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Linearisierung von Übertragungssystemen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Einhaltung einer bestimmten Abhängigkeit der Ausgangsgröße
eines Übertragungs- oder Umformungssystems von der veränderlichen Eingangsgröße.
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Bekanntlich wird bei Verstärkern und anderen Übertragungs- oder Umformungssystemen
eine lineare Abhängigkeit zwischen der Eingangsgröße und der Ausgangsgröße durch
Gegenkopplung, d. h. durch Rückführung von Ausgangsenergie auf den Eingang des Systems
angestrebt. Die rückgeführte Größe wirkt im allgemeinen im Sinne einer Amplitudenverminderung,
so daß gewöhnlich eine zusätzliche Verstärkung erforderlich ist. Es sind aber auch
Einrichtungen bekannt, bei welchen eine solche Amplitudenverminderung vermieden
wird, indem außer dem zu linearisierenden System ein besonderes System geringer
Leistung mit annähernd gleichen Übertragungseigenschaften vorgesehen ist, wobei
die Differenz der Ausgangsgrößen beider Systeme auf den Eingang des zu linearisierenden
Systems zurückgeführt wird.
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Bei allen diesen Gegenkopplungseinrichtungen können die Verzerrungen
des zu linearisierenden Systems nur vermindert, aber nicht vollständig vermieden
werden. Da die rückgekoppelten Schwingungen wegen unerwünschter Phasendrehungen
der Systeme bei extremen Frequenzen leicht im Sinne einerAmplitudenerhöhung wirken,
ist eine wirksame Gegenkopplung bei komplizierteren Systemen wegen der Selbsterregungsgefahr
meistens nur schwer und unter Beachtung umständlicher und kostspieliger Gegenmaßnahmen
durchführbah' Diese Nachteile werden nach der Erfindung vermieden, indem außer dem
zu kontrollierenden System ein Vergleichssystem mit annähernd gleichen Übertragüngseigenschaften
vorgesehen
ist, wobei mindestens diesem Vergleichssystem die zu übertragende Größe und beiden
Systemen zudem eine Korrekturgröße zugeführt wird, die durch Rückführung der Differenz
der Ausgangsgrößen beider Systeme über ein Rückführungssystem gewonnen wird. Nach
der Erfindung muß hierbei die Übertragungskonstante des Rückführungssystems zum
mindesten annähernd mit dem reziproken Übertragungswert des Vergleichssystems übereinstimmen
und gleichzeitig der Übertragungswert dieses Kontrollsystems dem gewünschten konstanten
Verhältnis von zu übertragender Eingangsgröße und durch lineare Übertragung zu bildender
Ausgangsgröße entsprechen. Wegen der gleichzeitigen Zuführung der rückgeführten
Größe zu beiden Systemen wird das neue Verfahren zweckmäßig als Parallel-Gegenkopplung
bezeichnet. Bei diesem Verfahren können die Verzerrungen des kontrollierten Systems
vollständig unterdrückt werden, wobei eine Aufschaukelung von Eigenschwingungen
zu vermeiden ist.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den Figuren
an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.
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Im einpolig gezeichneten Prinzipschaltbild Fig. i stellt A das zu
kontrollierende Übertragungs- oder Umformungssystem, B das Vergleichssystem und
C das Rückführungssystem dar. Die Übertragungskonstanten dieser Systeme, d. h. das
reelle oder komplexe und gewöhnlich frequenzabhängige Verhältnis der periodisch
veränderlichen Ausgangs- und Eingangsgrößen der Systeme, sind durch a bzw.
b und c gekennzeichnet. Die Eingangsgröße P, welche durch die gesamte Einrichtung
verzerrungsfrei zu übertragen oder umzuformen ist, wird dem Vergleichssystem B und
unter Umständen auch dem Übertragungssystem A zugeführt. Die Differenz der kontrollierten
Ausgangsgröße q des Systems A und der Ausgangsgröße y des Systems B wird
über das Rückführungssystem C geleitet, dessen Ausgangsgröße s gleichzeitig beiden
Systemen A und B zugeführt wird. Es ist also q=a(np+S)+x, wobei durch
x die Verzerrungen und Störungen des Systems A bezeichnet sind, während für
den Faktor n gilt n = i, wenn die Eingangsgröße p dem System A und dem Vergleichssystem
B mit gleicher Amplitude zugeführt wird, bzw. n = m, wenn P dem System
A
mit m-facher Amplitude zugeführt wird, bzw. n = 0, wenn P nur dem Vergleichssystem
B zugeführt wird.
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Für die Korrekturgröße s ergibt sich aus der Differenz beider Ausgangsgrößen
(y - q) wegen r= b (p + s)
Durch Einsetzen von (,) in (i) und Auflösen nach q entsteht
worin zur Abkürzung
gesetzt ist. Zur Unterdrückung der Verzerrungen sind die Konstanten b und c des
Vergleichssystems und des Rückführungssystems so zu wählen, daß deren Produkt gleich
i wird bc so daß d verschwindet. Diese Bedingung kann normalerweise nur eingehalten
werden, wenn mindestens das eine der Systeme B und C einen Verstärker enthält, durch
welchen die Dämpfung im zweiten System ausgeglichen wird. In diesem Falle entsteht
die Ausgangsgröße q=bP. (6)
Sie ist also frei von allen Verzerrungen und Störungen
x des Übertragungssystems A, und ihre Abhängigkeit von P ist lediglich durch die
Übertragungskonstante b des Systems B gegeben, während die unter Umständen
veränderliche Übertragungskonstante ä des Systems A ohne jeden Einfluß
ist. Die Konstanten a, b, c können so gewählt werden, daß außer (5) wenigstens
angenähert die Bedingung b=a (7)
erfüllt ist, so daß die Ausgangsgröße q durch
Anwendung des Verfahrens keine Amplitudeneinbuße gegenüber einer einfachen Übertragung
über A erfährt.
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Eine schlechte Abgleichung der Systeme B und C, wobei d nicht vollständig
verschwindet, hat wegen des Quotienten (i -f- d) in (3) eine geringe Änderung des
Gesamtübertragungsmaßes zur Folge. Ferner treten die Verzerrungen mit einem Faktor
d in Erscheinung.
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Der relative Verzerrungsanteil ist ohne Anwendung de--; Verfahrens
Diese Größe vermindert sich durch Anwendung der Parallelgegenkopplung nach (3) auf
den Wert
Die Verminderung der Verzerrungen kann also durch die Größe
ausgedrückt werden, welche bei Einhaltung von (7) wenigstens annähernd mit d übereinstimmen.
Die Verzerrungen werden also auch dann noch wesentlich verringert, wenn (5) nicht
genau erfüllt ist. Im allgemeinen kann d sehr klein gehalten werden, so daß mit
großer Annäherung gilt . q = bp -[- dx. (ii) Bei der Dimensionierung der
Systeme ist zu berücksichtigen, daß die Übertragungseigenschaften meistens frequenzabhängig
sind. Die Bedingung (5) soll im Frequenzbereich der zu vermeidenden Verzerrungen
x möglichst gut erfüllt sein. Wenn es sich um die Unterdrückung einer einzigen Störschwingung
bestimmter Frequenz handelt, so genügt unter Umständen die Erfüllung von (5) bei
dieser Frequenz. In vielen Fällen umfassen die zu übertragenden Schwingungen und
die
zu vermeidenden Verzerrungen einen größeren Frequenzbereich.
Eine unter Umständen schwer zu vermeidende Frequenzabhängigkeit von b läßt sich
dann wenigstens teilweise durch geeignete Frequenzabhängigkeit von c ausgleichen,
so daß (5) trotzdem möglichst gut erfüllt ist.
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Aus (i) und (2) erhält man bei Beachtung von (5) und (7) für die Ausgangsgröße
des Vergleichssystems B y = (2 - n) bp - x. (i2) Diese Größe ist ein
Minimum, d. h. die Amplituden im Vergleichssystem B sind am kleinsten bei
n = 2,
wenn also die Eingangsgröße p dem kontrollierten System A mit doppelter
Amplitude zugeführt wird. In diesem Falle ist y = - x, d. h. die von
B übertragenen Größen entsprechen nur den Verzerrungen x, so daß nicht nur
die Leistung, sondern auch die Amplituden des Vergleichssystems B klein sind.
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Ferner gilt für s bei Beachtung von (6) und (i2) S = c (y-q)
= (i-n) bcp-cx, (13) d. h. die vom Rückführungssystem C übertragene Größe
s ist ein Minimum bei n = i. Die Größe n,
welche angibt, mit welchem
Amplitudenverhältnis die Eingangsgröße p dem System A bzw. dem System
B
zugeführt wird, ist also von großem Einfuß auf die in B bzw. C auftretenden
Amplituden, und durch geeignete Wahl von n kann die Leistung des Vergleichsystems
B oder die Leistung des Rückführungssystems den jeweiligen Verhältnissen entsprechend
besonders klein gehalten werden. Da normalerweise mindestens das eine dieser beiden
Systeme B und C einen Verstärker enthalten muß, empfiehlt es sich im allgemeinen,
durch passendes n die Amplituden in diesem Verstärker möglichst klein zu halten.
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Das System A kann aus mehreren Einzelsystemen zusammengesetzt sein,
wie dies in Fig. 2 gezeigt wird, dessen Bezeichnungen im übrigen mit Fig. i übereinstimmen.
Wenn die Übertragungskonstanten der Systeme A,. bzw. A 2 durch a1 bzw. a2
bezeichnet werden, so ist die Gesamtübertragungskonstante dieser hintereinandergeschalteten
Systeme a = a1 ' a2, (14) und für die Ausgangsgröße q2 von A2 gilt
die Bezeichnung (3) bzw. (6) und (ii). Wenn es sich nun bei A2 um ein verzerrungs-
und störungsfreies System handelt, so ist nach (6) bei Beachtung von (5)
d. h. die am Ausgang des Systems A1 abgezapfte Größe ist unabhängig von Störungen
und Verzerrungen dieses ersten Übertragungssystems. Die Verwendung des zweiten Systems
A2 empfiehlt sich, wenn die Ausgangsgröße von Al in einer zum Vergleich mit r bzw.
zur Rückführung über C ungeeigneten Form auftritt. So kann es sich z. B. bei p,
r, s und q2 um elektrische Ströme oder Spannungen handeln, während q1 in Form von
elektromagnetischen oder mechanischen Schwingungen auftritt, welche durch A2 wieder
in elektrische Größe umgewandelt werden. An Hand von Fig. 3 werden nun die Stabilitätsverhältnisse
erläutert. Die Übertragungskonstanten der Systeme A, B, C sind im allgemeinen
frequenzabhängig. Das Produkt ac der Konstanten der Systeme A und C kann durch einen
Vektor dargestellt werden, dessen Spitze bei veränderlicher Frequenz z. B. die in
Fig. 3 dargestellte Ortskurve beschreibt, während sich gleichzeitig die Spitze eines
Vektors bc auf einer zweiten Kurve bewegt. Bei den zu übertragenden Frequenzen und
insbesondere bei den zu unterdrückenden Störfrequenzen soll der Vektor b c nach
(5) möglichst genau mit dem Abszissenpunkt -f- i zusammenfallen. Das gleiche gilt
für a c, wenn (7) erfüllt ist. Der ebenfalls frequenzabhängige Differenzvektor
g = b c - a c stellt nun die Gesamtübertragungskonstante der ganzen Einrichtung
für eine Größe s vom Eingang der Systeme A und B bis zum Ausgang des
Systems C dar. Da dieser Ausgang mit den Eingängen durch die Rückführungsleitung
verbunden ist, so ist nach den Untersuchungen von Nyquist (Bell System techn. Journ.,
1932, S. 126) ein Aufschaukeln von Schwingungen möglich, wenn die Ortskurve g den
Abszissenpunkt + i umschließt. Es ist leicht ersichtlich, daß g als Differenz zweier
Vektoren, deren Absolut-,vert selbst meist kleiner ist als i, nur unter besonders
ungünstigen Umständen den Wert i überschreitet und daß dieser Differenzvektor durch
einfache Maßnahmen innerhalb der zulässigen Grenzen gehalten werden kann. Durch
Nachbildung der phasendrehenden Kreise des Systems A im System
B
können die Ortskurven a c und b c nötigenfalls leicht so weit
zur Deckung gebracht werden, daß g den Wert i niemals überschreitet. Unzulässige
Werte von g lassen sich meistens auch leicht durch Veränderung von ac vermeiden,
indem die Verstärkung oder Dämpfung in A entsprechend eingestellt wird. Die Bedingungen
zur sicheren Vermeidung einer Selbsterregung von Schwingungen sind demnach bei diesem
neuen Verfahren bedeutend leichter einzuhalten als bei den bekannten Gegenkopplungsschaltungen,
wo es sich darum handelt, daß das Produkt der Übertragungskonstanten des Hauptsystems
und des Rückführungssystems einerseits sehr große negative Werte annimmt und andererseits
den Wert + i nicht überschreitet.
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Nach den bisherigen Ausführungen eignet sich das neue Verfahren zur
Unterdrückung von Störungen und Verzerrungen bei Übertragungssystemen, wobei eine
Bedingung (5) für die Übertragungskonstanten des Vergleichs- und Rückführungssystems
einzuhalten ist. Aus (3) ist ersichtlich, daß bei negativem d auch das Vorzeichen
der Verzerrungen umgekehrt wird. Bei d = - 2 gilt beispielsweise -q=(b-2an)P-2x;
(16)
durch eine solche Überkompensation der Verzerrungen in einzelnen Übertragungssystemen
können die Verzerrungen anderer nichtentzerrter Systeme ausgeglichen werden. Bei
Fernleitungen mit Zwischenverstärkern entstehen beispielsweise in zwei aufeinanderfolgenden
nichtentzerrten Verstärkerabschnitten die Verzerrungen 2x. In einem dritten Verstärker,
bei dem die Verzerrungen mit d = - 2 überkompensiert
sind, entstehen
dagegen die Verzerrungen - 2 x, so daß die Gesamtverzerrung -jeweils verschwindet,
wenn diese Überkompensation in jedem dritten Verstärker vorgesehen ist. Dabei besteht
die Voraussetzung, daß die Wirkung der nichtlinearen Elemente in allen Verstärkern
gleich ist und daß die Verzerrungen x gegenüber den übertragenen Signalen q klein
sind. Ferner müssen die Phasendrehungen in den einzelnen Verstärkerabschnitten frequenzproportional
sein, so daß durch die Leitungsübertragung keine Änderungen der Signale, abgesehen
von einer frequenzunabhängigen Verzögerung und Amplitudenverminderung, auftreten:
Durch andere Bemessung der Überkompensation, d. h. durch andere Wahl von d, kann
der erforderliche Anteil überkompensierter Verstärker natürlich leicht verändert
werden. Negative Werte von d entstehen unter Einhaltung der an Hand von Fig. 3 diskutierten
Stabilitätsbedingung in einfacher Weise, wenn die Übertragungskonstanten a und b
einerseits und die Übertragungskonstante c andererseits verschiedene Vorzeichen
haben.
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In Fig. 4 bis g werden nun als Beispiele Einrichtungen gezeigt, bei
welchen das Verfahren zur Durchführung gelangt.
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Fig. 4 zeigt als kontrolliertes System A1 einen zweistufigen Verstärker
mit den Röhren V1, V3, den Anoden-bzw. Gitterwiderständen R1, R3, den Kopplungskondensatoren
Cl, C3 und den Ausgangsklemmen 3, 4. Die Eingangsspannung p wird über die Klemmen
1, 2 und die Induktivität L zugeführt und gelangt gleichzeitig auf die Röhre V2
des Vergleichssystems B. Durch passende Wahl von R2, C2, R4 können die Übertragungseigenschaften
dieses Systems, soweit erforderlich, dem Verstärkersystem Al angepaßt werden, so
daß die an Hand von Fig. 3 erläuterten Stabilitätsbedingungen sicher erfüllt sind.
Die Anzapfung 32 am Spannungsteiler W1, welcher dem System A2 entspricht, kann so
gewählt sein, daß die Verstärker-Ausgangsspannung q1 eine Komponente q2 der bei
dieser Anzapfung entnommenen Spannung zur Folge hat, die ungefähr entgegengesetzt
gleich groß ist wie die vom Vergleichssystem B über 33 zugeführte Komponente
r,
womit (7) erfüllt ist. Das Rückführungssystem C besteht aus der Induktivität
L, welche für die rückzuführende Größe (y - q2) einen Übertrager darstellt. Das
Übersetzungsverhältnis ist durch entsprechende Wahl der Anzapfung 22 so zu wählen,
daß eine bestimmte Spannungsänderung am Steuergitter von V2 eine gleich große Spannungsänderung
am losgetrennten Spulenende 23 zur Folge hat, was der Bedingung (5) entspricht.
Bei Vernachlässigung der geringen Erhöhung der Eingangsspannung p in L gilt dann
die Beziehung (15) für die Ausgangsspannung q1, welche von Störungen und Verzerrungen
des Verstärkers Al unabhängig ist.
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In Fig. 5 wird ein anderer Verstärker gezeigt, wobei das Vergleichssystem
B und das zu linearisierende System A1 je aus einem Verstärker 174 bzw. V5 bestehen,
die beispielsweise in einer Doppelröhre zusammengebaut sind. Die Eingangsspannung
p wird über die Mittelanzapfung des Übertragers L44 dem Steuergitter beider Verstärkersysteme
zugeführt. Die Differenz (r - q1) der Ausgangsgrößen beider Systeme B und A1 wird
dem Übertrager L44 zugeführt, der als Rückführungssystem wirkt, so daß sich die
Eingangsspannung beider Verstärkersysteme, d. h. die Steuergitterspannung von- V4
und V5, um den Betrag s = c (y - q) erhöht. Bei gleicher Größe der
Widerstände R7, R8 wird eine Rückwirkung dieser rückgeführten Spannung auf die Eingangsklemmen
1, 2 vermieden. Bei gleicher Beschaffenheit von 174 und V5 ist (7) ohne weiteres
erfüllt. Die Bedingung (5) kann durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses
von L44 eingehalten werden. Die über eine große Kapazität G entnommene Ausgangsspannung
q hat dann die durch die Verstärkung von V4 gegebene Abhängigkeit von P, unabhängig
von der Größe des bei 3, 4 angeschlossenen Belastungswiderstandes. Eine solche Einrichtung
eignet sich also besonders in Fällen, wo konstante Spannungsübertragungsverhältnisse
bei veränderlicher oder frequenzabhängiger Belastung gefordert sind.
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Bei den Schaltungen Fig.4 und Fig. 5 wird die Eingangsspannung p dem
zu kontrollierenden Verstärkungssystem und dem Vergleichssystem mit gleicher Amplitude
zugeführt, d. h. die Konstante n in (3), (12) und (13) ist gleich 1 zu setzen.
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In Fig. 6 ist dagegen eine Einrichtung dargestellt, bei der die Eingangsgröße
P dem zu kontrollierenden System mit doppelter Amplitude zugeführt wird, so daß
n = z ist. Über den Eingangsübertrager L55 gelangt die Spannung 2p auf den zweistufigen
Verstärker mit den Röhren V8, V7, dem Kopplungskondensator C6 und dem Ausgangsübertrager
L". Gleichzeitigistdiebei7 abgezapfteEingangsspannungp dem Vergleichssystem mit
der Verstärkerröhre V8 zugeführt. Durch einen Kondensator C7 und Ableitungswiderstand
R13 können die Phasendrehungsverhältnisse in diesem Vergleichssystem nötigenfalls
so weit dem Hauptverstärker mit den Kopplungselementen Cs, R"8 nachgebildet werden,
daß die an Hand von Fig.ß beschriebenen Stabilitätsbedingungen auch bei extremen
Frequenzen sicher erfüllt sind. Am Kathodenwiderstand- Ris der Röhre V8, deren Anode
direkt mit der Anodenspannungsquelle verbunden ist, entsteht als Spannungsabfall
die Vergleichsgröße r, welche angenähert mit der Gitterspannung übereinstimmt. Ein
Spannungsabfall, welcher dem Ausgangsstrom q1 proportional ist, entsteht ferner
am Kathodenwiderstand R14 der Röhre V7. Der Widerstand R15 ist groß gegenüber dem
Widerstand R17, so daß an deren Verbindungsstelle die Rückführungsgröße s
= c (y-q2) entsteht, wobei c = 1 und q2 = a2 - q1 ist. Diese Rückführungsgröße
gelangt über die Mittelanzapfung des Übertragers L55 auf das System Al mit den Röhren
VE, V7 und das Vergleichssystem B mit der Röhre V8. Durch zwei gleiche Widerstände
R11, R12 ist dieser Übertrager symmetriert, so daß keine Rückwirkung der rückgeführten
Größe auf die Eingangsklemmen 1, 2 möglich ist. Wegen n = 2 sind die Amplituden
im Vergleichssystem nach (12) ein Minimum, so daß eine wirksame Entzerrung auch
bei gekrümmter Charakteristik der Röhre V$ erreicht wird.- Im Gegensätz zu den Schaltungen
Fig. 4 und Fig. 5 handelt es sich bei Fig. 6 um Stromkontrolle, wobei ein bestimmtes
Verhältnis zwischen Eingangsspannung und
Ausgangsstrom unabhängig
vom Belastungswiderstand an den Klemmen 3, q. erreicht wird.
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In Fig. 7 wird die Anwendung des Verfahrens bei einem Radiosender
gezeigt. Der Sender A1 enthält eine Gegentaktmodulationsstufe mit den Röhren V9,
V19, denen die hochfrequente Trägerschwingung h über die Klemmen 5, 6 und den Übertrager
Lee zugeführt wird. Die Amplitude der hochfrequenten Ausgangsschwingungen wird durch
die niederfrequente Steuerspannung (P- -', s), welche je auf ein zweites Gitter
geführt ist, gesteuert. Die amplitudenmodulierten Schwingungen gelangen über die
Kupplungskondensatoren C8, C9 und den Hochfrequenzverstärker E auf die Antenne und
werden als elektromagnetische Schwingung mit der momentanen Amplitude q1 ausgestrahlt.
Ein kleiner Teil der ausgestrahlten Energie wird durch den Kontrollempfänger A2
wiederempfangen und mit den Diodengleichrichtern V11, V12 gleichgerichtet, so daß
eine niederfrequente Empfangsgröße q2= a2=- q1 entsteht, die der momentanen Hochfrequenzamplitude
q1 proportional ist. Die niederfrequenten Schwingungen (P -E- s) werden außer dem
Sender gleichzeitig einem Vergleichssystem B zugeführt, dessen Übertragungsverhältnisse
nötigenfalls durch besondere Mittel, wie z. B. die Längskapazität C12 und den Ableitungswiderstand
R22, dem aus A1 und Az bestehenden Übertragungssystem angepaßt werden können. Die
Differenz der Ausgangsgrößen y und q2 wirkt über die Mittelanzapfung der Impedanz
L7 auf das Steuergitter der Röhre V13 im Rückführungssystem C, so daß an dessen
Ausgang die Rückführungsgröße s = c (r - q2) entsteht. Die Eingangsspannung P, die
dem Übertrager L96 über die Mittelanzapfung 9 zugeführt wird, und die rückgeführte
Spannung s ergeben am Widerstand R23 die Eingangsspannung (P -f- s) des Senders
A1 und des Vergleichssystems B. Bei gleicher Bemessung von R23 und R24 wird eine
Rückwirkung von rückgeführter Energie auf die Klemmen i, 2 vermieden. Durch Einstellung
des Potentiometers R22 in B kann die Übertragungskonstante b verändert
werden, bis (5) erfüllt ist. Die gesamte Einrichtung, die dem Prinzipschaltbild
Fig.2 entspricht; ergibt dann nach (z5) eine vollständige Entzerrung des Senders
A1, wenn der Empfänger A2 verzerrungsfrei arbeitet. Mit einem weiteren Potentiometer
R21 in A2 kann die Übertragungskonstante a2 und damit nach (z5) die Ausgangsamplitude
q1 des Senders A1 eingestellt werden. Bei einer bestimmten Einstellung von R21 ist
a = a1- a2= b, d. h. die Ausgangsamplitude q1 ist gleich groß wie
beim nichtentzerrten Sender.
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Fig. 8 zeigt einen Sender A1 mit unterdrückter Trägerschwingung, der
wieder nach dem Verfahren entzerrt ist. Die hochfrequente Trägerschwingung h wird
der Gegentaktmodulationsstufe mit den Röhren V14, V1 über den Übertrager L17 zugeführt.
Bei gleichen Gitterpotentialen verschwindet die in L14 induzierte Hochfrequenzspannung,
welche bei nichtlinearer Charakteristik beider Röhren der über L13 zugeführten Niederfrequenzspannung
nach Größe und Vorzeichen entspricht. Diese Hochfrequenz mit unterdrücktem Träger
wird in E verstärkt und als elektromagnetische Welle q1 ausgestrahlt. Der Empfänger
A2 enthält einen Gegentaktdemodulator, welcher durch die über L17 zugeführte Trägerschwingung
h gesteuert ist. Zwischen den Anoden der Röhren V", V17 entsteht eine Niederfrequenzspannung,
welche der momentanen Hochfrequenzamplitude q1 nach Größe und Vorzeichen entspricht.
Über den Übertrager L19, den Verstärker V19 und den Spannungsleiter R" gelangt diese
Niederfrequenz als Ausgangsspannung q2 des Kontrollempfängers A 2 auf das Rückführungssystem
C, das im Gegensatz zu Fig. 7 keinen Verstärker enthält. Dafür ist im Vergleichssystem
B mit dem Eingangsübertrager L11 eine Verstärkerstufe V" vorgesehen, welche durch
das Potentiometer R" so einreguliert ist, daß (5) erfüllt ist. Die Rückführungsspannung
s, welche an einer Anzapfung der Impedanz L12 in C entnommen wird, gelangt zusammen
mit der Eingangsspannung P auf die Eingangsübertrager L bzw. L13 des Vergleichssystems
B und des Senders A1, welcher durch die Wirkung dieser Parallelgegenkopplung entzerrt
wird.
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In Fig. 9 ist schließlich eine Anwendung des Verfahrens bei der Intensitätssteuerung
optischer Strahlung durch niederfrequente Signale gezeigt. Die Einrichtung enthält
eine elektrisch gesteuerte Lichtquelle A2, bei der es sich z. B. um eine Gasentladungslampe
handeln kann. Die Intensität q2 des Lichtstromes hängt dabei von der Ausgangsspannung
q1 des Verstärkers A1 ab. Durch eine Kontrollphotozelle A3 wird ein kleiner Teil
der optischen Strahlung wieder in eine intensitätsproportionale elektrische Spannung
q3 umgewandelt, aus der durch Verstärkung in A4 die Spannung q4 entsteht, welche
dem Rückführungssystem C zugeführt wird. Das Vergleichssystem B enthält zwei Verstärkerröhren
V21 bzw. V22, in denen die Eingangsspannung P bzw. die Korrekturspannungs verstärkt
werden, so daß zwischen den Anoden die Vergleichsspannung y = b (P -f- s)
entsteht, die über den Übertrager L18 im Rückführungssystem C wie q4 dem Spannungsteiler
R28 zugeführt wird. An diesem Spannungsteiler wird die rückgeführte Spannung
s = c (r-q4) entnommen, welche auf den VerstärkerAl und das Vergleichssystem
B wirkt. Da die Eingangsspannung p nur diesem Vergleichssystem zugeleitet wird,
kann in den Beziehungen (z), (3), (1o), (i2), (r3) n = 0 gesetzt werden. Bei Erfüllung
der Beziehung (5) wird nach (3) auch bei dieser Einrichtung ein linearer Zusammenhang
zwischen der Eingangsgröße p und der Ausgangsgröße q4 des gesamten Übertragungssystems
A1, A2, A3, A4 erreicht. Wenn die Systeme A3, A4 verzerrungsfrei arbeiten,
so besteht also auch ein linearer Zusammenhang zwischen P und q2, d. h. sämtliche
Verzerrungen und Störungen des Verstärkers A1 und des Strahlers A2 werden unterdrückt.
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Bei allen beschriebenen Einrichtungen ist zur wirksamen Entzerrung
eine entsprechende Abgleichung des Vergleichssystems B und des Rückführungssystems
C erforderlich, so daß (5) gilt. Diese Abgleichung kann in einfacher Weise derart
erfolgen, daß bei abgeschalteten übrigen Systemen die Konstante b oder c durch Verstärkungserhöhung
oder Dämpfungsverminderung bis zur Aufschaukelung einer Eigenschwingung vergrößert
wird. Da die Selbsterregung
durch Rückkopplung erst möglich wird,
wenn bc den Wert = überschreitet, so ist die Bedingung (5) beim Schwingungseinsatz
gerade erfüllt. Beim Anschalten der Spannung q am Rückführungssystem verschwinden
die Eigenschwingungen wieder, da diese Spannung der Vergleichsspannung r entgegenwirkt.
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Wenn die Übertragungskonstanten der verschiedenen Systeme durch besondere
Regelorgane einstellbar gemacht sind, so kann durch gegenseitige mechanische Kupplung
dieser Regelorgane dafür gesorgt werden, daß die Bedingung (5) und nötigenfalls
auch die Bedingung (7) oder eine ähnliche Beziehung unabhängig von der Einstellung
ständig erfüllt bleibt.
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Um unerwünschte Schwankungen der Übertragungseigenschaften des Vergleichssystems
und des Rückführungssystems infolge Unkonstanz der in diesen Systemen enthaltenen
Verstärker zu vermeiden, können diese Verstärker auch durch besondere Linearisierung
in bekannter Weise linearisiert werden, wodurch solche Schwankungen weitgehend unterdrückt
werden.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind natürlich zahlreiche
Änderungen und Modifikationen möglich. Auf Grund der gegebenen Erläuterungen lassen
sich unter Benutzung von bekannten Elementen leicht auch andere Einrichtungen zur
Anwendung der Erfindung aufbauen, die den besonderen Anforderungen jeweils entsprechen.
So können beispielsweise elektromechanische oder elektroakustische Wandler entzerrt
werden, wenn die mechanischen oder akustischen Schwingungen durch verzerrungsfreie
Mittel wieder in elektrische Größen umgewandelt werden, die in der neuen Weise zur
Erzeugung einer Korrekturgröße dienen. Besondere Anwendungsgebiete liegen außer
in der Verstärkertechnik auch in der Frequenz- und Phasenmodulation und in der Modulation
von Kurzwellen und Ultrakurzwellen.