DE885868C

DE885868C - Circuit arrangement for the controllable, distortion-free amplification of electrical vibrations

Info

Publication number: DE885868C
Application number: DEN2443D
Authority: DE
Inventors: Henricus Adrianus Broos
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1943-03-03
Filing date: 1944-02-29
Publication date: 1953-08-10

Description

Schaltungsanordnung zur regelbaren verzerrungsfreien Verstärkung von elektrischen Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur regelbaren und verzerrungsfreien Verstärkung von elektrischen Schwingungen, insbesondere von Schwingungen, die zwei oder mehreren verschiedenen Frequenzbändern zugehören; mittels einer Entladungsröhre, die mit wenigstens zwei Steuergittern und einem oder mehreren zwischen diesen Gittern liegenden Schirmgittern ausgestattet ist.Circuit arrangement for controllable, distortion-free amplification of electrical vibrations The invention relates to a circuit for controllable and distortion-free amplification of electrical vibrations, in particular of Vibrations belonging to two or more different frequency bands; by means of a discharge tube with at least two control grids and one or more is equipped with screen grids lying between these grids.

Bei Schaltungen zur Verstärkung von Schwingungen, die zwei oder mehreren verschiedenen Frequenzbändern zugehören (sog. Reflexschaltungen), bietet die Verstärkungsregelung Schwierigkeiten, weil zur Verhütung gegenseitiger Beeinflussung der verschiedenen Frequenzbänder eine lineare Kennlinie, zur Verstärkungsregelung hingegen eine gekrümmte Kennlinie erforderlich ist.In circuits for amplifying vibrations, the two or more belong to different frequency bands (so-called reflex circuits), offers the gain control Difficulty because to prevent mutual interference of different Frequency bands have a linear characteristic curve, but a curved characteristic curve for gain control Characteristic is required.

Die Erfindung schafft nun eine Schaltung, mit der eine regelbare und zugleich verzerrungsfreie Verstärkung erzielbar ist und die insbesondere die Verstärkungsregelung bei Reflexschaltungen ohne gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Schwingungen möglich macht. Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, daß es durch Regelung auf zwei verschiedenen Steuergittern einer Entladungsröhre möglich ist, ein System linearer oder nahezu linearer Kennlinien mit verschiedenen Steilheiten zu erhalten. Zu jedem wert der Regelspannung gehört dann eine nahezu lineare Kennlinie bestimmter Steilheit; durch Änderung der Regelspannung wird jeweils auf eine Kennlinie mit einer anderen, entweder größeren oder geringeren Steilheit eingestellt, wodurch also die Verstärkung der Schaltung gesteigert bzw. herabgesetzt wird.The invention now creates a circuit with which a controllable and at the same time distortion-free amplification can be achieved and in particular the amplification control with reflex circuits without mutual influencing of the different vibrations makes possible. The invention lies inter alia. based on the knowledge that it is through regulation one system is possible on two different control grids of a discharge tube linear or almost linear characteristics with different slopes. Each value of the control voltage then has a specific, almost linear characteristic Steepness; by changing the control voltage, a characteristic curve with another, either greater or lesser, slope is set, whereby so the gain of the circuit is increased or decreased.

Gemäß der Erfindung werden die Schwingungen dem von der Kathode aus gerechnet zweiten Steuer- Bitter der Entladungsröhre zugeführt; die beiden Schirmgitter sind über einen gemeinsamen Widerstand mit einer Quelle positiver Spannung verbunden, und die Regelspannung wird in einem derartigen Verhältnis dem ersten und dem zweiten Steuergitter zugeführt, daß der Arbeitspunkt der Röhre sich bei der Regelung etwa über die Mitte der Kennlinien verschiebt, welche die Beziehung zwischen dem Anodengleichstrom und der Gleichspannung am zweiten Steuergitter bei verschiedenen Werten der Gleichspannung am ersten Steuergitter angeben.According to the invention, the vibrations are generated from the cathode calculated second tax Bitter supplied to the discharge tube; the two screen grids are connected to a source via a common resistor positive voltage connected, and the control voltage is in such a ratio fed to the first and second control grids that the operating point of the tube shifts in the control approximately over the middle of the characteristic curves, which the Relationship between the anode DC current and the DC voltage at the second control grid specify for different values of the DC voltage on the first control grid.

Vorzügliche Ergebnisse werden bei Verwendung einer Hexode oder Heptode erzielt, deren Schirmgitter kurzgeschlossen sind.Excellent results are obtained using a hexode or heptode achieved whose screen grids are short-circuited.

Bei Reflexschaltungen bei denen die Erfindung besonders wichtig ist, führt man dem zweiten Steuergitter der Entladungsröhre sowohl Zwischenfrequenzsch wingungen als auch die daraus nach Verstärkung und Gleichrichtung abgeleiteten Niederfrequenzschwingungen zu.In reflex circuits where the invention is particularly important, one leads to the second control grid of the discharge tube both intermediate frequencies vibrations as well as the low-frequency vibrations derived from them after amplification and rectification to.

Falls eine sehr große Verstärkung erwünscht ist, können die Schwingungen zur Vorverstärkung zunächst dem ersten Steuergitter zugeführt werden; die infolgedessen im Schirmgitterkreis auftretenden vorverstärkten Schwingungen werden dann über eine Impedanz dem zweiten Steuergitter übertragen.If a very large gain is desired, the vibrations can are first fed to the first control grid for preamplification; which as a result The pre-amplified vibrations occurring in the screen grid circuit are then transmitted via a Impedance transferred to the second control grid.

Die Regelung der Vorverstärkung erfolgt zweckmäßig durch Gegenkopplung vom Schirmgitter aus nach dem ersten Steuergitter.The pre-amplification is expediently regulated by negative feedback from the screen grid to the first control grid.

Bei Reflexschaltungen, bei denen sowohl Zwischenfrequenzschwingungen als auch die daraus nach Verstärkung und Gleichrichtung abgeleiteten Niederfrequenzschwingungen gleichzeitig verstärkt -werden, empfiehlt es sich, ausschließlich die Niederfrequenzschwingungen auf die vorgenannte Art und Weise, gegebenenfalls unter Anwendung von Gegenkopplung, vorzuverstärken.In reflex circuits in which both intermediate frequency oscillations as well as the low-frequency oscillations derived from it after amplification and rectification be amplified at the same time, it is advisable to use only the low-frequency vibrations in the aforementioned manner, if necessary using negative feedback, preamp.

Manchmal ist es erwünscht, zwischen dem ersten Steuergitter und dem Schirmgitter eine Impedanz anzuordnen, die derart bemessen ist, daß die Verstärkung von gegebenenfalls auftretenden Schirmgitterwechselspannungen ganz oder nahezu ganz vermieden wird. Eine derartige Schaltung ist z. B. zur Unterdrückung von am Schirmgitter vorhandenen Brummspannungen wichtig.Sometimes it is desirable to be between the first control grid and the Screen grid to arrange an impedance, which is dimensioned such that the gain of screen grid alternating voltages that may occur completely or almost completely is avoided. Such a circuit is z. B. to suppress on the screen grid existing ripple voltages important.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

In Fig. i ist schematisch eine Reflexschaltung dargestellt, bei der Zivischenfrequenzschwingungen und die daraus nach Verstärkung und Gleichrichtung abgeleiteten Niederfrequenzschwingung:en gleichzeitig verstärkt werden. Die Zwischenfrequenzschw ingungen werden den in der Figur mit MF bezeichneten Klemmen, die Niederfrequenzschwingungen den mit LF bezeichneten Klemmen zugeführt.In Fig. I, a reflex circuit is shown schematically in which Civil frequency oscillations and the resulting amplification and rectification derived low frequency oscillation: s are amplified at the same time. The intermediate frequency threshold The low-frequency oscillations are associated with the terminals marked MF in the figure fed to the terminals marked LF.

Die Zwischenfrequenzschwingungen werden über ein aus zwei Kreisen i und 2 bestehendes Zwis.chenfrequenzbandfilter dem zweiten Steuergitter einer Heptode 3 zugeführt, Die verstärkten Schwingungen können einem in den Anodenkreis der Entladungsröhre aufgenommenen Zwischenfrequenzkreis q. entnommen und, nachdem sie gegebenenfalls nochmals verstärkt worden sind, gleichgerichtet wenden.The intermediate frequency oscillations are over one of two circles i and 2 existing intermediate frequency band filter to the second control grid of a heptode 3, the amplified vibrations can enter the anode circuit of the discharge tube recorded intermediate frequency circuit q. taken and after them if necessary have been reinforced again, turn in the same direction.

Die letztgenannten Maßnahmen sind in der Figur nicht veranschaulicht. Die nach Gleichrichtung erhaltenen Niederfrequenzschwingungen werden dann den Klemmen LF zugeführt. Zwischen diesen Klemmen ist ein Spannungsteiler 5 angeordnet, von dem die zu verstärkende Niederfrequenzspannung abgegriffen werden kann; diese Spannung wind über einen Kondensator 6 und einen Widerstand 7 ebenfalls dem zweiten Steuergitter zugeführt. Die Verstärkung von gegebenenfalls zwischen den Klemmen LF vorhandenen Zwischenfrequenzschwingungen wird von einem aus einem Widerstand 7 und einem Kondensator 8 bestehenden Filter verhindert; hierdurch wird Unstabilität der Schaltung vermieden. Die verstärkten Niederfrequenzschwingungen werden von einem in den Anodenkreis der Heptode 3 aufgenommenen Widerstand 9 abgegriffen und einem Niederfrequenzverstärker übertragen.The last-mentioned measures are not illustrated in the figure. The low frequency oscillations obtained after rectification are then applied to the terminals LF fed. A voltage divider 5 is arranged between these terminals, from from which the low-frequency voltage to be amplified can be tapped; this tension wind through a capacitor 6 and a resistor 7 also to the second control grid fed. The reinforcement of any existing between the LF terminals Intermediate frequency oscillations are generated by a resistor 7 and a capacitor 8 existing filters prevented; this avoids circuit instability. The amplified low-frequency vibrations are generated by one in the anode circuit of the Heptode 3 picked up resistor 9 and a low frequency amplifier transfer.

Der einen Widerstand io in der Kathodenleitung der Röhre durchfließende Gleichstrom liefert über eine aus Widerständen. 11, 12, 13 und 14. bestehende Spannungsteilerschaltung die feste negative Vorspannung für die zwei Steuergitter. Das erste Steuergitter ist dabei zwischen den Widerständen 13 und 14 und das zweite Steuergitter zwischen den Widerständen i i und 12 angeschlossen.The one flowing through a resistance io in the cathode line of the tube DC supplies through one of resistors. 11, 12, 13 and 14. Existing voltage divider circuit the fixed negative bias for the two control grids. The first control grid is between the resistors 13 and 14 and the second control grid between the resistors i i and 12 connected.

Die Regelspannung kann z. B. dadurch der verstärkten Zwischenfrequenzspannung entnommen werden, daß diese mittels einer Diode 15 und eines Kondensators 16 gleichgerichtet wird; Abflachung dieser Spannung erfolgt mittels eines Widerstandes 17 und eines Kondensators 18. Die vorgenannte Spannungsteilerschaltung wird im vorliegenden Fall gleichzeitig zur Verteilung der Regelspannung über die beiden Steuergitter verwendet; die Regelspannung ist dazu an -ednen Punkt zwischen den Widerständen 12 und 13 angeschlossen.The control voltage can, for. B. thereby the amplified intermediate frequency voltage it can be seen that this is rectified by means of a diode 15 and a capacitor 16 will; This voltage is flattened by means of a resistor 17 and a Capacitor 18. The aforementioned voltage divider circuit is in the present case used simultaneously to distribute the control voltage over the two control grids; the control voltage is connected to the point between the resistors 12 and 13.

Gewünschtenfalls kann die Regelung der zwei Steuergitter aber auch getrennt, z. B. mittels zweier Regeldioden, ausgeführt werden.If desired, the regulation of the two control grids can also separately, e.g. B. by means of two control diodes.

Die beiden Schirmgitter der Heptode sind miteinander verbunden, und in dem gemeinsamen Schirmgitter-kreis ist ein Widerstand i9 angeordnet. Die Heptode 3 kann z. B. aus dem Heptodenteil einer Triode-Heptode bestehen.The two screen grids of the heptode are connected to each other, and A resistor i9 is arranged in the common screen grid circuit. The heptode 3 can e.g. B. consist of the heptode part of a triode-heptode.

Die Wirkungsweise der Schaltung wird an Hand von Fig.2 .erläutert. In dieser Figur ist längs der senkrechten Achse der Wert des Anodengleichstroms i" in Milliampere und längs der waagerechtenAchse der Wert der negativen Gleichspannung des zweiten Steuergitters Vg. in Volt aufgetragen. Die dargestellten Kennlinien zeigen den Zusammenhang zwischen i" und TTg. für verschiedene Werte der Gleichspannung des ersten Steuergitters Vgi in Volt. Jede dieser Kennlinien erstreckt sich über einen hinreichend großen Bcreich linear, so daß bei richtiger Wahl des Arbeitspunktes eine verzerrungsfreie Verstärkung möglich ist. Weiter zeigen die verschiedenen Kennlinien eine nach links abnehmende Steilheit, so daß bei einer Zunahme der Regelspannung, bei der sich sowohl die Gleichspannung des ersten Steuergitters als auch die des zweiten Steuergitters ändert, die Verstärkung der Schaltung abnimmt.The mode of operation of the circuit is explained on the basis of FIG. In this figure, the value of the anode direct current is along the vertical axis i "in milliamps and along the horizontal axis the value of the negative DC voltage of the second control grid Vg. plotted in volts. The characteristics shown show the relationship between i "and TTg. for different values of the DC voltage of the first control grid Vgi in volts. Each of these characteristics extends over a sufficiently large area linear, so with the right choice of the operating point, a distortion-free amplification is possible. Continue to show the different characteristics have a slope decreasing to the left, so that with a Increase in the control voltage at which both the DC voltage of the first control grid and that of the second control grid changes, the gain of the circuit decreases.

Man führt nun vorzugsweise den Steuergittern die Regelspannung in einem derartigen Verhältnis zu, daß der Arbeitspunkt der Schaltung sich bei Regelung über die Mitten der Kennlinien verstellt, also z. B. längs der in der Figur gestrichelt angedeuteten Linie. Dabei ist es natürlich ebenfalls erforderlich, die Steuergitter mit geeignet gewählten festen Vorspannungen zu beaufschlagen. Wenn man die Regelung auf die vorgeschilderte Weise ausführt, so kann man die Röhre fortwährend über die ganze Länge der Kennlinie steuern, ohne daß Verzerrung eintritt.The control voltage is now preferably fed into the control grid such a relationship that the operating point of the circuit is in control adjusted over the middle of the characteristics, so z. B. dashed along the line in the figure indicated line. It is of course also necessary to use the control grid to apply suitably selected fixed pre-stresses. When you look at the scheme carries out in the manner described above, one can continuously use the tube via the Control the entire length of the characteristic without causing distortion.

Wenn die Anode und die Schirmgitter ihre positive Spannung aus einem Netzanschlußgerät erhalten, ist es häufig notwendig, daß etwaige Brummspannungen auf den Schirmgittern nicht weiterverstärkt werden. Das erreicht man, wenn eine (in der Figur nicht dargestellte) Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Trennungskondensators zwischen das Schirmgitter und das erste Steuergitter aufgenommen wird.When the anode and the screen grid get their positive voltage from one Get power supply, it is often necessary that any ripple voltages cannot be further amplified on the screen grids. You can achieve that when a (not shown in the figure) series connection of a resistor and an isolating capacitor is added between the screen grid and the first control grid.

In Fig.3 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt. Die Schaltung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. i, indem die Niederfrequenzschwingungen zur Vorverstärkung dem ersten Steuergitter und die im Schirmgitterkreis auftretenden verstärkten Schwingungen über einen Kondensator 2o dem zweiten Steuergitter übertragen werden.In Figure 3 is another embodiment of the circuit according to the invention shown. The circuit differs from that of Fig. I in that the low frequency vibrations for pre-amplification to the first control grid and the amplified vibrations occurring in the screen grid circuit via a capacitor 2o are transmitted to the second control grid.

Durchweg ist es aber erforderlich, das Maß der Vorverstärkung innerhalb bestimmter Grenzen zu halten, um Selbsterregung der Schaltung zu verhüten. Die Beschränkung der Vorvers.tärkung kann auf verschiedene Weise stattfinden, z. B. mittels einer Spannungsteilerschaltung oder aber durch Anwendung von Gegenkopplung. Letzteres ist zu bevorzugen und ist in der Schaltung nach Fiel- 3 veranschaulicht. Eine Spannungsgegenkopplung aus dem Schirmgitter nach dem ersten Steuergitter wird in diesem Fall mittels einer aus einem Widerstand 21 und einem Trennungskondensator 22 bestehenden Reihenschaltung erzielt.However, it is always necessary to set the amount of pre-amplification within to keep certain limits in order to prevent self-excitation of the circuit. The restriction Vorvers.tärkung can take place in different ways, e.g. B. by means of a Voltage divider circuit or by using negative feedback. The latter is to be preferred and is illustrated in the circuit according to Fiel-3. A negative voltage feedback from the screen grid after the first control grid is in this case by means of a from a resistor 21 and a separation capacitor 22 consisting of a series circuit achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for controllable and distortion-free Amplification of electrical vibrations which are two or more different Frequency bands, by means of a discharge tube connected to a cathode, a first control grid, a first screen grid, a second control grid, a second screen grid and an anode, characterized in that that the vibrations of the .the cathode calculated from the second control grid of the Discharge tube fed that the two screen grids have a common Resistance with a source. positive voltage are connected and that the control voltage fed in such a ratio to the first and second control grids is that the operating point of the tube is about the middle of the regulation Characteristic shifts showing the relationship between the anode direct current and the DC voltage at the second control grid at different values of the DC voltage specify on the first control grid.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized characterized in that a hexode or a heptode is used, the screen grid are directly connected to each other.

3. Circuit arrangement according to claim i or 2, characterized in that the second control grid of both the discharge tube Intermediate frequency oscillations as well as the resulting amplification and rectification derived low frequency vibrations are fed.

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the vibrations for preamplification are fed to the first control grid and that the consequent in the screen grid circle occurring pre-amplified vibrations are fed to the second control grid.

5. Circuit arrangement according to Claim 4, characterized in that the preamplification limited by a negative feedback from the screen grid to the first control grid is.

6. Circuit arrangement according to claim 3, 4 or 5, characterized in that only the low frequency vibrations. be pre-amplified.

7. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that between the first control grid and an impedance is arranged on the screen grid which is dimensioned such that the amplification of any screen grid alternating voltages that may occur entirely or is almost entirely avoided.