DEC0007868MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 9. Juli 1953,
Bekanntgemacht am 28. Juni 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
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,
ίο 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 Verstärkerschaltungen,
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
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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 Endyerstärkerröhre 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 Betriebs-Spannungsquelle
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 (R1 Rt-R2 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 i?4 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 liegt 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 liegt. .
Die an der Anode der Röhre 5 auftretenden Signale werden über den Pol 7 der Modulationselektrode
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 liegt. .
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 Innen widerstand rt. 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 Spannungsquelle 20 über die Widerstände 18 und 19 verbunden,
deren ohmsche Werte R3 und i?4 seien. Die Anode
der Röhre liegt direkt an dem positiven Pol der Spannungsquelle 20. Wenn die Spannung der Quelle
20 nun um einen Betrag öe geändert wird, dann ist 115'
der Betrag der Spannungsänderung am Gitter der Röhre 15
= δ β
Die Röhre kann im Betrieb als Kathodenverstärker angesehen werden mit einem Belastungswiderstand von
R3+
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in Reihe mit einer Spannungsquelle, vom Betrag
de ■ ——-Sr-.
so daß die Änderung in der Kathodenspannung
e„ = e„ ■ S
+ de·
R3 +
wird, wobei eg die Änderung in der Gitterkathodenspannung
ist, die den Betrag ex — e2 hat. Diese
Spannung soll den Wert
R3 —
e' (R1+ R2) (SR3R,+ R3
R,
haben.
Die resultierende Anodenstromänderung beträgt
o*o = —j V S ■ eg ,
wobei dea die effektive Änderung in der Anodenspannung
ist, welche den Wert
hat, und r\ der durch die Gegenkopplung veränderte
Innenwiderstand ist, der den Wert
T1 + (μ + ι)
R3+
hat. Die tatsächliche Änderung des Anodenstromes in Abhängigkeit von einer Änderung der Betriebsspannung
um den Betrag de wird damit 8o
ι —
dia = de
R3+ R4
η + (μ
R3
·
R4
1 R3+Ri
Für die Bedingung, daß bia = O wird, gilt
Rz R3 — -^i R-i
(R1 + R2) (S R3 A4 + R3+ R4
ι —
R3+R,
rt (μ + ι)
R3 +
oder
R1R,
(R1+ R2)(SR3R,+ R3+ R,)
S \ri + (μ + I)
R3+
R1 R1 — R2 R3
(R1 + R2) (S R3 R, + R3+ R,)
Wenn μ viel größer als 1 ist, was bei Verwendung einer Pentode als Röhre 15 vorausgesetzt werden kann,
4o dann gilt
R1 R, — R2 R3
+ R4+ S R3 R4 (R1 + R2) (S R3 R, + R3 + R,) '
was sich vereinfacht auf
R3 (R1 + R2) = μ (R1 R, — 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 80 115
Widerstand 10 2 200 Ω
Potentiometer 11 250 000 Ω
Widerstand 12 620 000 Ω
Widerstand 13 100 000 Ω
Widerstand 14 12 000 Ω lzo
Wenn die Werte von (R1 + R2) = 870 000 Ω,
R3 = 12 000 Ω, R, = 2 200 Ω und μ = 50 in der
nach den oben angegebenen Werten dimensionierten Schaltung gewählt werden, so zeigt sich, daß für die 125
geforderte Konstanz des Anodenstromes unabhängig
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von Schwankungen der Spannungsquelle der Widerstand R2 einen Wert von 120 000 Ω haben muß, was
leicht durch Einstellen des Potentiometers 11 erreicht
werden kann.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Videoverstärkerschaltung mit galvanischer Kopplung zwischen dem Steuergitter der Endröhre (5) und der Kathode der als Kathodenverstärker arbeitenden Vorröhre (1), wobei das Steuergitter der Endröhre mit dem negativen 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 R, — R2 R3) ,wobei μ der Verstärkungsfaktor der Mehrgitterröhre ist, Rj 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.
- 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. 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. 954522;
»Hausmitteilungen der Fernseh GmbH.«, Bd. 2, Heft 4, S. 119.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen609' 547/187 6. 56
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