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Niederfrequenzverstärker mit Lautstärkeregelung und negativer Rückkopplung,
insbesondere für Rundfunkempfänger Es ist bereits ein Niederfrequenzverstärker mit
negativer Rückkopplung und mit Lautstärkeregelung bekannt, bei welchem die negative
Rückkopplung in derartige Abhängigkeit zur Lautstärkeregelung gebracht ist, daß
sich bei Betätigung der Lautstärkeregelung der Grad der negativen Rückkopplung im
umgekehrten Sinne wie der Verstärkungsgrad ändert.
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Die Erfindung betrifft nun Verbesserungen einer solchen Anordnung.
Im besonderen wird dabei bezweckt, daß die Gegenkopplungsspannung bei einer Einstellung
des Lautstärkereglers auf hohe Lautstärke auf Null reduziert werden kann. Weiterhin
sollen Mittel vorgesehen sein, welche die negative Rückkopplung bei Einstellung
der Lautstärkeregulierung auf noch größere Lautstärke in eine positive umzuwandeln.
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Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf einen Niederfrequenzverstärker,
insbesondere eines Rundfunkempfängers, mit Lautstärkeregelung mittels eines Regelpotentiometers
im Eingangskreis der ersten Niederfrequenz-Verstärkerröhre, in den außerdem eine
Gegenkopplungsspannung derart eingeführt ist, daß sich bei Betätigung der Lautstärkeregelung
der Grad der Gegenkopplung im umgekehrten Sinne wie die Lautstärke ändert, der
dadurch
gekennzeichnet ist, daß im Eingangskreis eine Brückenschaltung, bestehend aus zwei
den Eingangsbelastungswiderstand bildenden Widerständen, aus dem Potentiometer für
Lautstärkeregelung und einem weiteren Widerstand, vorgesehen ist, deren einen Diagonale
die Eingangsspannung und deren anderen Diagonale die vom Verstärkerausgang abgeleitete
Rückkopplungsspannung zugeführt wird, und daß die Brücke derart abgeglichen ist,
daß bei Einstellung auf größte Lautstärke die Gegenkopplung zu Null wird.
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Die Erfindung ist sowohl bezüglich ihrer Anordnung und ihrer Arbeitsweise
wie auch in Anbetracht der für den Erfindungsgegenstand charakteristischen Vorteile
am besten an Hand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu
verstehen. Es stellt dabei Fig. i eine Ausführungsform der Erfindung dar, während
Fig. :2 und Fig. 3 Erweiterungen davon zeigen. In Fig. i der Zeichnung stellt i
eine Diode dar, beispielsweise eine Gleichrichterdiode eines üblichen Rundfunkempfängers.
Die Schwingungen, welche von der Diode i gleichgerichtet werden sollen, werden über
den. Übertrager 2 der Diode i zugeführt.
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Der Gleichrichter besitzt einen Belastungswiderstand, welcher aus
den Widerständen 3 und 4 besteht und durch einen üblichen Kondensator 5 überbrückt
ist. Parallel zu den Widerständen 3 und 4 ist ein Zweig geschaltet, der aus dem
Kondensator 6, dem Potentiometer 7 und dem Widerstand 8 besteht. Der Potentiometerabgriff
9 ist mit dem Steuergitter einer Elektronenröhre io verbunden. Die Kathode dieser
Elektronenröhre ist an einen Abgriff am Spannungsteiler des Gleichrichters, welcher
die Speisespannungen für die Röhren liefert, angeschlossen. Der Spannungsteiler
besteht aus den Teilen 12, 13, und 14. Die Anode der Röhre io ist über einen Kopplungswiderstand
15 zwischen den Widerständen 13 und 14 an den Spannungsteiler angeschlossen. Die
im Ausgangskreis der Röhre io erzeugten Schwingungen werden über einen Kopplungskondensator
16 dem Steuergitter einer zweiten Röhre 17 zugeführt. Die Ausgangsleistung die=
ser Röhre wird durch einen Transformator 18 auf einen Lautsprecher i9 übertragen.
Zwischen die Kathode der Röhre 17 und Erde ist zur Erzeugung der Gittervorspannung
ein Widerstand 2o eingeschaltet, welcher durch einen Kondensator 21 überbrückt wird.
Die Anode dieser Röhre ist über die Primärwicklung des Übertragers 18 mit dem positiven
Pol der Spannungsquelle verbunden, während der negative Pol, wie es bei 22 gezeigt
wird, geerdet ist.
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Die Leitungen 23, von denen die eine den Widerstand 24 enthält, bilden
einen Stromkreis, der vom Ausgang der Röhre 17 zu Punkten auf den beiden parallelen
Zweigen führt, wobei der eine Zweig die Widerstände 3 und 4 und der andere Zweig
die Widerstände 7 und 8 enthält. Die genannten Anschlußpunkte liegen zwischen diesen
Widerständen. Dieser Kreis stellt den Rückkopplungskreis dar und ist befähigt, eine
Schwächung oder eine Verstärkung in der Anordnung hervorzurufen.
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Die beiden Zweige 3, 4 und 6, 7., 8 stellen eine Wheatstonesche Brücke
dar. Dabei bedeuten die Widerstände 3 und 4 den gewöhnlichen Diodenbelastungswiderstand
und an sie wird die gleichgerichtete Spannung gelegt, die beispielsweise in den
üblichen Tonfrequenzspannungen besteht, welche im Diodenkreis eines Rundfunkempfängers
entstehen. Die beiden Leitungen 23 sind an diagonal gegenüberliegende Punkte der
Brücke angeschlossen. Die Kathode der Röhre io ist über den Widerstand 12 an einer
dritten geerdeten Ecke der Brücke und gleichzeitig an die Kathode der Diode i angeschlossen.
Das Gitter der Röhre io ist mit einem Abgriff 9 am Potentiometer 7 verbunden, welcher
längs des Widerstandes 7 verschoben werden kann. Wenn der Abgriff sich in seiner
unteren Stellung befindet, so. wird nur ein geringer Teil der von der Diode gelieferten
Spannung der Röhre io zugeführt, jedoch wird dann das Maximum der Rückkopplungsspannung
durch die Leitungen 23 zum Gitter der Röhre io gebracht. Wenn der Kontakt 9 nach
oben geschoben wird, wächst der Teil der Spannung, welcher von der Diode dem Gitter
der Röhre io zugeführt wird. Die Zweige der Brücke können nun so bemessen werden,
daß, wenn der Kontakt 9 sich in seiner obersten Stellung befindet, die Brücke genau
abgeglichen ist. Die Anordnung ist dann auf eine maximale Übermittlung der Nachrichtenenergie
und gleichzeitig ohne Gegenkopplung eingestellt. Falls die durch die Leiter 23 der
Brücke zugeführte Spannung eine solche Phase besitzt, daß sie eine negative Rückkopplung
ergibt, so erreicht die Anordnung offenbar bei dieser Stellung des Kontaktes 9 ihre
größte Empfindlichkeit.
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Die bei Niederfrequenzverstärkern üblichen Gegenkopplungsanordnungen
sind zur Verbesserung des Frequenzganges des Verstärkers, bei dem sie angewendet
werden; zur Minderung des Brummens und zur Entzerrung äußerst wichtig. Falls eine
Gegenkopplung vorhanden ist, so bewirkt dies eine Verringerung der Verstärkerempfindlichkeit
bzw. einen geringen Verstärkungsgrad der Röhre io. Daher ist es wichtig, daß die
Gegenkopplung gänzlich aufgehoben wird, wenn ein Maximum an Verstärkung beim Empfang
außerordentlich schwacher Eingangsleistungen im Rundfunkempfänger erfordert wird.
In solchen Fällen wird der Kontakt 9 ganz nach oben geschoben, um die ganze zur
Verfügung stehende Niederfrequenzenergie der Röhre io zuzuführen. In Übereinstimmung
mit der Erfindung, wonach der Diodenbelastungswiderstand 3, 4 und der Potentiometerkreis
6, 7, 8 bezüglich der Diode und des Rückkopplungskreises in Brückenschaltung ausgeführt
ist, wird die Rückkopplungsspannung auf Null zurückgesetzt, wenn die höchste Verstärkung
benötigt wird.
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Man wird nun vorzugsweise die Brücke so bemessen, daß die Stelle des
Kontaktes 9 auf dem Widerstand 7, bei der keine Rückkopplungsspannung an das Gitter
kommt, kurz unterhalb der oberen Spitze, also zwischen den Enden des Widerstandes
7
liegt. Wenn dann der Kontakt 9 vom unteren Ende des Widerstandes aufwärts geschoben
wird, sinkt die Gegenkopplungsspannung bis zu einem Punkt, wo sie Null wird. Bei
weiterer Aufwärtsverschiebung des Kontaktes 9 wird die Rückkopplungsspannung in
ihrer Phase um i8o° verdreht und wird dadurch positiv, so daß sie ein Anwachsen
des Verstärkungsgrades der Verstärkeranordnung hervorruft. Diese erhöhte Verstärkung,
die ja nur bei solchen Einstellungen des Abgriffs 9 auf dem Potentiometer 7 auftritt,
die einem Empfang schwacher Sender entspricht, ist natürlich wertvoll. Bei einer
solchen Anordnung kann beispielsweise ein Widerstand 3 von 3,9 Megohm, ein Widerstand
4 von 22o Ohm, ein Widerstand 7 von 2 Megohm und ein Widerstand 8 von 22 Ohm verwendet
werden.
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Man sieht, daß diese Effekte ohne erhebliche Komplikation der Schaltung
erreicht werden. Der Widerstand 4. besitzt beispielsweise bei einem Brückenabgleich
am oberen Ende des Potentiometers 7 einen Wert von io Ohm, während der Widerstand
3 einen Wert von o,2 Megohm, der Widerstand 7 einen Wert von 2 Megohm und der Widerstand
8 einen Wert von ioo Ohm einnehmen mögen.
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Die Größe des Widerstandes 2q. begrenzt das Ausmaß der Rückkopplungsspannung.
Obwohl dieser Widerstand auch veränderlich sein kann, wird man ihn im allgemeinen
fest wählen, und es wurde ein Wert von 220 Ohm als vorteilhaft erkannt.
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Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. i grundsätzlich nur dadurch, daß
hierbei die Niederfrequenzverstärkerröhre aus einer Mehrfachröhre besteht, wobei
die Diode mit ins Gefäß der Verstärkerröhre eingeschlossen ist und deren Kathode
sowie eine zusätzliche Anode 26 benutzt. Die Verstärkerröhre io erhält in diesem
Falle ihre Gittervorspannung von einer gegenüber der Kathodenleitung 40 negativen
Stelle, die durch den Kondensator 28 überbrückt wird. Der Kondensator 39 verhindert
einen Einfluß der Widerstände 7 und 8 auf diese Gittervorspannung. Der restliche
Verstärker wurde auf der Zeichnung durch ein Rechteck angedeutet und mit der Bezeichnung
NF-Verstärker versehen.
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Es kann manchmal bei einer Anordnung gemäß der Erfindung wünschenswert
erscheinen, den Belastungsstrom der Diode von der Brücke fernzuhalten. Infolgedessen
besteht in Fig. 3 der Diodenbelastungswiderstand in einem von der Brücke getrennt
angeordneten Widerstand 30. Die Wechselspannung, die an dem Widerstand auftritt,
wird durch einen Kopplungskondensator 3 i den beiden Parallelzweigen der Brücke,
welche aus den Widerständen 3, 4. und 7, 8 bestehen, zugeführt. Die Rückkopplungszuleitungen
23 sind mit der Brücke, wie oben beschrieben, verbunden. Die Widerstände 32 und
33 stellen den üblichen Spannungsteiler dar, welcher zwischen den Anodenstromzuführungen
35 eingeschaltet ist. Der Widerstand 36 ist dazu da, dem Gitter der Röhre io gegenüber
der Kathode ein negatives Potential zu erteilen. Durch die Widerstände 32 und 36,
die Zuleitung 37 und den Diodenbelastungswiderstand 3o wird der Zuleitung 38, die
zu den Gittern der Hochfrequenzverstärkerröhren der vorhergehenden Verstärkerstufen
führt, ein Potential erteilt, das der üblichen Gitterv orspannung entspricht. Diese
Gittervorspannung erhöht sich natürlich durch den Spannungsabfall am Widerstand
3o beim Empfang von Nachrichten und dient zum Zwecke einer automatischen Schwundregelung.
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Falls die Kathode der Diode i und der Röhre io untereinander verbunden
sind, so können sie selbstverständlich durch eine Mehrfachröhre mit gemeinsamer
Kathode ersetzt werden.
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Der Erfindungsgegenstand soll nun nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt sein, da ja verschiedentlich Abänderungen der Schaltungsbestandteile
getroffen werden können.