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Kettenverstärker mit Ubertragern, insbesondere Antennenverstärker
Bekanntlich verwendet man = Verstärkung sehr breiter Frequenzbänder mit einem
Grenzfrequenzverhältnis von z. B. i : io bis i : 300 sogenannte Kettenverstärker,
bei denen die Röhren eingangs-und ausgangsseitig an die einzelnen Glieder eines
Kettenleiters angeschaltet sind. Solche Verstärker sind z. B. als Antennenverstärker
.von Vorteil, weil der Kettenverstärker im Gegensatz zu einem üblichen Kaskadenverstärker
beliebig große Verstärkungen in einer einzigen Stufe ermöglicht und das Auftreten
hoher Gitterwechselspannungen vermeidet, so daß der Klirrfaktor entsprechend niedrig
ist: Ferner hat ein Kettenverstärker. den Vorteil, daß das Eigenrauschen kleiner
ist, weil bezüglich des Rauschens die Röhren als unmittelbar parallel geschaltet
angesehen werden können.
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Damit ein Kettenverstärker eine möglichst große Verstärkung bei gegebener
oberer Grenzfrequenz hat, muß der Wellenwiderstand der beiden Kettenleiter so groß
gewählt werden, wie es die Eingangskapazitäten bzw. die Ausgangskapazitäten der
Röhren erlauben. Da andererseits der Innenwiderstand der Wechselstromquelle, z.
B. einer Antenne, bzw. der Belastungswiderstand, z. B. mehrere parallel geschaltete
Spannungsteiler zur Speisung mehrerer Empfänger, gegeben ist, müssen eingangs- und/oder
ausgangsseitige Übertrager zur Anpassung verwendet werden. Ferner
kann
man gemäß einem früheren Vorschlag der Anmelderin in die Mitte der beiden Kettenleiter
je.einen zur Umpolung der Wechselspannungen dienenden Übertrager einschalten, um
wie in einem Gegentaktverstärker eine gegenseitige Kompensation der geradzahligen
Oberwellen zu erreichen. Alle diese Übertrager lassen selbst bei sehr streuarmer
Ausführung nur- einen begrenzten Frequenzbereich hindurch, während der Kettenverstärker
selbst lediglich eine obere Grenzfrequenz hat. Es besteht also die Schwierigkeit,
daß wegen der Übertrager der Frequenzbereich nach unten nicht beliebig ausgedehnt
werden kann.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, bei einem Kettenverstärker mit Übertragern
im Eingangskreis, im Ausgangskreis oder in der Mitte beider Kettenleiter den Frequenzbereich
nach unten auf einfache Weise zu erweitern. Die Erfindung besteht darin, daß in
Reihe mit dem Abschlußwiderstand des anodenseitigen und/oder gitterseitigen Kettenleiters
ein so bemessener Kondensator geschaltet ist, daß der Betrag des komplexen Widerstandes
der Reihenschaltung des Abschlußwiderstandes und des Kondensators bei der tiefsten
zu übertragenden Frequenz, bei der ein Verstärkungsabfall durch die Induktivitäten
der Übertrager stattfindet, wesentlich größer als der Abschlußwiderstand selbst
ist. -' Die Abb. i und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung und die Abb.
2 Kennlinien des bekannten und des erfindungsgemäßen -Kettenverstärkers.
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In Abb. i ist ein Kettenverstärker dargestellt, der z. B. sechs Röhren
enthält. Eine Wechselstromquelle Q mit Innenwiderstand R1, z. B. eine Antenne, speist
einen Kettenleiter, der aus den Spulen i bis 5 und den Gitter-Kathoden-Kapazitäten
der Röhren besteht. Dieser Kettenleiter ist ausgangsseitig durch den Widerstand
R2 abgeschlossen. Auf der Anodenseite befindet sich ebenfalls in bekannter Weise
ein Kettenleiter, der aus den Spulen 6 bis io und den Anoden-Kathoden-Kapazitäten
der Röhren besteht. Dieser Kettenleiter ist eingangssaitig durch den Widerstand
R3 abgeschlossen. Ausgangsseitig ist ein Übertrager T angeschaltet, der zur Anpassung
des Wellenwiderstandes des Kettenleiters an ein Kabel oder z. B. an die Parallelschaltung
mehrerer ohmscher Spannungsteiler dient, von denen je ein Kabel zu den verschiedenen
Empfängern führt. Dieser Übertrager T begrenzt, wie oben gesagt wurde, den Frequenzbereich
nach unten, weil der induktive Widerstand der Primärwicklung bei tiefen Frequenzen
zu klein wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei tiefen Frequenzen
der Abschlußwiderstand R3 nicht notwendig ist, weil bei tiefen Frequenzen der induktive
Widerstand der Spulen 6 bis io des Kettenleiters so klein ist, daß die Röhren als
praktisch parallel geschaltet zu betrachten sind und deshalb keine Reflexionen mehr
auftreten können. Um den Abschlußwiderstand R3 bei tiefen Frequenzen unwirksam zu
machen, wird ein entsprechend bemessener Kondensator C3 in Reihe zu dem Widerstand
R3 gesehaltet. Bei tiefen Frequenzen ist der Betrag des kapazitiven Widerstandes
von C3 mehrmals so groß wie der olimsche Widerstand R3, so daß auch der komplexe
Widerstand von R3 und C3 zusammen mehrmals so groß wie R3 ist. Dieser komplexe Widerstand
ist auch groß gegen den auf die linke Seite des Transformators T transformierten
Widerstand des nicht dargestellten Verbrauchers (Empfänger oder Spannungsteiler).
Der Widerstand R3 bildet dann keinen Nebenschluß zu dem transformierten Verbraucherwiderstand.
Der anodenseitige Belastungswiderstand der bei tiefen Frequenzen als unmittelbar
parallel geschaltet zu betrachtenden Röhren ist also größer (und damit auch die
Verstärkung größer) als wenn bei tiefen Frequenzen der Wider= stand allein wirksam
wäre. Auf diese Weise wird ein Ausgleich für das Absinken der Verstärkung infolge
der Abnahme des induktiven Widerstandes der Primärwicklung des Transformators T
bei tiefen Frequenzen geschaffen.
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Man kann ferner in an sich bekannter Weise noch einen Kondensator
C4 in Reihe mit der Primärwicklung des Übertragers T schalten, um bei tiefen Frequenzen
eine Resonanzüberhöhung zu erhalten. Diese Resonanzüberhöhung wird im vorliegenden
Fall dadurch besonders groß, daß die dämpfende Wirkung des Widerstandes R3 im wesentlichen
beseitigt ist.
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Man kann die Wechselspannung bereits gitterseitig dadurch erhöhen,
daß man einen Kondensator C2 in Reihe mit dem Abschlußwiderstand R2 schaltet.
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Die Wirkung der beiden Kondensatoren C3 und C4 zusammen ist aus Abb.
2 ersichtlich. Dort ist auf der Waagerechten das Verhältnis der jeweiligen Frequenz
f zur oberen Grenzfrequenz f, des Kettenverstärkers aufgetragen. Als Beispiel
sind zwei Frequenzen angegeben. Auf der Senkrechten ist die Ausgangswechselspannung
UA in Prozenten aufgetragen. Die Kennlinie I gilt für einen bekanntenKettenverstärker
ohne dieKondensatoren C3 und C4, während- sich die Kennlinie II auf den erfindungsgemäßen
Kettenverstärker mit den .Kondensatoren C3 und C4 bezieht. Wie man sieht, ist der
Bereich der tiefen- Frequenzen beträchtlich angehoben.
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In Abb.3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das an' den obenerwähnten früheren Schaltungsvorschlag anschließt. Dieser Kettenverstärker
unterscheidet sich von dem Kettenverstärker nach Abb. i lediglich dadurch, daß sich
in der Mitte der beiden Kettenleiter je ein Übertrager T2 bzw. T3 befindet, um eine
gegenseitige Kompensation der im linken und rechten Verstärkerteil entstandenen
geradzahligen Oberwellen zu erreichen. Auch hier wird in der erfindungsgemäßen Weise
ein Kondensator C3 in Reihe zum Abschlußwiderstand R3 geschaltet. Im Bedarfsfall
kann auch noch der Kondensator C4 eingeschaltet werden. In Abb.3 ist rechts ein
Kondensator C2 gestrichelt eingezeichnet, der im
Bedarfsfall eingeschaltet
werden kann, um den Einfluß des Übertragers T2 auf die tiefen Frequenzen auszugleichen.