DE924572C - Kettenverstaerker - Google Patents
KettenverstaerkerInfo
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- DE924572C DE924572C DET8029A DET0008029A DE924572C DE 924572 C DE924572 C DE 924572C DE T8029 A DET8029 A DE T8029A DE T0008029 A DET0008029 A DE T0008029A DE 924572 C DE924572 C DE 924572C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/18—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of distributed coupling, i.e. distributed amplifiers
- H03F1/20—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of distributed coupling, i.e. distributed amplifiers in discharge-tube amplifiers
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kettenverstärker mit Gegentaktverhalten, wie er beispielsweise in einer
Antennenverstärkereinrichtung Verwendung finden kann.
Kettenverstärker mit Gegentaktverhalten sind bisher in der Weise ausgeführt worden, daß zwei
übliche Kettenverstärker mittels Symmetriertransformatoren sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig,
ähnlich der bekannten Gegentaktschaltung mit zwei Röhren, in Gegentakt geschaltet wurden
(s. Abb. i). Derartige Kettenverstärker erfordern einen großen Aufwand an Schaltelementen und
Röhren und beanspruchen außerdem viel Raum.
Zweck der Erfindung ist, bei einem Kettenverstärker Gegentaktverhalten mit einem bedeutend
geringeren Aufwand zu erzielen als bei den bekannten Ausführungsformen.
Erfindungsgemäß soll zur Erzielung eines Gegentaktverhaltens bei einem Kettenverstärker mit
einem eingangsseitigen und einem ausgangsseitigen Wellenleiter, die über Elektronenröhren oder Transistoren
miteinander verbunden sind, sowohl im eingangs- als auch im ausgangsseitigen Wellenleiter
zumindest je eine Umpolungseinrichtung vorgesehen sein und die Stellen der Umpolungen in den
Wellenleitern derart gewählt sein, daß der Kettenverstärker in zwei gegenphasig arbeitende Gruppen
unterteilt wird, die gleiche Gesamtverstärkung aufweisen.
Nachstehend wird an Hand von Abbildungen, die Ausführungs- und Anwendungsbeispiele erfindungsgemäßer
Kettenverstärker wiedergeben, die Erfindung näher erklärt.
In Abb. ι ist eine bekannte Ausführungsform eines Gegentaktkettenverstärkers dargestellt. Der
Verstärker enthält acht Elektronenröhren, von denen je vier in einer üblichen Kettenverstärkerschaltung
zusammengefaßt sind. Sowohl die ein-
gangsseitigen als auch die ausgangsseitigen Kettenleiter sind symmetrisch ausgebildet und jeweils an
den den Anschlußstellen abgewendeten Enden reflexionslos abgeschlossen. Die Zuführung der zu
verstärkenden Wellen und die Auskopplung der verstärkten Wellen geschieht jeweils mit einem Symmetrierübertrager,
der außerdem der Transformation des jeweiligen Anschluß Widerstandes auf den Wellenwiderstand der Kettenleiter dient,
ίο Bei diesem Gegentaktkettenverstärker kompensieren sich ebenso wie bei den üblichen Gegentaktverstärkern
mit nur zwei Röhren die Verzerrungen zweiter Ordnung (Klirrfaktor K2).
Abb. 2 zeigt in Gegenüberstellung zu Abb. ι eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kettenverstärkers mit Gegentaktverhalten. Bei diesem
Verstärker ist erreicht, daß bei halber Röhrenzahl gegenüber der Schaltung nach Abb. 1 die gleiche
Verstärkung erzielt wird, bei zumindest nahezu gleicher Verzerrungsfreiheit.
Die Verstärkerröhren 5 und 6 bilden eine Gruppe des Kettenverstärkers und sind wie ein üblicher
Kettenverstärker geschaltet, d. h. die Gitter-Kathode-Strecken dieser Röhren sind mit dem eingangsseitigen
Wellenleiter verbunden, wobei dieser Wellenleiter durch die Kapazitäten dieser Entladungsstrecken
und zwischengeschaltete Induktivitäten 13, 14, 1.5 gebildet wird. An dem der Röhre 5
benachbarten Ende des eingangsseitigen Wellenleiters erfolgt die Einspeisung der zu verstärkenden
Wellen, beispielsweise über einen 1 : 1 Übertrager, während das andere Ende mit einem Phasenumkehrglied
10 verbunden ist. Der ausgangsseitige Wellenleiter der Röhrengruppe S, 6 besteht aus den Induktivitäten
16, 17, 18 und den Anode-Kathode-Kapazitäten
der Röhren 5 und 6 und ist an dem der Rohres benachbarten Ende mittels der Abschlußimpedanz
12 reflexionslos abgeschlossen, während er am anderen Ende ebenso wie der eingangsseitige
Wellenleiter dieser Röhrengruppe in einem Phasenumkehrglied endet.
Die rechte Röhrengruppe 7, 8 in Abb. 2 stellt für sich ebenfalls einen üblichen Kettenverstärker
dar, wobei dessen eingangsseitiger Wellenleiter über das Phasenumkehrglied 10 von dem eingangsseitigen
Wellenleiter der linken Verstärkergruppe 5, 6 gespeist wird. An seinem anderen Ende ist dieser
Wellenleiter, bestehend aus den Induktivitäten 19, 20 und 21 und den Gitter-Kathode-Kapazitäten der
Röhren 7 und 8, mittels der Abschlußimpedanz 1 r reflexionslos abgeschlossen. Der ausgangsseitige
Wellenleiter der Röhrengruppe 7, 8 besteht aus den Induktivitäten 22, 23 und 24 und den Anode-Kathode-Kapazitäten
der Röhren 7, 8. Dieser WeI-lenleiter ist an seinem der Röhre 7 benachbarten
Ende mit dem Phasenumkehrglied 9 verbunden, während an seinem anderen Ende die verstärkten
Wellen entnommen und einem Verbraucher zugeführt werden, beispielsweise über einen Ausgangsübertrager
32 mit Übersetzungsverhältnis 1:1, einer Verteilerschaltung für die verstärkten Wellen
auf mehrere Empfänger, wobei die Verteilerschaltung aus linearen Vierpolen 25, 26, 2.7, 28 (Dämpfungswiderstände)
besteht, die der Entkopplung der einzelnen Empfänger unter sich und gegebenenfalls
auch gegen den Verstärkerausgang dienen.
Am einfachsten ist diese Schaltung bei B-Betrieb zu verstehen. Die linke Röhrengruppe 5, 6 verstärkt
beispielsweise dann nur die positiven Halbwellen einer zu verstärkenden Sinusspannung, während,
infolge der Umpolung durch das Phasenumkehrglied 10, die rechte Röhrengruppe 7, 8
dann nur deren negative Halbwellen verstärkt. Die im ausgangsseitigen Wellenleiter der linken Röhrengruppe
5, 6 verstärkten positiven Halbwellen wandern über das Phasenumkehrglied 9 in den ausgangsseitigen
Wellenleiter der rechten Röhrengruppe 7, 8 und setzen sich mit den zum Ausgang hin fortschreitenden verstärkten negativen Halbwellen
zu einer nach dem Ausgang hin fortschreitenden Welle der ursprünglichen eingespeisten
Form zusammen. Die in der linken Röhrengruppe 5,6 entstehenden Verzerrungen zweiter Ordnung
(Klirrfaktor K2) werden also durch die Verzerrungen
zweiter Ordnung der rechten Röhrengruppe 7, 8 kompensiert. Dieses Verhalten entspricht völlig dem des an Hand der Abb. 1
beschriebenen Gegentaktkettenverstärkers.
Als Phasenumkehrglieder können vorteilhaft Breitbandübertrager Verwendung finden, die vorzugsweise
ein Übersetzungsverhältnis 1 : 1 aufweisen, da dann die beiden Verstärkergruppen symmetrisch
ausgebildet werden können. Es sind jedoch auch andere Phasenumkehrglieder, wie Röhrenschaltungen
usw., anwendbar, wenn sie nur im Betriebsbereich des Kettenverstärkers ausreichend
breitbandig sind und eine Phasenumdrehung von (2 η + ι) · i8o° bewirken, wobei w = o, 1, 2, 3 ...
oder eine beliebige ganze Zahl ist. Außerdem empfiehlt es sich, die Wellenwiderstände der Umpolungsglieder
denen der anschließenden Wellenleiter anzupassen. Sollte dies nicht schon von vornherein
der Fall sein, so kann dies durch Einschaltung und/oder Parallelschaltung von Impedanzen
in an sich bekannter Weise erreicht werden. Bei Übertragern beispielsweise wird es meist erforderlich
sein, Induktivitäten in die hochfrequenzmäßig nicht auf Erdpotential liegenden Übertragerzuleitungen
einzuschalten; dadurch wird nämlich die störende Querkapazität des Übertragers kompensiert.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kettenverstärkers der Abb. 2 wurde nur der besseren
Verständlichkeit halber an Hand des B-Betriebes erklärt. Selbstverständlich ist diese Schaltung auch
im A- oder C-Betrieb entsprechend den bekannten Gegentaktverstärkern benutzbar. Die Ausführungsformen der einzelnen Wellenleiter des Kettenverstärkers
richten sich ebenso wie bei den bekannten Ausführungsformen nach den jeweils vorliegenden
Forderungen, d.h. es können, wie dargestellt, T-Glieder, aber auch π-Glieder, Bandpässe und
Halbglieder in bekannter Weise verwendet werden. Auch kann eine Aufteilung des Verstärkers in
mehr als zwei Gruppen vorgenommen werden, wobei dann nur darauf zu achten ist, daß, um mög-
liehst große Verzerrungsfreiheit zu erzielen, die einzelnen Umpolungen derart vorgenommen werden,
daß, insgesamt betrachtet, zwei gegenphasig arbeitende Hauptgruppen entstehen, die jeweils
gleiche Verstärkung besitzen. So können beispielsweise sowohl zwischen den Röhren 5 und 6 als auch
zwischen den Röhren 7 und 8 weitere Umpolungen im eingangsseitigen und ausgangsseitigen Wellenleiter
vorgesehen sein.
Nachfolgend wird nun erklärt, aus weichen Gründen der erfindungsgemäße Kettenverstärker der
Abb. 2 gegenüber dem der Abb. 1 mit nur der halben Röhrenzahl die gleiche Verstärkung liefert.
Es sei vorausgesetzt, daß sowohl in der Schaltung nach Abb. 1 als auch in der nach Abb. 2 jeder
Wellenleiter einen Wellenwiderstand von 1 kü besitzt.
Ferner sind die Eingangswiderstände (Anschlußwiderstand für Quelle und Anschlußwiderstand
für Verbraucher) je 1 IcQ sowohl für die Symmetriertransformatoren 29, 30 der Schaltung
nach Abb. 1 als auch für die Übertrager 31, 32 der erfindungsgemäßen Schaltung nach Abb. 2. Den
Eingängen beider Schaltungen werde jeweils eine Spannung von 1 Volt angeboten. Die Röhren beider
Schaltungen seien gleich und ihre Betriebswerte derart, daß je vier Röhren, z. B. 1, 2, 3 und 4 in
Abb. i, eine zehnfache Spannungsverstärkung ergeben.
An den Sekundärklemmen des Symmetriertransformators 29 der Anordnung nach Abb. 1, der
den ι -IcQ- Anschluß widerstand auf die beiden ι-IcQ-Wellenleiter symmetrisch anpaßt, ist also eine
Spannung von γΤ· ι Volt von Gitter- zu Gitteranschluß
vorhanden; d. h. zwischen Kathode-Gitter sowohl der Röhren 1, 2, 3, 4 als auch der
Röhren 1', 2', 3', 4' steht eine Spannung von
Volt = 0,707 Volt. Da sowohl der Verstärkerteil mit den Röhren 1, 2, 3, 4 als auch der
Verstärkerteil mit den Röhren 1', 2', 3', 4' je zehnfach
verstärkt, ergibt sich an den Primärklemmen des Symmetriertransformators 30, d. h. zwischen
seinen Anodenanschlüssen eine Spannung von
ι ·2 · ίο Volt = ]/ϊ· ίο Volt. Da ferner der
Symmetriertransformator 30 wieder auf 1 kü Anschlußwiderstand
sekundärseitig herabtransformiert, erscheint an den sekundärseitigen Ausgangsklemmen
dieses Transformators an 1 kß eine
Spannung von =10 Volt.
K2
An den Sekundärklemmen des Eingangsübertragers 31 der erfindungsgemäßen Schaltung nach
Abb. 2 hingegen, die mit dem i-lcQ-Wellenleiter des
Eingangs verbunden sind, tritt eine Spannung von ι Volt auf. Diese Spannung ist auch in dem eingangsseitigen
Wellenleiter der rechten Röhrengruppe 7, 8 vorhanden, da vorausgesetzt ist, daß
beide Gruppen symmetrisch sind. Da beide Gruppen zusammen vier Röhren umfassen, findet eine
zehnfache Spannungsverstärkung statt, d. h. an den Primärklemmen des Ausgangsübertragers 32 steht
eine Spannung von 10 Volt. Ebenso steht dann natürlich an dessen Sekundär klemmen (also am
Ausgang) an ι kü eine Spannung von io Volt.
Beide Schaltungen ergeben also bei gleichen Anschlußwiderständen von ι kü und gleichen Eingangsspannungen
von je ι Volt an den Verstärkerausgängen die gleiche Spannung an einen Verbraucher
von ι kü ab, nämlich 10 Volt, trotzdem
die erfindungsgemäße Schaltung nach Abb. 2 nur die halbe Röhrenzahl gegenüber der bekannten
Schaltung nach Abb. 1 aufweist.
Bei den erfindungsgemäßen Kettenverstärkern mit Gegentaktverhalten kann ebenso wie bei den bekannten
Gegentaktschaltungen eine Gegenkopplung zur weiteren Verringerung der Verzerrungen beliebiger
Ordnung (Klirrfaktoren) angewendet werden, beispielsweise in Form eines hochfrequenzmäßig
nicht überbrückten Ohmschen Widerstandes in den Kathodenzuleitungen der einzelnen Röhren.
Außerdem empfiehlt es sich, Elektronenröhren oder Transistoren mit geringer Anodenrückwirkung,
also Einrichtungen mit Pentoden- oder Tetrodencharakter zu verwenden, um eine Selbsterregung
des Kettenverstärkers zu vermeiden.
Der erfindungsgemäße Ketten verstärker mit
Gegentaktverhalten eignet sich wegen seiner geringen Röhrenzahl besonders zur möglichst verzerrungsfreien
Verstärkung sehr breiter Frequenzbänder, beispielsweise 2 bis 40 MHz, wie es bei
Antennenverstärkern oftmals benötigt wird. In diesem Falle empfiehlt es sich, wie in Abb. 2 dargestellt,
die einzelnen Empfänger über lineare Vierpole an den Verstärkerausgang anzuschließen und
zu entkoppeln, da dann die Verzerrungen (Klirrfaktoren) nicht unerwünscht erhöht werden, wie es
bei den üblichen Röhrenentkopplungsschaltungen in Antennenverteileranlagen mit Verstärkern der Fall
ist. Ein weiterer Vorteil bei dieser Anwendung liegt darin, daß der Kettenverstärker infolge der parallel
geschalteten Röhren einen sehr geringen Rauschpegel besitzt, wodurch es beispielsweise ermöglicht
wurde, den obenerwähnten Antennenverstärker mit einer Rauschzahl von nur 2 KT0 bei etwa 10 MHz
Betriebsfrequenz und hoher Klirrdämpfung herzustellen. Die Leistungsverstärkung betrug dabei 20 db.
Der erfindungsgemäße Kettenverstärker ist als Breitbandverstärker auch für andere Zwecke geeignet,
wenn es darauf ankommt, bei geringem Röhrenaufwand hohe Verstärkung bei kleinstmöglichen
Verzerrungen zu erreichen.
Claims (5)
- Patentansprüche:i. Kettenverstärker mit einem eingangsseitigen und einem ausgangsseitigen Wellenleiter, die über Elektronenröhren oder Transistoren miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Gegentaktverhaltens des Kettenverstärkers sowohl im eingangsseitigen als auch im ausgangsseitigen Wellenleiter zumindest je eine Umpolungseinrichtung vorgesehen ist und daß die Stellen der Umpolungen in den Wellenleitern derart gewählt sind, daß der Kettenverstärker in zweigegenphasig arbeitende Gruppen gleicher Verstärkung unterteilt wird.
- 2. Kettenverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umpolung Übertrager vorgesehen sind, vorzugsweise mit einem Übersetzungsverhältnis ι : i.
- 3. Kettenverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die nicht auf Erdpotential liegenden eingangs- und ausgangsseitigen Zuleitungen der Umpolungsglieder zusätzliche Impedanzen solchen Wertes eingeschaltet sind (z. B. bei Übertragern Induktivitäten), daß die Wellenwiderstände dieser ergänzten Umpolungsvierpole denen der jeweils angeschalteten Wellenleiter entsprechen.
- 4. Kettenverstärker nadh Anspruch. 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung als Antennenverstärker, insbesondere für den Betrieb mehrerer Empfänger an einer Antenne.
- 5. Anordnung nach Anspruch^ bei dem mehrere Empfänger parallel vom Ausgang des Kettenverstärkers her gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der einzelnen Empfänger über lineare Vierpole beispielsweise Dämpfungsglieder oder Übertrager vorgesehen sind.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 9595 2.55
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET8029A DE924572C (de) | 1953-06-26 | 1953-06-27 | Kettenverstaerker |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE319088X | 1953-06-26 | ||
DET8029A DE924572C (de) | 1953-06-26 | 1953-06-27 | Kettenverstaerker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE924572C true DE924572C (de) | 1955-03-03 |
Family
ID=25798713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET8029A Expired DE924572C (de) | 1953-06-26 | 1953-06-27 | Kettenverstaerker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE924572C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1122590B (de) * | 1958-07-23 | 1962-01-25 | Marconi Wireless Telegraph Co | Kettenverstaerker |
DE1129568B (de) * | 1960-02-09 | 1962-05-17 | Marconi Wireless Telegraph Co | Kettenverstaerker |
DE1185255B (de) * | 1962-08-01 | 1965-01-14 | Telefunken Patent | Gegentakt-Kettenverstaerker |
-
1953
- 1953-06-27 DE DET8029A patent/DE924572C/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1122590B (de) * | 1958-07-23 | 1962-01-25 | Marconi Wireless Telegraph Co | Kettenverstaerker |
DE1129568B (de) * | 1960-02-09 | 1962-05-17 | Marconi Wireless Telegraph Co | Kettenverstaerker |
DE1185255B (de) * | 1962-08-01 | 1965-01-14 | Telefunken Patent | Gegentakt-Kettenverstaerker |
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