DE896057C - Verstaerker mit negativer Rueckkopplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verstärker mit negativer Rückkopplung, bei denen der Rückkopplungsfaktor verhältnismäßig klein ist, d. h. also hauptsächlich Verstärker, deren Rückkopplung in der Größenordnung von io Dezibel oder weniger liegt.

Bekanntlich ist die Ausgangsimpedanz eines Verstärkers mit großem Rückkopplungsfaktor äußerst stabil, so daß es möglich ist, die Verstärkung des Verstärkers über einen großen Variationsbereich zu ändern, ohne daß die Ausgangsimpedanz merklich beeinflußt wird. Wenn der Rückkopplungsfaktor nicht groß ist, bleiben jedoch diese Verhältnisse nicht bestehen. Es hat sich bei unausgeglichenen Ausgangsbrücken, wie sie normalerweise bei einer Pentode Verwendung finden, herausgestellt, daß die Ausgangsimpedanz sich bei Verstärkungsänderungen beträchtlich ändert.
. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für derartige Verstärker mit unausgeglichener Brückenschaltung eine einfache Schaltung zu finden, durch die die Ausgangsimpedanz konstant gehalten wird, wenn die Verstärkung geändert wird.

Erfindungsgemäß wird bei Änderungen der Verstärkung die Ausgangsimpedanz durch geeignete Änderung des Verhältnisses zwischen Strom- und Spannungsrückkopplung konstant gehalten.

An Hand der Schaltungen nach Fig. 1 und 2 wird die Erfindung nunmehr näher erläutert.

Bekanntlich wird durch die Spannungsrückkopplung die Ausgangsimpedanz erniedrigt, während diese

durch die Stromrückkopplung vergrößert wird. Diese Erkenntnis wird bei Ausgangsbrücken dazu verwendet, die Ausgangsimpedanz von Verstärkern mit Pentoden herabzusetzen.

In Fig. ι ist ein Verstärker mit einer einzigen Stufe dargestellt, die am Eingang und Ausgang Transformatoren aufweist. Die Brücke besteht aus den Widerständen R, R_a, R_t und dem inneren Widerstand der Pentode R₀.

Die Ausgangsimpedanz Z₀ hat dann den Wert

R₀ + R_a (r + μ) + R + R₁₁ (χ + μ) '

wobei μ den Verstärkungsfaktor der Röhre bedeutet.

Wenn man den Einfluß der Übersetzungsverhältnisse der Eingangs- und Ausgangstransformatoren nicht berücksichtigt, erhält man folgende Spannungsverstärkung

A₀ (R + R_b) + R_a(R + R₁,) (ι +μ) + Z [R₀ + R_a (ι +μ) + R + R_t (1 + μ)] "

Aus dem Obigen ergibt sich, daß es, um die Ausgangsimpedanz bei Verstärkungsänderungen konstant zu halten, notwendig ist, gleichzeitig zwei Arme der Ausgangsbrücke in einer Weise zu verändern, wie man sie aus den obigen Gleichungen berechnen oder durch Versuche ermitteln kann.

Es wird nun vorgeschlagen, gleichzeitig zwei Arme der Ausgangsbrücke mit Hilfe zweier variabler Widerstände zu verändern, die durch die gleiche Achse oder eine ähnlich wirkende Anordnung betätigt werden. Die oben angegebenen Gleichungen gestatten die Widerstandswerte für jede Stellung der Einstellachse zu bestimmen.

In Fig. ι sind die beiden Arme R_a und R_t beispielsweise als variabel angenommen, da sich die Veränderungen dieser beiden Widerstände als am bequemsten und am vorteilhaftesten bewiesen haben. Bei einem Verstärker mit Pentoden ist die Grenzbedingung in bezug auf Zunahme der Verstärkung dann vorhanden, wenn die Stromrückkopplung gleich Null ist, d. h. wenn R_a gleich Null ist und wenn die Spannungsrückkopplung gerade ausreicht, um die Impedanz auf den gewünschten Wert herabzusetzen.

Man kann, falls erforderlich, die Schaltung nach Fig. 2 verwenden, die der Schaltung der Fig. 1 mit Ausnahme des zusätzlichen Widerstandes R_f, der die Rückkopplungsdiagonale der Brücke überbrückt, völlig gleicht. In dieser Schaltung können die Widerstände R_f und R_a gleichzeitig verändert werden. In etwas abweichender Weise kann man die Rückkopplungsspannung an einem varialben Abgriff des Wider-Standes R_f abnehmen, während ein anderer Arm der Brücke geändert wird.

Dadurch, daß nunmehr zusätzlich der Widerstand R_f vorhanden ist, wird die Gleichung für die Verstärkung und für die Ausgangsimpedanz verwickelten Die Ausgangsimpedanz Z₀ der Schaltung der Fig. 2 hat den Wert

Z₀ =

(R + R_t) [R_a -(R₀

+ μRf) + R₀ (1 + R_f)]

Rf (R + R_d + R₀+ A₀) + RR_a + R + R₆ + (R₀ + μ&,) (R_a + R_t)

Einen entsprechenden Ausdruck kann man auch für die Verstärkung erhalten. Da aber die Berechnungen für das zusätzliche -K^ außerordentlich umfangreich werden, ergibt sich aus der Verwendung dieser Formern kein großer Vorteil.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Verstärker, die nur eine einzige Verstärkungsstufe aufweisen. Sie läßt sich in gleicher Weise auch auf Verstärker ausdehnen, bei denen überhaupt der Rückkopplungsfaktor nicht groß ist.

Einige oder sämtliche Arme der Ausgangsbrücke können auch aus komplexen Impedanzen bestehen, •um irgendwelche im Einzelfall erforderliche Verstärkungs- oder Impedanzcharakteristiken zu erhalten.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verstärker mit negativer Rückkopplung und unausgeglichener Ausgangsbrückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderungen der Verstärkung die Ausgangsimpedanz durch geeignete Änderung des Verhältnisses zwischen Strom- und Spannungsrückkopplung konstant gehalten wird. -
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arme der Ausgangsbrücke zur Konstanthaltung der Ausgangsimpedanz gleichzeitig geändert werden.
3. 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden variablen Widerstände der zu verändernden Brückenarme durch eine gleiche Achse oder eine gleichwirkende gemeinsame Vorrichtung betätigt werden.
4. 4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsdiagonale der Brücke durch eine Impedanz überbrückt wird und daß diese Impedanz gleichzeitig mit einem Brückenarm geändert wird. ·
5. 5. Verstärker nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß irgendein Brückenarm oder sämtliche Brückenarme aus komplexen Impedanzen bestehen und daß sie irgendwelche Verstärkungsoder Impedanzcharakteristiken erhalten. '

   Angezogene Druckschriften:
   Britische Patentschriften Nr. 435 646, 371 887,
   317005;
   Hausmitt. d. Telefunken GmbH. 1937, S. 17 (H. 77).

   Hierzu I Blatt Zeichnungen

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