DE905746C

DE905746C - Mehrstufige Verstaerkerschaltung mit negativer Rueckkopplung

Info

Publication number: DE905746C
Application number: DES7643D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Ferd Mayer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1935-06-18
Filing date: 1935-06-19
Publication date: 1954-03-04

Description

Eis ist bekannt, Verstärkerschaltungen durch die Anwendung einer negativen Rückkopplung zu linearisieren. Wird bei mehrstufigen Verstärkerschaltungen die negative Rückkopplung· in der bisher üblichen Weise zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Kaskade vorgesehen, so treten insofern Schwierigkeiten auf, als von einem gewissen Rückkopplungsgrad ab die Rückkopplung für bestimmte Frequenzen in eine Mitkopplung übergeht und so zu Eigenschwingungen des Verstärkers führt. Dfese Erscheinung ist auf die unerwünschten Phasendrehungen zurückzuführen, die durch die Kupplungsmittel zwischen den einzelnen Stufen der Verstärkerkaskade herbeigeführt werden. Es ist bereits versucht worden, durch die Einschaltung von selektiven Dämpfungsgliedern in den Rückkopplungsweg dieDämpfung für die kritischen Frequenzen, bei denen eine positive Rückkopplung auftrat, zu erhöhen. Diese Maßnahmen führten jedoch infolge der durch die Dämpfungsglieder hervorgerufenen zusätzlichen Phasendrehung zu positiven Rückkopplungen bei anderen Frequenzen.

Gemäß der Erfindung wird die Gefahr des Auftretens von positiven Rückkopplungen dadurch vermieden, daß die Linearisierung nicht durch einen Gegenkopplungsweg, sondern durch mehrere Gegenkopplungswege erzielt wird, indem man beispielsweise die einzelnen Stufen einer Verstärkerkaskade für sich allein durch eine negative Rückkopplung linearisiert. Da die Phase zwischen Ausgang und

') Von der Patentsucherin ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-lng, Hans Ferd. Mayer, München-Solln

Eingang einer einzelnen Stufe durch die Kupplungsmittel nicht beeinflußt wird, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, praktisch jeden erforderlichen Rückkopplungsgrad zu erhalten, ohne daß eine positive Rückkopplung auftritt. Ist die hierdurch erreichte Linearisierung nicht ausreichend, so kann außerdem noch eine Rückkopplung über mehrere Stufen vorgesehen werden. Für diese ist, da die Linearisierung zum größten Teil schon in ίο den Einzelstufen vorgenommen wurde, nur ein geringer Rückkopplungsgrad erforderlich, so daß das Auftreten positiver 'Rückkopplungen nicht zu befürchten ist.

Es ist bereits eine Mnearisierte Verstärkerschaltung bekanntgeworden, bei der zwar auch eine Rückführung vom Ausgang zum Eingang stattfindet, jedoch werden nicht sämtliche im Ausgang vorhandenen Spannungen zurückgeführt, sondern lediglich die nichtlinearen Anteile. Zu diesem Zwecke wird beispielsweise bei einer zweistufigen Verstärkerschaltung die Differenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der letzten Stufe gebildet und über einen besonderen Verstärker dem Eingang der Kaskade in Gegenphase zugeführt. Bei dieser Schaltung ist außer der Verbindung zwischen Ausgang und Eingang der gesamten Kaskade eine Verbindung zwischen dem Ausgang der Kaskade und dem Eingang der letzten Stufe vorhanden. Diese Verbindung bewirkt jedoch nicht eine negative Rückkopplung, da, um diese auf jedem Fall zu vermeiden, ein besonderes Dämpfungsglied innerhalb dieses Weges vorgesehen ist. Eine Anregung für die Schaltung gemäß der Erfindung ist also den bekannten Schaltungen, bei denen in erster Linie Schwierigkeiten! im Abgleich zwischen den unverzerrten Eingangs- und den verzerrten Ausgangsspannungen auftreten, nicht zu entnehmen.

Die durch die negativen Rückkopplungen hervorgerufene Verstärkungsverminderung kann in be^ kannter Weise durch die Zuschaltung eines Vorverstärkers ausgeglichen werden. Dieser kann als reiner Spannungsverstärker im allgemeinen mit ausreichender Linearität ausgeführt werden. Ist dies bei sehr hohen Anforderungen an Linearität nicht möglich, so sieht die Erfindung weiterhin vor, auch diesen Vorverstärker durch eine negative Rückkopplung zwischen seinem Ausgang und Eingang zu linearisieren oder den Vorverstärker in den Rückkopplungsweg für die gesamte Verstärkerkaskade einzubeziehen.

Die negative Rückkopplung kann in bekannter Weise als Spannungs- oder Stromrückkopplung ausgebildet werden. Für viele Zwecke empfiehlt sich die kombinierte Anwendung einer Strom- und Spannungsrückkopplung.

In Fig. ι ist eine mehrstufige Verstärkerschaltung mit den drei Stufen S₁, S₂, S₃ schematisch dargestellt. Die bisher übliche Rückkopplung zwischen dem Ausgang und dem Eingang der gesamten Ver-Stärkerkaskade ist durch die Linie RK angedeutet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele des Eirfindungsgedanikens. In Fig. 2 ist die negative Rückkopplung RK bei jeder einzelnen Stufe S₁, S₂, S₃ für sich angewendet. Fig. 3 zeigt den Fall, daß außer den Eünzelrückkopplungen zusätzlich eine negative Rückkopplung für die drei Stufen S₁ bis S₃ gemeinsam verwendet wird. In der Abbildung ist gleichzeitig die Anwendung eines durch eine besondere negative Rückkopplung linearisierten Vorverstärkers VS angedeutet. Nimmt man an, daß die aus den Verstärkerstufen S₁, S₂, S₃ gebaute Kaskade in Fig. 1 und 3 vollkommen identisch ist, daß also ohne jede Gegenkopplung gleiche V'erstärkungskurven erzielt werden, so erhält man. bei gleicher Linearisierung, beispielsweise gemessen durch die Herabsetzung der Verstärkung, bei dem neuen Verfahren nach Fig.3 einen wesentlich größeren Abstand vom Pfeifpunkt bzw. der Verstärker nach Fig. 3 kann erheblich weiter linearisiert werden als der Verstärker nach Fig. 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Aus mehreren Röhren mit Ausnahme von negativ rückgekoppelten Gegensteuerröhren gebildete Verstärkerschaltung, bei der zwecks Linearisierung sämtliche im Ausgang vorhandene Strom- bzw. Spannungskomponenten negativ rückgekoppelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einzelne Stufen für sich im Nutzfrequenzbereich derart rückgekoppelt sind, daß sich bei jeder Stufe im größten Teil des Nutzfrequenzbereiches die rückgeführte Spannung praktisch in Gegenphase zur gitterseitig zugeführten Spannung befindet.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine negative Rückkopplung zwischen Ausgang und Eingang der Verstärkerkaskade vorgesehen ist.

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Verstärkungsverminderung eine Vorstufe vorgesehen ist, die gegebenenfalls für sich negativ rückgekoppelt oder in den Rückkopplungskreis der Kaskade einbezogen ist.

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Angezogene Druckschriften:

USA.-Pätentschriften Nr. 2102671, 2000505, ι 994457* ι 894322, 1 834002;

schweizerische Patentschriften Nr. 172 522, 164 051; no

französische Patentschrift Nr. 752 483; britische Patentschriften Nr. 403 540, 317005, 650, 426 893, 426 803, 377 307; deutsche Patentschriften Nr. 679 820, 339 827,

315625,303342; "5

Bell Syst. Tech. Journ., 1934, S. iff. (Jan.-H.); Bell Lab. Rec. 12 (1934), S. 290fr.; Eleotr. Engineering, 1934, S. 144fr. (Jan.-H.);

JEL Barkhauseni, »Lehrbuch d. Elektronenröhren«, Bd. 3, 1935, S. 175, Abb. 80.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5799 2.54