DE884964C

DE884964C - Amplifier for high frequencies

Info

Publication number: DE884964C
Application number: DEF4617D
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr-Ing Mulert
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1940-07-07
Filing date: 1940-07-07
Publication date: 1953-07-30

Description

Verstärker für hohe Frequenzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, durch die es ermöglicht wird, den Verstärkungsgrad eines mehrstufigen Verstärkers zu erhöhen.High Frequency Amplifiers The invention relates to a Circuit arrangement through which it is possible to adjust the gain of a multi-stage Increase amplifier.

Wenn es sich darum handelt, Verstärker mit großem Verstärkungsgrad herauszustellen, verwandte man. bisher in allen Stufen Röhren großer Steilheit. Röhren dieser Art weisen aber sowohl große Eingangs- als auch große Ausgangskapazität auf. Bei hohen Frequenzen bewirken diese: Kapazitäten einen beträchtlichen Verlust an nutzbarer Spannung, so daß die bei Röhren großer Steilheit an sich erreichbare große Verstärkung dadurch l:crab--edrückt wird. Man war deshalb gezwungen, bisher Verstärker für sehr hohe Frequenzen mit einer großen Anzahl von einzelnen. Verstärkerstufen auszurüsten, um die gewünschte Verstärkung zu erzielen. Jedoch ist auch dieser Methode eine Grenze gesetzt, wenn die durch die Schaltung der Röhrenkapazitäten bedingten Verluste so groß werden, daß pro Röhrenstufe nur noch eine Verstärkung von z : r vorhanden ist.When it comes to amplifiers with a high gain to emphasize, one used. so far tubes of great steepness in all stages. However, tubes of this type have both large input and large output capacitance on. At high frequencies these: Capacities cause a considerable loss of usable voltage, so that that which can be achieved with tubes of great steepness great gain by l: crab - is pressed. So one was forced to do so until now Amplifiers for very high frequencies with a large number of each. Amplifier stages equip to achieve the desired gain. However, this method is also a limit is set, if that is caused by the switching of the tube capacitances Losses become so great that per tube stage only an amplification of z: r is available.

In dieser Richtung wird nun durch den Erfindungsgegenstand Abhilfe geschaffen, und zwar in zweierlei Hinsicht; einerseits wird es möglich, bei einer gegebenen Frequenz eine höhere Verstärkung zu erzielen, andererseits ergibt sich der Vorteil, daß die Frequenzgrenze, bei der noch die Verstärkung größer als z ist, nach höheren Frequenzen hin verschoben wird. Die Erfindung bezieht sich also insbesondere auf Verstärker für sehr hohe Frequenzen, wie sie beispielsweise beim Fernsehen in der Größenordnung von 3 und mehr MHz vorhanden sind.The subject matter of the invention now provides a remedy in this direction created in two ways; on the one hand it becomes possible with a given frequency to achieve a higher gain, on the other hand results the advantage that the frequency limit at which the gain is still greater than z, is shifted towards higher frequencies. The invention thus particularly relates to on Amplifiers for very high frequencies, such as those used in television Of the order of 3 and more MHz are available.

Erfindungsgemäß wird eine Verstärkerstufe mit kleinen Röhrenkapazitäten, und einer Verstärkung von annähernd i : i zwischen zwei Röhrenstufen mit großer Steilheit und einer Verstärkung, die größer als eins ist, angeordnet.According to the invention, an amplifier stage with small tube capacities, and a gain of approximately i: i between two tube stages with a large Steepness and a gain that is greater than one, arranged.

Vorzugsweise sind dabei die Röhrenkapazitäten der mittleren Röhre kleiner als die der äußeren. Röhren, und die Hauptverstärkung erfolgt durch die äußeren, Röhren.The tube capacities of the middle tube are preferably in this case smaller than that of the outer ones. Tubes, and the main gain is through the outer, tubes.

Die Ausführung der Erfindung erfordert zwar zunächst einen Aufwand an zusätzlichen Schaltmitteln, der jedoch gegenüber einer Vermehrung der Verstärkerstufen bisheriger Art und Bauweise gering und, wie aus späteren Beispielen zu ersehen ist, hinsichtlich seines Leistungsverbrauches ohne Belang ist. Für die erfindungsgemäße Anordnung wird aber, wie ebenfalls aus den späteren Beispielen zu ersehen ist, ein erheblicher Verstärkungsgewinn erzielt.The implementation of the invention initially requires an effort of additional switching means, but compared to an increase in the amplifier stages previous type and design and, as can be seen from later examples, is irrelevant in terms of its power consumption. For the invention However, as can also be seen from the later examples, the arrangement becomes a significant gain in gain achieved.

Die Figur zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hinter der Verstärkerröhre i, die eine Röhre großer Steilheit und damit auch großer Eigenkapazitäten ist, liegt erfindungsgemäß über die Ankoppelelemente 2 eine. Röhrenstufe 3 mit kleiner Steilheit und kleineren Eigenkapazitäten. Ihr Verstärkungsgrad möge in der Nähe von i, jedoch nicht unter diesem Wert liegen. Nach dieser Stufe 3 folgt wiederum unter Zwischenschaltung der üblichen Koppelelemente 4 eine Verstärkerröhre 5, die z. B. von der gleichen Art wie die Verstärkerröhre i sein möge. Bei dieser Anordnung erfolgt die Hauptverstärkung durch die Röhren i und 5.The figure shows a schematic embodiment of the invention. Behind the amplifier tube i, which is a tube of great steepness and therefore also great Is own capacities, is according to the invention on the coupling elements 2 one. Tube stage 3 with a small steepness and smaller own capacities. May your degree of reinforcement close to i, but not below this value. After this stage 3 follows again with the interposition of the usual coupling elements 4 an amplifier tube 5, the z. B. of the same type as the amplifier tube i may be. At this Arrangement, the main reinforcement takes place through tubes i and 5.

Im folgenden sollen nun zwei Beispiele beschrieben werden, die sich aus praktischen Messungen: ergeben haben. Um den Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung darzulegen, ist es notwendig, für das eine Beispiel eine Schaltanordnung üblicher Form, d. h. einen Verstärker mit zwei gleichen Röhrenstufen, die beide große Steilheit und damit große Eigenkapazitäten besitzen, zu verwenden und demgegenüber in dem zweiten Beispiel eine Schaltung mit der erfindungsgemäßen Anordnung (Fig. i) zugrunde zu legen, bei der die 'Röhren: i und 5 gleicher Art sind und den beiden Röhren des ersten Beispiels entsprechen.In the following two examples are now to be described from practical measurements: have shown. To take advantage of the circuit according to the invention To explain, it is necessary to use a circuit arrangement for the one example Shape, d. H. an amplifier with two equal tube stages, both of which have great steepness and thus have large own capacities to use and, in contrast, in that The second example is based on a circuit with the arrangement according to the invention (FIG. i) where the 'tubes: i and 5 are of the same kind and the two tubes of the correspond to the first example.

Im ersten Beispiel mögen handelsübliche Röhren verwendet werden, deren Steilheit S = 15 mA/V und deren: Eingangs- bzw. Ausgangskapazitäten 17 bzw. 7 PF betragen. Bei beiden Beispielen soll für die Schaltkapazität 5 pF in Rechnung gesetzt werden. Der Anodenstrom beträgt Ia=7o mA, und für die höchste zu verstärkende Frequenz co sei ein Wert 1,5 - ioa angesetzt. Da die Verstärkung ist, ergibt sich für h ein Wert von annähernd 3,45. Der Wert C setzt sich aus der Summe der Ausgangskapazität der ersten Röhrenstufe, der Schaltkapazität und der Eingangskapazität der zweiten Stufe zusammen.In the first example, commercially available tubes may be used whose slope S = 15 mA / V and whose input and output capacitances are 17 or 7 PF. In both examples, 5 pF should be taken into account for the switching capacitance. The anode current is Ia = 70 mA, and a value of 1.5 - ioa is assumed for the highest frequency co to be amplified. Because the reinforcement the value for h is approximately 3.45. The value C is made up of the sum of the output capacitance of the first tube stage, the switching capacitance and the input capacitance of the second stage.

Beim zweiten Beispiel wird zwischen die beiden Röhrenstufen, wie sie im ersten Beispiel benutzt wurden, eine andere handelsübliche Röhre geschaltet, deren Daten folgendermaßen lauten: S = 3,5 mA/V, Eingangskapazität 1,5 pF, Ausgangskapazität i pF, Gitter-Anoden-Kapazität 425 PF, IQ = 8 mA. Man. sieht also, daß. die Röhre bei kleinerer Steilheit auch kleine Eigenkapazitäten ausweist. Der Wert für C, der in die Formel für den Verstärkungsgrad V einzusetzen ist, beträgt hier etwa 15,5 PF- Für diesen und für dieselbe Frequenz co ergibt sich für die Röhrenstufe i, welche auf .die Röhrenstufe 3 als Verbraucher arbeitet, ein, Verstärkungsgrad von 6,35, d. h. also, der Wert ist bereits um etwa 8o % höher als im ersten Beispiel. Der Verstärkungsgrad für die Röhrenstufe 3, welche auf die Röhrenstufe 5 als Verbraucher arbeitet, ergibt sich nach derselben Formel zu i,2. Rechnet man noch den gesamten Verstärkungsgrad der Röhrenstufen i und 3 aus, so ergibt sich dieser zu 7,6, d. h. der Verstärkungsgrad ist um iooo/o höher als im Falle des ersten Beispiels. Der gesamte Stromverbrauch im zweiten Beispiel beträgt für die. zwei Röhrenstufen i und 3 zusammen 78 mA gegenüber 70 mA beim ersten Beispiel. Dieser Unterschied fällt aber gegenüber einer mehr als iooo/o höheren Verstärkung nicht im geringsten ins Gewicht. Damit ist der eingangs beschriebene Vorteil auch an Hand von praktischen Daten nachgewiesen worden.In the second example, another commercially available tube is connected between the two tube stages as used in the first example, the data of which is as follows: S = 3.5 mA / V, input capacitance 1.5 pF, output capacitance i pF, grid anodes -Capacity 425 PF, IQ = 8 mA. Man. so sees that. the tube also has small internal capacities with a smaller steepness. The value for C, which is to be inserted into the formula for the degree of amplification V, is about 15.5 PF- For this and for the same frequency co, the result for the tube stage i, which works on the tube stage 3 as a consumer, is, Gain of 6.35, ie the value is already around 80% higher than in the first example. The gain for the tube stage 3, which works on the tube stage 5 as a consumer, results from the same formula for i, 2. If one calculates the total gain of the tube stages i and 3, this results in 7.6, ie the gain is 100% higher than in the case of the first example. The total power consumption in the second example is for the. two tube stages i and 3 together 78 mA compared to 70 mA in the first example. This difference, however, is not in the least significant compared to a gain that is more than 100 per cent higher. The advantage described at the beginning has thus also been proven on the basis of practical data.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Amplifier circuit, consisting of several series-connected. Tube stages, especially for amplifying very high frequencies, characterized in that that at least between two amplifier tubes (1, 5) a further amplifier tube (3) is arranged with small tube capacities and low gain.

2. Amplifier attitude according to claim i, characterized in that the tube capacities of the middle Tubes are smaller than those of the outer tubes.

3. Amplifier circuit according to claim i and 2, characterized in that the gain of the central tube is approximately i: i and the main reinforcement is through the outer tubes. '