DEM0000629MA - Verfahren zur Einstellung des Frequenzganges der Verstärkung von Verstärkern mit großem Frequenzumfang - Google Patents

Description

Die zum Ausgleich der Leitungsdämpfungen in Verstärkern vorgesehenen Maßnahmen bestehen in der Regel darin, daß man durch einstellbare Entzerrerglieder, die als Vorentzerrer vor den Verstärker geschaltet werden oder im Verstärker selbst an geeigneter Stelle eingeschaltet sind, den Verstärkungsgrad derart frequenzabhängig macht, dass die frequenzabhängige Leitungsdämpfung praktisch völlig kompensiert wird. Um diese infolge verschiedener Verstärkerfeldlängen stets einen anderen Verlauf besitzenden Leitungsdämpfungen auszugleichen, bildet man die Entzerrer so aus, dass man mit ihnen eine Anzahl fächerförmig verlaufender Verstärkungskurven realisieren kann, von denen durch einfache Schalt- bzw. Bedienungsmaßnahmen die geeignete ausgewählt wird. Abweichungen zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Verlauf können durch Zusatzentzerrer ausgeglichen werden. Dieses Verfahren ist bei allen Verstärkern anwendbar, deren Frequenzumfang sich in dem normalen Rahmen (bis etwa max. 1 : 20) bewegt.

Bei Verstärkern mit einem wesentlich grösseren Frequenzumfang, z.B. Rundfunkleitungsverstärkern, deren Frequenzumfang etwa 1 : 500 beträgt, ist diese Art der Entzerrung jedoch aus folgenden Gründen unzweckmässig: Die für derartige Verstärker rechnerisch sich ergebenden Dämpfungskurven lassen sich nicht mehr mit einfach aufgebauten Spannungsteilern realisieren. Ebenso würde der schaltungsmässige Aufwand für einen diesen Frequenzbereich beherrschenden Zusatzentzerrer entsprechend hoch werden.

Durch die Erfindung wird ein von dem obengenannten Verfahren völlig verschiedenes Verfahren zur Einstellung des Frequenzganges der Verstärkung von derartigen Verstärkern großen Frequenzumfanges angegeben, das unter Vermeidung der genannten Schwierigkeiten in sehr einfacher Weise die Einstellung der gewünschten Verstärkungskurve gestattet. Erfindungsgemäss besteht dieses Verfahren darin, dass die gewünschte Verstärkungskurve durch Abstimmung in mehreren Teilfrequenzbereichen mittels einer mehrfach abstimmbaren Entzerreranordnung hergestellt wird. Zu diesem Zwecke besteht die Entzerreranordnung aus mehreren veränderbaren Gliedern, von denen zumindest ein Teil frequenzabhängige Schaltungselemente enthält. Diese Glieder bestimmen je für sich die Dämpfung in einem bestimmten Teilfrequenzbereich, wobei eine Veränderung der Schaltelemente eines solchen Gliedes eine Dämpfungsänderung bewirkt, die sich in einem begrenzten Frequenzbereich auswirkt. Je nach der schaltungsmäßigen Ausbildung der einzelnen Glieder kann jedoch durch die Abstimmung derselben erreicht werden, dass die Dämpfung vorzugsweise in dem zugeordneten Teilfrequenzbereich beeinflusst wird.

Eine solche Entzerreranordnung wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise im Gegenkopplungsweg des Verstärkers angeordnet, da sich hierbei der einfachste und übersichtlichste Aufbau ergibt. Im folgenden werden anhand der beigefügten Abbildungen zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung näher beschrieben. In dem einen Falle stellt die Entzerreranordnung eine Spannungsteilerschaltung dar, die aus der Reihenschaltung eines Widerstandes oder einer Impedanz mit der Parallelschaltung mehrerer, zumindest teilweise frequenzabhängiger Glieder bzw. einer hierzu dualen Schaltung besteht. Die nach außen wirkende Verstärkung ist dabei durch die Dämpfung des Spannungsteilers in der Gegenkopplung gegeben. Die andere Lösung besteht darin, dass, vorzugsweise ebenfalls im Gegenkopplungsweg, eine Kettenschaltung von mehreren Glieder angeordnet, die je aus einem Widerstand oder einer Impedanz im Längszweig und einem zumindest teilweise frequenzabhängigen Glied im Querzweig bzw. einer hierzu dualen Schaltung bestehen.

Bei beiden Fällen kann die Einstellung der Fächerkurven sowohl durch gemeinsame als auch durch Einzelabstimmung der veränderbaren Widerstände der einzelnenGlieder erfolgen.

Zunächst sein das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.

Abb. 1 zeigt einen Ausschnitt aus der Schaltung eines mehrstufigen, gegengekoppelten Verstärkers, dessen Verstärkungskurve in der durch die Erfindung angegebenen Weise einstellbar ist. Zu diesem Zwecke ist der Gegenkopplungsweg zwischen den Röhren V(sub)2 und V(sub)1 als Spannungsteiler ausgebildet, bestehend aus einem Längswiderstand W und der Parallelschaltung eines Widerstandes R(sub)1 und mehrerer RC-Glieder. Bei einem solchen Aufbau des Spannungsteilers wird das Spannungsteilerverhältnis frequenzabhängig. Durch geeignete Bemessung der Schaltelemente der einzelnen Glieder kann man die Zeitkonstanten der parallelgeschalteten RC-Glieder so abstufen, daß in verschiedenen, aneinander angrenzenden Teilfrequenzbereichen jeweils eine andere Widerstandskombination zur Wirkung kommt.

Nimmt man als Beispiel eines Rundfunkleitungsverstärkers an, der einen Frequenzbereich von 30 Hz bis 15 kHz beherrschen soll, so kann beispielsweise diese Abstufung so vorgenommen werden, daß im untersten Frequenzbereich, etwa bis 140 Hz, nur der Widerstand R(sub) 1 wirkt,

oberhalb von 140 Hz die Parallelschaltung zur Wirkung kommt,

oberhalb etwa 670 Hz die Parallelschaltung zur Wirkung kommt und

oberhalb etwa 3200 Hz die Parallelschaltung zur Wirkung kommt.

Die Übergänge zwischen den einzelnen Bereichen verwischen sich infolge der gegenseitigen Beeinflussung der parallelen Glieder vollkommen und es ergibt sich eine glatte Verstärkungskurve. Diese Verhältnisse sind in Abbildung 2 wiedergegeben, die klar erkennen läßt, wie sich die gesamte Verstärkungskurve aus den sich überlagernden Widerstandskombinationen aufbaut. Mit sind die Randfrequenzen der einzelnen Teilbereiche bezeichnet. Die Zeitkonstanten der einzelnen RC-Glieder (T(sub)1 bis T(sub)3) liegen jeweils an der steilsten Stelle der Teilkurven. Macht man die Widerstände R(sub)2, R(sub)3 und R(sub)4 veränderlich, so kann man die Verstärkungskurven in einfacher Weise variieren, so daß man den in der Abb. 2 durch die Kurven a und b begrenzten maximalen Regelbereich erhält.

Die Einstellungen der gewünschten Verstärkungskurve wird in folgender Weise durchgeführt: Für die unteren Frequenzen wird die gewünschte Verstärkung durch Verändern des Verhältnisses eingestellt. Darauf wird der Widerstand R(sub)2 so eingeregelt, dass die Verstärkung im anschließenden Teilfrequenzbereich (140-670 Hz) den erforderlichen Verlauf erhält: Ebenso werden die Widerstände R(sub)3 und R(sub)4 so eingestellt, dass in den zugeordneten Teilbereichen die richtige Verstärkung erzielt wird. Es ergibt sich hierbei ohne weiteres, dass bei gleichmäßiger Veränderung aller Einzelglieder eine stetige Veränderung der Verstärkungskurve, also eine Fächerung erzielt wird. Man kann demnach die Einzelabstimmung auch durch ein gemeinsames Schaltglied vornehmen. Durch Verändern des Reihenwiderstandes W wird dagegen eine Niveauregelung erzielt.

Fig. 3 zeigt auszugsweise die Schaltung eines Verstärkers mit Verstärkungsgradregelung im Gegenkopplungsweg mittels einer Anordnung, die dem obengenannten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Diese Anordnung besteht hier aus beispielsweise drei Gliedern, die je einen Widerstand W im Längszweig und ein RC-Glied im Querzweig enthalten. Das Spannungsteilerverhältnis jedes einzelnen Gliedes ist hierbei

Macht man die Längswiderstände W(sub)1, W(sub)2, W(sub)3 usw. veränderlich, so ergeben sich die in Fig. 4 dargestellten Dämpfungskurven. Bei dieser Anordnung ist jedem Glied jeweils ein Teilfrequenzbereich als Regelbereich zugeordnet, an den sich der Regelbereich des nächsten Gliedes anschließt. Die Spannungsteilerverhältnisse der einzelnen Stufen multiplizieren sich in der aus der Fig. 4 ersichtlichen Weise. Auch hier kann die Abstimmung sowohl durch ein gemeinsames Schaltglied für die zu verändernden Widerstände als auch durch Einzelabstimmung der einzelnen Widerstände erfolgen.

Außer der normalen Verstärkungsgradregelung kann auch eine Systementzerrung mittels der beschriebenen Anordnungen erreicht werden. Sie kann beispielsweise durch Verändern eines einzelnen Entzerrergliedes bewirkt werden. Für die Systementzerrung kann man die Reaktanzen der Entzerrerschaltung heranziehen, indem man diese veränderbar macht.

Das Verfahren gemäss der Erfindung macht es bei der Anwendung der beschriebenen Entzerreranordnung möglich, mit genügender Genauigkeit alle zu erwartenden Dämpfungskurven einzustellen, welche bei den praktisch vorkommenden Verstärkerfeldlängen auftreten können, wobei diese Einstellung mit einfachen Mitteln und mit einer äußerst einfachen Entzerreranordnung bewirkt werden kann.

Claims (10)

1.) Verfahren zur Einstellung des Frequenzganges der Verstärkung von Verstärkern, insbesondere mit großem Frequenzumfang, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Verstärkungskurve durch Abstimmung in mehreren Teilfrequenzbereichen mittels einer mehrfach abstimmbaren Entzerreranordnung hergestellt wird.

2.) Entzerreranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere veränderbare, teilweise frequenzabhängige Schaltelemente enthaltende Glieder, welche je für sich die Dämpfung in einem bestimmten Teilfrequenzbereich bevorzugt beeinflussen.

3.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kettenschaltung von mehreren Gliedern, die je aus einem Widerstand oder einer Impedanz im Längszweig und einem zumindest teilweise frequenzabhängigen Glied im Querzweig bzw. einer hierzu dualen Schaltung bestehen.

4.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Spannungsteilerschaltung, bestehend aus der Reihenschaltung eines Widerstandes oder einer Impedanz mit der Parallelschaltung mehrerer, zumindest teilweise frequenzabhängiger Glieder bzw. einer hierzu dualen Schaltung.

5.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängigen Glieder aus RC-Gliedern bestehen, deren Zeitkonstanten so abgestimmt sind, dass die Widerstände jeweils in verschiedenen Teilfrequenzbereichen wirksam werden.

6.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ohm'schen Widerstände der Parallelglieder veränderbar sind und zur Bildung der Fächerkurven einzeln oder gemeinsam eingestellt werden.

7.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ohm'schen Widerstände in den Längszweigen veränderbar sind und zur Bildung der Fächerkurven einzeln oder gemeinsam eingestellt werden.

8.) Entzerreranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verändern des Reihenwiderstandes eine Niveauregelung durchgeführt wird.

9.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Entzerrergliedern angeordneten Reaktanzen veränderbar sind und zur Systementzerrung herangezogen werden.

10.) Entzerreranordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einzelabstimmung in mehreren Teilfrequenzbereichen gleichzeitig eine Systementzerrung bewirkt wird.