Hier sind allerdings die Transformatoren wirksamer in die Rückkopplungswege 6' und 7' eingeschlossen, welche den Wegen 6 und 7 in Fig. ι entsprechen. Daher werden die Transformatorverzerrungen und die Impedanzänderungen der Transformatoren mit der Frequenz durch die Rückkopplung wirksamer verringert, so daß Z_A, Z_B und

-p· unmittelbarer von den Windungsverhältnissen abhängen.

Es läßt sich zeigen, daß bei einem großen Rückkopplungsgrad

OT₁

Ot₃ .
Ζ Ζ

	Wenn	V	M3	-1 OT1
und		Ύ	«2 ,	OT2
				γ ml
	dann ist			2 m2
			mx	7 OT1 M3
			OT2	'2 OT2 X M2
ist.
		M2
ist,

(5A)

(6A)

= Z₂,

und

Z₂ + Z₁'

(5B)
(6B)

Diese Schaltung eignet sich gut für ein mit einem Wirkwiderstand belastetes Kabelsystem. Besonders vorteilhaft ist die Eigenschaft, daß der Verstärker an jeder beliebigen Stelle des Kabels angebracht werden kann. Außerdem kann die Verstärkeranlage entsprechend der Fig. iB in der Weise geändert werden, daß beispielsweise ein Heizstrom für den Verstärker ι über das Kabel in Simplexschaltung und durch die Verstärkerschaltung geführt wird, ohne die Rückkopplungsbedingungen im Übertragungsweg zu stören. In Fig. iB mit den Schaltern io, ii und 12 in den dargestellten Stellungen liefert die Batterie 13 den Heizstrom für den Verstärker. Stattdessen kann der Heizstrom von der Batterie 14 über die Leitung oder das Kabel £ geliefert werden, in welcher der Verstärker eingeschaltet ist.

Zu diesem Zweck werden die beiden Schalter 12 geschlossen, die beiden Schalter 11 auf ihre oberen Kontakte geschaltet und die beiden Schalter 10 auf die äußeren Kontakte gestellt. Die Spulen 15 und 16, welche der Gleichstrom der Batterie durchfließt, um in Simplexschaltung über die Leitung!, geführt zu werden, werden gegenüber der Erde symmetrisch ausgeführt, ebenso wie die Leitungswicklungen Ot₁ und % und die Rückkopplungswicklungen Ot₂ und M₂ der Transformatoren 2' und 5', welche den Transformatoren 2 und 5 der Fig. iA entsprechen. Die Mittelpunkte der Rückkopplungswicklungen Ot₂ und M₂ können durch die Schalter 11 und 10 mit den Heizkreisen des Verstärkers verbunden werden, oder sie können durch die Schalter 11 geerdet werden, wobei die Schalter 12 geöffnet sind; in diesem Fall wird der Heizstrom von der Batterie 13 über die Schalter 10 geliefert.

Der Verstärker überträgt nach zwei Richtungen. Es können z. B. Schwingungen von Z₂ nach Z₁ übertragen werden, wenn die Übertragung nach zwei Richtungen durch den Verstärker erforderlich ist. Während er aber in einer Richtung eine gewisse Ver-Stärkung aufweist, führt er in der anderen Richtung eine entsprechende Dämpfung ein.

Die Eigenschaften der Schaltung nach Fig. ia lassen sich auch ohne die Hüfswicklungenjauf den Transformatoren erreichen, indem die Anschlüsse über Widerstände, etwa Fig. 2 entsprechend,^r,vorgenommen werden. In dieser Figur ist ein Widerstandes in Reihe zu Z₁ geschaltet sowie ein Widerstand 59 in Reihe zu Z₂. Die Leitungen 61 und 62 bilden'einen Rückkopplungsweg P₁ für die Parallel-Reihen-Rückkopplung. Die Leitungen 62 und 63 bilden einen Rückkopplungsweg P₂ für die Reihen-Parallel-Rückkopplung. Die Widerstände 64, 65 und 66 sind in die Leitungen 61, 62 bzw. 63 eingeschaltet. Diese Widerstände und ebenso die Widerstände 58 und 59 sind als veränderlich dargestellt. Diese Widerstände können geändert werden, um die Verstärkung und um die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen des Verstärkers zu regulieren. Wenn der Rückkopplungsgrad groß ist und wenn die Widerstände 58 und 59 im Vergleich mit Z₁ bzw. Z₂ klein und die Widerstände 64, 65 und 66 im Vergleich mit Z₁ und Z₂ groß sind, läßt sich erkennen, daß die Eigenschaft der Transparenz erzielt werden kann, wenn der Widerstand 58 gleich dem Widerstand 59 und der Widerstand 64 gleich dem Widerstand 66 ist. Die Verstärkung zwischen Z₁ und Z₂ wird dann gleich einer Konstanten, die gleich der Summe der Widerstände 64 und 65 dividiert durch die Widerstände 58 ist.

Bei großen Rückkopplungsgraden ergibt diese Schaltung eine vollständige Korrektur der Änderungen in der Übertragung im Verstärker und in den Transformatoren 2 und 3.

In Fig. 2A ist eine ähnliche Schaltung wie in Fig. 2 dargestellt, die gegenüber der Erde dadurch symmetorisch ausgeführt ist, daß die Rückkopplungsverbindungen symmetrisch in bezug auf die Leitungsimpedanzen angeordnet sind. Ein Widerstand r ist in Reihe zu der Wicklung Ot₁ zwischen die beiden Hälften dieser Wicklung geschaltet. Ein gleicher no Widerstand r ist in Reihe zu der Wicklung M₃ zwischen die beiden Hälften dieser Wicklung geschaltet. Die Leitungen 71 und 72 bilden einen RuckkopplungsWegiV für die Pärallel-Reihen-Rückkopplung. Die Leitungen 73 und 74 bilden einen Rückkopplungsweg F₂ für die Reihen-Parallel-Rückkopplung. Widerstände R sind in die entsprechenden Leitungen 71, 72, 73 und 74 eingeschaltet. Diese Widerstände sind ebenso wie die Widerstände r als veränderlich dargestellt.

Es ist ersichtlich, daß, wenn r klein im Vergleich mit Z₁ und Z₂ ist und wenn R groß im Vergleich mit Z₁ und Z₂ ist, Transparenz erzielt werden kann, vorausgesetzt, daß der Rückkopplungsgrad groß ist. Unter diesen Bedingungen wird auch die Verstärkung

7? 12^

zwischen Z₁ und Z₂ gleich der Konstanten —.

Die Leitungen 71, 72, j$ ^und 74 bilden außer den Rückkopplungswegen F₁ und F₂ vier Rückkopplungswege, von welchen jeder eine negative Rückkopplung ", erzeugt. Einer dieser vier Wege wird durch die Leitungen 71 und 73 gebildet und erzeugt eine Parallel-Parallel-Rückkopplung. Ein zweiter wird durch die Leitungen 74 und 72 gebildet und erzeugt eine Parallel-Parallel-Rückkopplung. Ein dritter wird durch die Leitungen 71 und 74 gebildet und erzeugt eine (Parallel-und-Reihen) - (Parallel-und-Reihen) -Rückkopplung. Der vierte wird durch die Leitungen 73 und 72 gebildet und erzeugt eine (Parallel-und-Reihen)-(Parallelund-Reihen) -Rückkopplung.

Diese Wege haben nur parasitäre Rückkopplungen zur Folge und verändern die Ergebnisse in keiner Weise, wenn der Rückkopplungsgrad über die Wege F₁ und F₂ groß ist.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Schaltung dargestellt. Der Verstärker besitzt einen Eingangstransformator 2 mit einer Primärwicklung Ot₁ mit Ot₁ Windungen und einer Sekundärwicklung m_s mit'Mz₃ Windungen sowie einen Ausgangstransformator 5 mit einer Primärwicklung M₁ mit M₁ Windungen und mit einer Sekundärwicklung M₃ mit M₃ Windungen.

Die durch den Verstärker zu verstärkenden Schwingungen werden von der ankommenden Leitung oder von einem Kreis mit dem Impedanzwert Z₁ geliefert, der eine Wechselstromquelle mit der Spannung E aufweist. Die verstärkten Schwingungen werden auf die abgehende Leitung oder auf einen Stromkreis mit dem Impedanzwert Z₂ übertragen.

Der Verstärker weist eine Rückkopplungsspule Ot₂ von Ot₂ Windungen auf dem Transformator 2 auf. Diese Spule liegt in Reihe zu der Wicklung M₁ und liefert eine Parallel-Reihen-Rückkopplung oder mit anderen Worten eine Parallel-Rückkopplung, die dem Strom im Verbraucherwiderstand proportional ist. Der Verstärker besitzt ferner eine Rückkopplungsspule n₂ mit M₂ Windungen auf dem Transformator 5.

Diese Spule liegt in Reihe zu der Wicklung m_x und liefert eine Reihen-Parallel-Rückkopplung oder mit anderen Worten eine Reihenrückkopplung, die der Spannung am Verbraucherwiderstand proportional ist. Die Batterie 8 dient zur Lieferung der negativen Gittervorspannung, während die Batterie 9 den Anodenstrom liefert.

Die beiden Transformatoren 2 und 5 mit je drei Wicklungen sind derart angeschlossen, daß sie als doppelt konjugierter Stromkreis oder als Brückentransformator 10 wirken oder mit anderen Worten als Ausgleichsübertrager 10. Dieser Ausgleichsübertrager verbindet Z₁ und den Ausgangs- oder Anodenkreis mit dem Eingangs- oder Gitterkreis und den Verbraucherkreis Z₂ mit den Ausgangs- und Eingangskreisen des Verstärkers konjugiert zu Z₁ bzw. Z₂. Die von Z₁ beim Netzwerk 10 ankommenden Schwingungen werden teilweise durch die Wicklungen M₂ und M₃ nach Z₂ und teilweise durch die Wicklungen M₁ und MJ₃ nach dem Gitterkreis der Röhre 1 übertragen. Die Schwingungen vom Anodenkreis der Röhre werden teilweise durch die Wicklungen M₁ und M₃ nach Z₂ übertragen, teilweise durch die Wicklungen m₂ und m_s zum, Gitterkreis der Röhre rückgekoppelt und teilweise durch die Wicklungen M₁ und M₂ und die Wicklungen m_x und m_ä ebenfalls zum Gitterkreis rückgekoppelt.

Es ist leicht ersichtlich, daß durch die negative Rückkopplung der durch die Windungen m₂ entstehende Fluß dem Fluß entgegengesetzt ist, der durch die Windungen M₁ entsteht. Die Stabilität wird erreicht, wenn der Differenzfluß der Wicklungen Mi₁ und ot₂ in der Wicklung m_s am Röhrengitter eine Spannung erzeugt, die einen Strom in m_% von der Größe erzeugt, welche für den stabilisierten Wert des Differenzflusses erforderlich ist.

Bei großer Verstärkung, d. h. also zwischen dem Gitter der ersten Röhre und der Anode der letzten Röhre, wird Stabilität erreicht, wenn die Spannung quer zum Gitter relativ = Null ist. Daher sind die Spannungen quer zu Mi₁ und m~₂ = Null, und es ist

ebenso ist

Es folgt:

to M₃ = I₁ M₂

2-1 "1/ J

I₁1I₁

OTi

Z₁ +Z₂

m₃

L ₊ B. !h

\ OT₂ %₂

(7)

(8)

(9)

Η —

OT₂

-^+ζ4(ΐ

n„

(10)

Wenn [-—) · (1 + I gleich 1 gesetzt wird,

ergibt sich, daß Z_A = Z₂ ist. Die Eingangsimpedanz ist also gleich der Impedanz des Verbraucherkreises (der abgehenden Leitung). Es ergibt sich weiter, daß Zb = Z₁ ist, d. h. daß die Ausgangsimpedanz gleich der Leitungsimpedanz der ankommenden

Leitung ist. Ferner ist i₂ = —- I₁.

Es ergibt sich also, daß die Einschaltung des Rückkopplungsverstärkers zwischen Z₁ und Z₂ ein verstärktes Bild des Stromes ergibt, der von Z₁ nach Z₂ fließen, würde, wenn diese beiden Impedanzen direkt miteinander verbunden wären. Dies bedeutet, daß der Verstärker in bezug auf die Impedanz transparent ist.

Es ist auch ersichtlich, daß ein die Schaltung entgegengesetzt durchfließender Strom, der also in Fig. 3 von Z₂ nach Z_B fließt, eine Dämpfung erleidet, die gleich der Verstärkung des Verstärkers in der angenommenen positiven Richtung ist. Man kann dies als ein Ergebnis der Symmetrie auffassen; allgemeiner gesehen ist dies eine grundlegende Eigenschaft eines transparenten Verstärkers.

Ein weiteres Merkmal der in Fig. 3 gezeigten Schaltung besteht darin, daß die Windungsverhältnisse

so gewählt werden können, daß Zj. gleich einem konstanten Vielfachen von Z₂ ist, während Z_B dem reziproken Wert dieser Konstanten multipliziert mit Z_x entspricht. Die durch den Verstärker erzielte Verstärkung ist gleichzeitig unabhängig von den Windungsverhältnissen, welche die gewünschten Impedanzwerte bestimmen sollen. Dies erläutern die Gleichungen (9) und (10). Angenommen, es soll Za = k · Z₂ sein, dann ist
10

vn —— fv J2/

ao Die Verstärkung ist leistungsmäßig

W₃ kommt in keiner der obigen Gleichungen vor. Das Verhalten des Verstärkers ist also unabhängig . von den Windungen auf m_z, da μ direkt proportional zu »i₃ ist und β davon unabhängig ist.

In Fig. 4 werden die Impedanzen und die Konjugiertheit gezeigt, welche in dem stabilisierten Verstärker existieren. Z₀ und Z₂, stellen die stabilisierten Gitter- bzw. Anodenimpedanzen dar. Der Generator in Reihe zu Z_P ist die stabilisierte Größe der Anodenspannung. An diesem Schema läßt sich leicht beweisen, daß der Eingangskreis des Verstärkers zum Verbraucherkreis konjugiert ist und daß die Stromquelle zum Ausgangsstromkreis des Verstärkers konjugiert ist.

Es wird oft gewünscht, daß ein Verstärker auf einer angepaßten Impedanzbasis zwischen zwei Impe-

danzen Z₁ und Z₂ arbeitet, eine festgelegte Verstärkung hat, eine geradlinige Frequenzkurve besitzt und einen guten Ausgleich gegenüber Längsströmen hat. Die dargestellte Verstärkerschaltung kann leicht so bemessen werden, daß der Verstärker all diesen Erfordernissen genügt. Wenn z. B. ein Verstärker eine Verstärkung von 20 Dezibel haben soll, bei dem Z₁ gleich einer Impedanz von 150 Ohm und Z₂ gleich

einer Impedanz von 800 Ohm ist, ist — gleich 20 und -^- kann gleich -^- = V^, gemacht werden. Dann

wird Z_A = —, so daß Z₁ angepaßt wird, und Z_B wird

gleich 4 Z₁, so daß Z₂ angepaßt ist. Die Schaltung erfüllt nicht nur die genannten Anforderungen, sondern es werden alle Vorgänge bei der Übertragung durch die Wirkung der negativen Rückkopplung verbessert oder stabilisiert.

Wie erwähnt, kann in einer Verstärkerschaltung von der dargestellten Art die negative Rückkopplung die Verstärkung von der Frequenz unabhängig machen, so daß ζ. B., auch wenn Z₂ ein Blindwiderstand ist oder einen Blindwiderstand einschließt, die Einschaltung des Verstärkers den Wirkungsgrad für die Übertragung zwischen Z₁ und Z₂ bei allen Frequenzen um den gleichen Betrag ändert, oder mit anderen Worten, der Verstärker kann in die Leitung eingeschaltet werden, ohne die Gestalt der Frequenzcharakteristik zu ändern.

In den Fig. 5 bis 8 sind Schaltungen dargestellt, die in ähnlicher Weise arbeiten wie der Verstärker nach Fig. 3. Die Schaltung nach Fig. 5 dient ebenso wie die Schaltung nach Fig. 3 dazu, bei gegen die Erde symmetrisch liegenden Impedanzen von veränderlichem Impedanzverhältnis und mit veränderlicher Verstärkung, zu arbeiten.

Die Fig. 6_:l. 7 und 8 zeigen Änderungen gegenüber der Schaltung nach Fig. 3, die sich zum Betrieb zwischen ungleichen Impedanzen eignen. Die Fig. 6 und 7 sind Schaltungen für eine einseitig geerdete Schaltung. Die Schaltung nach Fig. 8 eignet sich für einen gegenüber der Erde symmetrischen Betrieb.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verstärker mit negativer Rückkopplung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungsweg in Reihe mit dem Ausgang und parallel mit dem Eingang und ein zweiter Rückkopplungsweg parallel mit dem Ausgang und in Reihe mit dem Eingang geschaltet ist und beide Rückkopplungswege negative Rückkopplungen darstellen und unabhängig voneinander so einstellbar sind, daß die Verstärkung^unabhängig von der Frequenz ist und daß das Einschalten des Verstärkers den Wellenwiderstand der Leitung nicht ändert.

   Angezogene Druckschriften:
   Österreichische Patentschrift Nr. 144200;
   britische Patentschrift Nr. 317005;
   USA.-Patentschriften· Nr. 1994486, 2003282;
   Elektr. Nachr. Technik (ENT) 1934, S. 319 bis 326.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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