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Schaltungsanordnung zur Erzielung eines möglichst frequenzunabhängigen
Übertragungsmaßes und eines frequenzunabhängigen und reellen Scheinwiderstandes
eines Übertragungsgliedes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzielung
eines möglichst frequenzunabhängigen Übertragungsmaßes und eines frequenzunabhängigen
und reellen Scheinwiderstandes eines eine störende Querinduktivität (oder Kapazität)
und einen parallel zu dieser Induktivität liegenden Ohmschen Widerstand enthaltenden
Übertragungsgliedes, insbesondere eines Übertragers.
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Entzerrungsmittel zur Erzielung eines möglichst frequenzunabhängigen
Übertragungsmaßes eines Übertragungsgliedes sind bekannt, und zwar in der Form von
Querentzerrern und von Längsentzerrern. Diese Entzerrer ergeben zwar ein frequenzunabhängiges
Übertragungsmaß, es läßt sich mit ihnen jedoch kein frequenzunabhängiger und reeller
Scheinwiderstand erreichen. Da der Querentzerrer ein frequenzabhängiger Nebenschluß
ist, wird auch der Scheinwiderstand des Übertragungsgliedes stark frequenzabhängig,
so daß keine einwandfreie Anpassung möglich ist. Neuere Verstärker erhalten daher
vorzugsweise einen in Reihe mit dem Vorübertrager liegenden Längsentzerrer, dessen
wesentliche Eigenschaften sind, daß
er keine Energie vernichtet
und daß der Eingangsscheinwiderstand des Verstärkers nicht im gleich starken Maße
frequenzabhängig ist.
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Es sind weiterhin Entzerrerschaltungen bekannt, bei denen komplizierte
Frequenzgänge durch einen höheren Aufwand an Entzerrermitteln entzerrt werden. Bei
dieser Kombination von Entzerrungsmitteln wurde jedoch immer ein möglichst frequenzunabhängiges
Übertragungsmaß des Übertragungsgliedes angestrebt und erreicht, nicht jedoch zugleich
auch ein frequenzunabhängiger und reeller Scheinwiderstand des Übertragungsgliedes.
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Durch die Erfindung ist demgegenüber eine Schaltungsanordnung geschaffen,
bei der durch eine besondere schaltungsmäßige Vereinigung von Längs-und Quergliedern
ein möglichst frequenzunabhängiges Übertragungsmaß und ein frequenzunabhängiger
und reeller Scheinwiderstand erreicht wird.
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Wird beispielsweise eine Pentodenröhre über einen Ausgangsübertrager
an den Belastungswiderstand angeschlossen, so ist es in der Fernmeldetechnik üblich,
parallel zum Übertrager einen Ohmschen Widerstand zu schalten, der gleich dem Nennwiderstand
der Belastung (Wellenwiderstand an Schaltstelle) ist. Es ergibt sich dann eine in
Fig. i dargestellte Übertragerschaltung, sofern zunächst von dem Kondensator K abgesehen
wird. Wegen des hohen inneren Widerstandes der Pentode ist der in die Primärseite
des Übertragers hineinfließende Wechselstrom als konstant anzusehen. Infolge der
Ouerinduktivität L des Übertragers, deren Scheinwiderstand mit sinkender Frequenz
abnimmt, wird das Übertragungsmaß frequenzabhängig.
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Ebenso ist der Scheinwiderstand von der Ausgangsseite aus in das Übertragungsglied
hineingemessen weder frequenzunabhängig noch reell. Für die meisten Anwendungsfälle
(vor allem in der Fernmeldetechnik) sind jedoch in einem gewissen Frequenzbereich
ein weitgehend frequenzunabhängiges Übertragungsmaß und ein frequenzunabhängiger
und reeller Scheinwiderstand erwünscht.
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Wird, wie in Fig. i dargestellt, ein Kondensator K zwischen den Übertrager
und den Belastungswiderstand Ra geschaltet, so läßt sich zwar eine Verbesserung
des Scheinwiderstandsverlaufes bei tiefen Frequenzen herbeiführen, jedoch tritt
ein größerer Abfall des Übertragungsmaßes für die tiefen Frequenzen auf.
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Auch durch die in Fig. 2 dargestellte Einschaltung eines Kondensators
K in Reihe mit dem Widerstand Ri kann eine Verbesserung des Scheinwiderstandes herbeigeführt
werden, jedoch zeigt sich bei dieser Schaltung ein Verstärkungsanstieg für die tiefen
Frequenzen.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem eine störende Querinduktivität
(bzw. Kapazität) und einen parallel zu dieser Induktivität liegenden Ohmschen Widerstand
enthaltenden Übertragungsglied, insbesondere bei einem Übertrager, ein möglichst
frequenzunabhängiges Übertragungsmaß und ein frequenzunabhängiger und reeller Scheinwiderstand
dadurch erzielt, daß mit dem Ohmschen Widerstand ein Netzwerk, vorzugsweise eine
Kapazität (oder eine Induktivität), in Reihe und zwischen Übertragungsglied und
Ausgang (bzw. Eingang) ein Netzwerk, vorzugsweise eine Parallelschaltung aus einem
Ohmschen Widerstand und einer Kapazität (oder einer Induktivität), geschaltet ist
und daß die Netzwerke unter Berücksichtigung der Konstanten des Übertragungsgliedes
im Sinne der Erzielung eines frequenzunabhängigen Übertragungsmaßes und Scheinwiderstandes
bemessen sind.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Schaltung ist in Fig. 3
dargestellt. Die auf der Primärseite eingeschaltete Kapazität ist mit C, und die
auf der Sekundärseite liegende Parallelschaltung mit 2 R; und C2 bezeichnet. Die
Erfindung geht dabei von folgendem Gedankengang aus: a) Sollen die Dämpfungsverzerrungen
Null, d. h. das Überträgungsmaß möglichst frequenzunabhängig sein, so muß der Leerlaufwiderstand
der Schaltung dem Betrag nach gleich R; sein, d. h., es muß der Betrag des Widerstandes,
der aus der Reihenschaltung von R; und einem Netzwerk, im einfachsten Fall ein Kondensator
Cl (vgl. Fig. 3), mit parallel liegender Induktivität L gebildet ist, den Betrag
von Ri aufweisen. Aus dieser Bedingung ergibt sich für den einfachsten Fall mit
einem Kondensator C, in erster Näherung die Bestimmungsgleichung
b) Um einen Scheinwiderstand vom Werte Ri zu
erhalten, muß das auf der Sekundärseite
liegende Entzerrungsglied den Leerlaufwiderstand auf den Wert Ri ergänzen. Dies
kann in erster Näherung durch die dargestellte Parallelschaltung aus Ohmschem Widerstand
und Kondensator erfüllt werden. Für den Ohmschen Widerstand ergibt sich der Wert
-9 R; und für den Kondensator C2 der Wert
Für den einfachsten Fall zeigt Fig.3 das Ausführungsbeispiel für einen Übertrager
i : i. Hat der Übertrager ein anderes Übersetzungsverhältnis ü, so sind die Werte
mit ü2 umzurechnen. Reicht der durch diese Entzerrung gewonnene Frequenzbereich
nicht aus, so müssen die Entzerrerglieder zu Netzwerken erweitert werden. Ihre Größe
kann auf Grund der unter a) und b) angeführten Gedanken bei exakter Rechnung ermittelt
werden.
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Diese hier für den unteren Frequenzbereich erläuterte Entzerrerschaltung
gilt natürlich analog für die obere Grenze des Frequenzbereiches, wenn dort die
Wirkung einer Querkapazität, z. B. Übertragerkapazität, kompensiert werden soll.
Die Schaltung läßt sich außerdem nicht nur, wie erwähnt, auf der Ausgangsseite einer
Verstärkerröhre anwenden, sondern auch auf deren Eingangsseite. Hier wird häufig
dem Eingangsübertrager ein Ohmscher Widerstand parallel geschaltet, so daß sich
praktisch dieselbe Schaltung wie im Ausgangskreis ergibt. Mit dem dem Eingangsübertrager
parallel liegenden Ohmschen Widerstand wird eine Kapazität in Reihe geschaltet und
zwischen eine Eingangsklemme und den vorhergehenden Generator eine Parallelschaltung
aus einem Ohmschen Widerstand und einer Kapazität gelegt.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Überiragerschaltungen
beschränkt. Es kommen
allgemein solche Übertragungsglieder in Frage,
deren Übertragungsmaß und Scheinwiderstand einen störenden Frequenzgang aufweisen,
der durch eine Induktivität oder eine Kapazität (oder beides), die parallel zu einem
Widerstand liegt, hervorgerufen wird. Wird beispielsweise der im Eingangskreis einer
Verstärkerröhre liegende Gitterableitwiderstand betrachtet, so ruft die dazu parallel
liegende Eingangskapazität der Röhre einen unerwünschten Frequenzgang hervor. In
diesem Falle kann gemäß der Erfindung ebenfalls eine Entzerrung herbeigeführt werden.
Da der Frequenzgang jedoch durch eine Kapazität und nicht durch eine Induktivität
wie in den dargestellten Abbildungen hervorgerufen wird, sind an Stelle der Kapazitäten
Cl und C2 entsprechend bemessene Induktivitäten vorzusehen.