DE955782C - Videoverstaerkerschaltung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957

C 7868 VIIIa /21 α¹

Keith Laniont, London

ist als Erfinder genannt worden

Cinema Television Limited, London

Videoverstärkerschaltung

Patentanmeldung bekanntgemacht am 28. Juni 1966

Patenterteilung bekanntgemacht am 20. Dezember 1956

Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehempfänger und hat Schaltungen zum Gegenstand, die zur Verstärkung des demodulierten Videosignals dienen, bevor dieses an die Modulationselektrode der Kathodenstrahlröhre gelegt wird.

Es ist mitunter erforderlich, den Verstärker zwischen der Demodulatorstufe und der Kathodenstrahlröhre zweistufig auszubilden, um eine ausreichende Steuerspannung für die Kathodenstrahlröhre zu erhalten. Dieser Verstärker muß in der Lage sein, das gesamte Videofrequenzband einschließlich der Komponenten sehr niederer Frequenz und der Gleichstromkomponente zu übertragen. Es ist daher erforderlich, zwischen den Röhren des Verstärkers eine galvanische Kopplung vorzusehen.

Bei derartigen Schaltungen tritt das Problem auf, am Gitter der galvanisch gekoppelten Verstärkerröhre eine Vorspannung der richtigen Größe mit ausreichender Konstanz aufrecht zu erhalten.

Es ist bereits bekannt, bei direkt gekoppelten Ver-Stärkerschaltungen, bei denen die Anode der vorhergehenden mit dem Gitter der folgenden Röhre außer über einen Kopplungskondensator auch galvanisch über Widerstände verbunden ist, im Gitterkreis der Endverstärkerröhre außer einem Widerstand eine gegengekoppelte Pentode anzuordnen, die die Spannung am Gitter konstant halten soll. Die Betriebsspannungen für diese Pentode werden einer eigenen Spannungsquelle entnommen. Schwankungen der Spannung dieser Quelle wirken sich .bei dieser Schaltung als

Schwankungen der Vorspannung der Endverstärkerröhre aus.

Es ist mitunter zweckmäßig und auch schon bekannt, bei einem zweistufigen Verstärker zwischen der Demodulatorstufe und der Kathodenstrahlröhre die erste Röhre als Kathodenverstärker zu schalten und zwischen der Kathode dieser Röhre und dem Gitter der folgenden Endverstärkerröhre eine galvanische Kopplung vorzusehen.

ίο Zum Erhalt der richtigen Gittervorspannung für die Endverstärkerröhre besteht die Möglichkeit, einen Kathodenwiderstand geeigneter Größe für die Endverstärkerröhre vorzusehen. Dieser Widerstand bewirkt jedoch eine Gegenkopplung, die die Verstärkung der Röhre herabsetzt und die in vielen Fällen unerwünscht ist.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, zur Erzeugung der gewünschten Vorspannung zwischen der Kathode der Kathodenverstärkerröhre und einer negativen Spannungsquelle einen Spannungsteiler vorzusehen, der so bemessen ist, daß die erforderliche Gittervorspannung am Gitter der Endverstärkerröhre erzeugt wird. Diese Schaltung weist ebenfalls den Nachteil auf, daß sich Schwankungen der negativen Spannungsquelle zumindest teilweise am Gitter der Endverstärkerröhre auswirken und damit auf das Modulationsgitter der Kathodenstrahlröhre übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, bei der die Einflüsse der Schwankungen der negativen Spannungsquelle auf die Gittervorspannung der Videoendverstärkerröhre beseitigt sind.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einer Videoverstärkerschaltung mit galvanischer Kopplung zwischen dem Steuergitter der Endverstärkerröhre und der Kathode der als Kathodenverstärker arbeitenden Vorverstärkerröhre, wobei das Steuergitter der Endröhre mit dem negativen Pol der Betriebsspannungsquelle über den Innenwiderstand einer Mehrgitterröhre verbunden ist, der Kathode und dem Gitter dieser Mehrgitterröhre eine von der Betriebsspannung der Endröhre abgeleitete Steuerspannung zuzuführen und im wesentlichen die Bedingung zu erfüllen:

R₃ [R₁ +R₂)= μ [R₁R₁- R_z R₃),

wobei μ der Verstärkungsfaktor der Mehrgitterröhre ist, R₁ der zwischen Gitter und positivem Pol, R₂ der zwischen Gitter und negativem Pol und R₃ der zwischen Kathode und positivem Pol sowie A₄ der zwischen Kathode und negativem Pol der Betriebsspannungsquelle liegende Widerstand.

Es ist dabei zweckmäßig, sowohl das Steuergitter als auch die Kathode der Mehrgitterröhre je an den Abgriff eines Widerstandsnetzwerkes zu legen, von denen das eine zwischen den positiven und negativen Pol der Betriebsspannungsquelle und das andere zwischen negativen Pol und Erde geschaltet ist.

Zur besseren Erläuterung des Erfindungsgedankens wird im folgenden auf die Figuren Bezug genommen, von denen

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung in Fernsehempfängern und

Fig. 2 ein zugehöriges Prinzipschaltbild zeigt. In Fig. ι werden der Röhre 1 die den Gleichstromwert enthaltenden Fernsehsignale von dem Pol 2 her zugeführt. Die Röhre 1 arbeitet als Kathodenverstärker, d. h., ihre Belastungsimpedanz 3 hegt zwischen Kathode und Erde. Die an der Kathode der Röhre 1 auftretenden Signalspannungen werden über einen Widerstand 4 dem Gitter der Röhre 5 zugeführt, in deren Anodenkreis die Impedanz 6 hegt.

Die an der Anode der Röhre 5 auftretenden Signale werden über den Pol 7 der Modulationselektröde einer (nicht eingezeichneten) Kathodenstrahlröhre oder einer anderen Einrichtung zur Lichtmodulation zugeführt. Die Kathode der Röhre 5 ist geerdet und das Schirmgitter über einen Widerstand 8 mit der Betriebsspannungsquelle verbunden.

Erfindungsgemäß ist das Gitter der Röhre 5 mit der Anode der Pentode 9 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand 10 am negativen Pol der Betriebsspannungsquelle und über den Widerstand 14 an Erde Hegt.

Das Gitter der Röhre 9 liegt an dem Abgriff eines Potentiometers 11, welches zwischen den negativen und positiven Pol der Spannungsquelle in Reihe mit einem Widerstand 12 geschaltet ist. Das Schirmgitter der Röhre 9 ist mit dem positiven Pol der Spannungsquelle über einen Widerstand 13 verbunden, der so gewählt ist, daß sich automatisch die gewünschte Gittervorspannung einstellt.

Der gewünschte Betriebszustand dieser Schaltung wird eingeregelt durch Bemessung der Widerstände 10, 11, 12 und 14 derart, daß der Stromfluß durch die Röhre 9 und damit das Gitterpotential der Röhre 5 gegen Schwankungen der Spannungsquelle stabilisiert ist. Die Art und Weise, in der das geschieht, wird ausführlicher beschrieben an Hand der Fig. 2, welche die prinzipielle Schaltung der Röhre 9 zeigt. Eine Röhre 15, die in ihrer Arbeitsweise betrachtet werden soll, habe die Steilheit S, den Verstärkungsfaktor μ und den Innenwiderstand r_{. Ihr Gitter ist mit dem positiven und negativen Pol einer Gleichstromquelle 20 über die Widerstände 16 und 17 verbunden, deren ohmsche Werte R₁ und R₂ seien. Die Kathode der Röhre ist gleicherweise mit den Polen der Spannungs- tio quelle 20 über die Widerstände 18 und 19 verbunden, deren ohmsche Werte R₃ und 2?₄ seien. Die Anode der Röhre hegt direkt an dem positiven Pol der Spannungsquelle 20. Wenn die Spannung der Quelle 20 nun um einen Betrag de geändert wird, dann ist der Betrag der Spannungsänderung am Gitter der Röhre 15

R₁ = de ·

Die Röhre kann im Betrieb als Kathodenverstärker angesehen werden mit einem Belastungswiderstand von

in Reihe mit einer Spannungsquelle vom Betrag

τ?

de

K₃ + K₄

so daß die Änderung in der Kathodenspannung ⁷³ -A₄ ^v

= e„ ■ S

de-

R₃+

wird, wobei e_g die Änderung in der Gitterkathodenspannung ist, die den Betrag e₁ — e₂ hat. Diese Spannung soll den Wert

(R₂R₃-R₁R,)

e_g = de ■

[R₁+ R₂) [SR₃R₁+ R₃+ R₄)

haben.

Die resultierende Anodenstromänderung beträgt

<5ί_α = —; h S · e_g,

^ri

wobei de_a die effektive Änderung in der Anodenspannung ist, welche den Wert

R₃+

hat, und r^ der durch die Gegenkopplung veränderte Innenwiderstand ist, der den Wert

{μ

R₃ · ^4 •^3 + ^4

hat. Die tatsächliche Änderung des Anodenstromes in Abhängigkeit von einer Änderung der Betriebsspannung um den Betrag de wird damit 8o

ι —

di_a = de ■

Rb

i + (μ + ι)

R₃- R₁

R₃+ Ri Für die Bedingung, daß öi_a = O wird, gilt

oder

R₃+ R₄ öe-S

= —S

[μ + χ) R₃

R₃+ R₄ [R₁+ R₂)[SR₃Rt+ R₃+ R₄)

^3 -^l -

(R₁+R₂) [S R₃ R,+ R₃+R₄)

R₃+ R₄ R₁R₄ — R₂ R₃

S Ir,+ (μ +I) (R₁+R₂).(SR₃R₄ +R₃+R₄)

Wenn μ viel größer als 1 ist, was bei Verwendung einer Pentode als Röhre 15 vorausgesetzt werden kann, 40 dann gilt

R₃+ R₁R₄ — Jf₂ R₃

S R₃ (R₁ + R₂) (S R₃ R₄+ R₃+ R₄)

R₃ +

was sich vereinfacht auf

R₃ (R₁ + R₂) = μ (R₁ R₄ — R₂ R₃).

Dieser Ausdruck gibt eine enge Annäherung an die

geforderten Betriebsbedingungen. Ein beträchtlicher Spielraum ist gegeben durch die Tatsache, daß das Verhältnis R₁ zu R₂ in,der Praxis verändert werden kann.

Bei Durchführung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung haben sich folgende Werte der einzelnen Bauelemente der Schaltung in Fig. ι als besonders günstig erwiesen:

Röhre 1 EF 80

Widerstand 3 20 000 Ω

Widerstand 4 820 Ω

Röhre 5 PL 83

Röhre 9 EF 80

Widerstand 10 2 200 Ω

Potentiometer xi 250 000 Ω

Widerstand 12 620 000 Ω

Widerstand 13 100 000 Ω

Widerstand 14 12 000 Ω

Wenn die Werte von (R₁ + R₂) = 870 000 Ω, R₃ = 12 000 Ω,· R₄ = ζ 200 Ω und μ = 5o in der nach den oben angegebenen Werten dimensionierten Schaltung gewählt werden, so zeigt sich, daß für die 125 geforderte Konstanz des Anodenstromes unabhängig

von Schwankungen der Spannungsquelle der Widerstand R₂ einen Wert von 120 ooo Ω haben muß, was leicht durch Einstellen des Potentiometers ii erreicht werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Videoverstärkerschaltung mit galvanischer Kopplung zwischen dem Steuergitter der Endröhre (5) und der Kathode der als Kathodenverstärker arbeitenden Vorröhre (i), wobei das Steuergitter der Endröhre mit dem negatiyen Pol der Betriebsspannungsquelle über den Innenwiderstand einer Mehrgitterröhre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathode und dem Gitter dieser Mehrgitterröhre (9) eine von der Betriebsspannung der Endröhre abgeleitete Steuerspannung zugeführt wird und daß im wesentlichen folgende Bedingung erfüllt ist:

   R₃ (R₁ + R₂) = μ (R₁ i?₄ — R₂ R₃),
   wobei μ der Verstärkungsfaktor der Mehrgitterröhre ist, i?₃ der zwischen Gitter und positivem Pol, R₂ der zwischen Gitter und negativem Pol und R₃ der zwischen Kathode und positivem Pol sowie i?₄ der zwischen Kathode und negativem Pol der Betriebsspannungsquelle liegende Widerstand.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mehrgitterröhre eine Schirmgitterröhre verwendet wird, deren Schirmgitter über einen Widerstand (13) mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Endröhre galvanisch mit der Modulationselektrode der Kathodenstrahlröhre verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 954 522;

   »Hausmitteilungen der Fernseh GmbH.«, Bd. 2, Heft 4, S. 119.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 547/187 6.56 (609 742 1.57)