DEP0000500BA

DEP0000500BA - Aperiodic push-pull symmetry amplifier

Info

Publication number: DEP0000500BA
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Berlin Dachsel
Original assignee: C. Lorenz AG, Werk Berlin, Berlin
Publication date: 1950-11-16

Description

Die Praxis erfordert oft den Bau von Verstärker-Schaltungen, die symmetrische Ausgangsspannungen liefern und dabei einen möglichst großen Frequenzbereich weitgehend gleichmäßig zu verstärken vermögen. Solche aperiodische Symmetrie-Verstärkerstufen werden speziell bei der Verstärkung von nicht sinusförmigen Schwingungen verwandt, also solchen, die eine sehr große Anzahl von Oberschwingungen aufweisen, die naturgetreu wiedergegeben werden müssen. Als Beispiel sei hier die Verstärkung von Kippspannungen oder von Messpannungen bei Kathodenstrahl-Oszillografen angeführt. Derartige Gegentaktschaltungen arbeiten im allgemeinen unter Vermeidung von jeglichen Induktivitäten - also als reine CR-Verstärker - derart, daß die zu verstärkende Spannung über ein RC-Glied in üblicher Weise einer der beiden im Gegentakt geschalteten Röhren zugeführt wird. Am Außenwiderstand dieser Röhre entsteht eine verstärkte Spannung mit der gleichen Kurvenform, wie sie die Eingangsspannung aufweist, die jedoch in entgegengesetzter Phase auftritt. Nun ist es möglich, von dieser Spannung am Außenwiderstand beispielsweise mit Hilfe ohm'scher Spannungsteilung einen Spannungsbetrag abzugreifen, der der Größe der Eingangsspannung entspricht, um diesen - wiederum über ein RC-Glied - dem Steuergitter der anderen Verstärkerröhre zuzuführen, in welcher sie in gleicher Weise verstärkt wird.Practice often requires the construction of amplifier circuits that deliver symmetrical output voltages and are able to amplify as large a frequency range as possible evenly. Such aperiodic symmetry amplifier stages are used specifically for the amplification of non-sinusoidal oscillations, i.e. those that have a very large number of harmonics that have to be reproduced faithfully. The amplification of breakover voltages or measurement voltages in cathode ray oscillographs is given as an example. Such push-pull circuits generally work avoiding any inductance - i.e. as a pure CR amplifier - in such a way that the voltage to be amplified is fed via an RC element in the usual way to one of the two tubes connected in push-pull. At the external resistance of this tube there is an amplified voltage with the same waveform as the input voltage, but which occurs in the opposite phase. From this voltage at the external resistance, for example with the help of ohmic voltage division, it is possible to pick up a voltage that corresponds to the magnitude of the input voltage in order to feed it - again via an RC element - to the control grid of the other amplifier tube, in which it is the same Way is amplified.

Für derartige Schaltungen verwendet man zweckmäßig zwei elektrisch völlig gleichwertige Röhren, um damit eine völlige Symmetrie der verstärkten Spannung zu erreichen. Als hauptsächlicher Nachteil solcher Schaltungen hat sich erwiesen, daß etwaige in der ersten Röhre bei der Verstärkung entstehende Verzerrungen dem Steuergitter der zweiten Röhre zugeführt werden. Damit tritt in dieser röhre, die auch die gleichen Verzerrungseigenschaften wie die der ersten Röhre aufweist, eine zusätzliche im gleichen Sinne wirkende Verzerrung auf. Die Einstellung des Abgriffs der Gitterwechselspannung für die zweite Röhre vom Anodenwiderstand der ersten Röhre ist einigermaßen kritisch, wenn absolute Symmetrie der gemeinsamen Ausgangsspannung und gleiche Aussteuerung der beiden Röhren verlangt werden.For such circuits it is advisable to use two electrically completely equivalent tubes in order to achieve complete symmetry of the amplified voltage. The main disadvantage of such circuits has been found to be that any distortion occurring in the first tube during amplification is fed to the control grid of the second tube. This means that in this tube, which also has the same distortion properties as those of the first tube, an additional distortion that has the same effect occurs. The setting of the tapping of the alternating grid voltage for the second tube from the anode resistance of the first tube is somewhat critical if absolute symmetry of the common output voltage and the same level control of the two tubes are required.

Diese Nachteile, insbesondere der zuletzt erwähnte, werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Schaltung weitgehend vermieden, da die Stabilität der Schaltung in hohem Maße von den Daten der Röhre V(sub)2 (siehe Abb.) unabhängig ist, bzw. die auftretenden Fehler selbsttätig kompensiert werden. Im Gegensatz zu der üblichen Schaltung wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung des aperiodischen Symmetrie-Gegentaktverstärkers die für die im Gegentakt arbeitende Röhre (V(sub)2) benötigte Gitterwechselspannung nicht dem Außenwiderstand (R(sub)a1) der gespeisten Röhre abgezweigt, sondern einem Abgriff eines relativ hochohmigen ohm'schen Spannungsteilers, der direkt zwischen die beiden Anoden der Röhren geschaltet ist, entnommen.These disadvantages, in particular the last-mentioned one, are largely avoided in the implementation of the circuit according to the invention, since the stability of the circuit is largely independent of the data from the tube V (sub) 2 (see Fig.), Or the errors that occur automatically be compensated. In contrast to the usual circuit, in the inventive design of the aperiodic balanced push-pull amplifier, the grid alternating voltage required for the push-pull tube (V (sub) 2) is not branched off from the external resistance (R (sub) a1) of the fed tube, but from a tap a relatively high-resistance ohmic voltage divider, which is connected directly between the two anodes of the tubes.

Die Wirkungsweise eines beispielsweise mit Trioden arbeitenden Verstärkers sei an Hand der Abbildung gezeigt. Die darin dargestellte Schaltung sei die letzte Verstärkerstufe eines Breitband- verstärkers. Die Ausgangsspannung der Röhre V(sub)1 entsteht zwischen den Punkten B und D (U(sub)BD). Die Ausgangsspannung der gesamten Gegentaktverstärkerstufe liegt zwischen den Punkten B und C (U(sub)BC), die durch einen Spannungsteiler BAC verbunden sind. Hierbei liegt aber der Punkt A widerstandsmäßig nicht genau in der Mitte, sondern ist soweit nach B hin verschoben, daß zwischen einer mittleren Stellung am Spannungsteiler und dem Punkte A eine Spannung entsteht, die gleich der für die Röhre V(sub)2 benötigten Steuerwechselspannung ist. Letztere muß so groß sein, daß die von der Röhre V(sub)2 erzeugte Spannung (U(sub)CD) zwischen den Punkten C und D gleich U(sub)BD ist. Ist Punkt A entsprechend der vorangegangenen Betrachtung einmal fest gewählt, so hat eine Veränderung der Röhrendaten auch dann nur geringen Einfluß, wenn nur eine der beiden Röhren hiervon betroffen wird. Würde z.B. durch Alterungserscheinungen die Verstärkung der Röhre V(sub)2 nachlassen, also die Spannung U(sub)CD geringer werden, so hätte dieser Umstand eine Verschiebung des Potentials des Punktes A am Spannungsteiler BAC nach B hin zur Folge. Das bedeutet aber eine Vergrößerung der Steuerwechselspannung für die Röhre V(sub)2 und somit eine zumindest teilweise Kompensation des in dieser Röhre entstandenen Verstärkungsverlustes. Die stabilisierende Wirkung der Anordnung ist dabei umso größer, je größer die Steilheit der Röhre V(sub)2 ist. Da der Spannungsteiler BAC eine Kompensation der in beiden Röhren V(sub)1 und V(sub)2 entstehenden Verzerrungswirkungen hervorruft, ist mit diesem System eine weitgehend lineare Verstärkung möglich.The mode of operation of an amplifier working, for example, with triodes is shown on the basis of the figure. Let the circuit shown therein be the last amplifier stage of a broadband amplifier. The output voltage of the tube V (sub) 1 arises between the points B and D (U (sub) BD). The output voltage of the entire push-pull amplifier stage lies between points B and C (U (sub) BC), which are connected by a voltage divider BAC. Here, however, point A is not exactly in the middle in terms of resistance, but is shifted towards B to such an extent that a voltage arises between a middle position on the voltage divider and point A which is equal to the control AC voltage required for tube V (sub) 2 . The latter must be so great that the voltage (U (sub) CD) generated by the tube V (sub) 2 between points C and D is equal to U (sub) BD. Once point A has been firmly selected in accordance with the previous considerations, a change in the tube data will only have a minor effect if only one of the two tubes is affected. For example, if the amplification of the tube V (sub) 2 were to decrease due to aging phenomena, i.e. if the voltage U (sub) CD were to decrease, this would result in a shift in the potential of point A on the voltage divider BAC towards B. However, this means an increase in the AC control voltage for the tube V (sub) 2 and thus at least partial compensation for the gain loss that has arisen in this tube. The stabilizing effect of the arrangement is greater, the greater the steepness of the tube V (sub) 2. Since the voltage divider BAC compensates for the distortion effects occurring in both tubes V (sub) 1 and V (sub) 2, a largely linear amplification is possible with this system.

Claims

Aperiodic push-pull symmetry amplifier, characterized in that the grid alternating voltage required for the push-pull tube (V (sub) 2) is taken from a tap of a relatively high-resistance ohmic voltage divider which is connected directly between the two anodes of the tubes .