Wynalazek niniejszy dotyczy ukladów wzmacniaczy lampowych z lampami elek¬ tronowymi.Celem niniejszego wynalazku jest uzy¬ skanie -lepszej wiernosci odtwarzania i zwiekszonej mocy wyjsciowej albo spraw¬ nosci przy pomocy wzmacniacza*. Cel ten osiaga sie dzieki odpowiedniemu dozowa¬ niu napiec wyjsciowych wzmacniacza, po¬ legajacemu na tym, ze zwieksza sie moc wyjsciowa i amplitude skladowej o czesto¬ tliwosci podstawowej, a zmniejsza sie nie¬ pozadane lulb szkodliwe harmoniczne w obwodzie wyjsciowym wzmacniacza. Poza tym celem wynalazku jest takie dozowa¬ nie napiec wzmocnionych, aby powiekszyc zarówno moc wyjsciowa trzeciej harmo¬ nicznej jak i czestotliwosci podstawowej albo tez zmienic wzajemny stosunek tych mocy wyjsciowych.Istota wynalazku polega na zastosowa¬ niu specjalnie pomyslanego obwodu na drodze pradów o czestotliwosciach harmo¬ nicznych parzystych we wzmacniaczu przeciwsobnym, przepuszcza j acym jedna lulb kilka czestotliwosci albo tez we wzmacniaczu innym niz przeciwsobny, przepuszczajacym czestotliwosc po cza lub waski zakres czestotliwosci, np. w ukladach telegraficznych z fala nosna.W ukladzie przeciwsobnym wynalazek dotyczy jesizozie zastosowania transforma¬ tora sprzegajacego zwrotnie, pozwalajace¬ go na uzyskanie efektu ujemnej opornoscipozornej srodkowej galezi, tj. opornosci pozornej lezacej w tej czesci obwodu ano¬ dowego, która jest wspólna dla obu lamp polaczonych przeciwsohnie, w ceilu polep¬ szenia charakterystyki wzmacniacza, jak opisano ponizej, Znana jest rzecza, ze napiecie wyjscio¬ we ukladów, zlozonych z lamp elektrono¬ wych, zawiera skladowe znieksztalcajace.Wiadomo równiez, ze moc wyjsciowa wzmacniacza, przeznaczonego do wzmac¬ niania jednej tylko czestotliwosci, zawiera skladowa o czestotliwosci podstawowej i skladowe, bedace harmonicznymi tej czestotliwosci podstawowej. Niektóre cze¬ stotliwosci harmoniczne sa dosc szkodliwe, zwlaszcza harmoniczne nizszego rzedu a to z tego powodu, ze zazwyczaj sa najsilniej¬ sze i stanowia bezuzyteczne obciazenie wzmacniacza. Ponadto prad wyjsciowy wzmacniacza zawiera fale o* czestotliwos¬ ciach równych sumie i róznicy czestotli¬ wosci podstawowych i ich harmonicznych (produkty wzajemnej modulacji) oraz rózne harmoniczne fali glównych, wprowadzo¬ nych do obwodu wejsciowego^. Zazwyczaj jest rzecza pozadana, aby ze wzgledu na osiagniecie dobrej wiernosci odtwarzania wzmacniacza w obwodzie wyjsciowym wzmacniacza bylo jak najmniej tych pro¬ duktów modulacji. Wynalazek przewiduje zuzytkowanie produktów modulacji wza¬ jemnej czestotliwosci wzmacnianych do zwiekszenia mocy wyjsciowej o czestotli¬ wosci podstawowej i zmniejszenia znie¬ ksztalcen tak, aby otrzymac lepsza wier¬ nosc odtwarzania. Prad wyjsciowy o cze¬ stotliwosci podstawowej zostaje powiek¬ szony bez zwiekszania energii, dostarcza¬ nej przez baterie anodowa lub inne zródlo pradu, dzieki czeniu otrzymuje sie lepsza sprawnosc, jak równiez lepsze odtwarza¬ nie napiec wzmacnianych.Wynalazek niniejszy wyzyskuje ten fakt, ze jezeli napiecia drugich harmo¬ nicznych o czestotliwosci 2/o sa modulowa¬ ne napieciem podstawowym o czestotli¬ wosci h, to otrzymana w rezultacie suma i róznica czestotliwosci daje w wyniku trzecia harmoniczna o czestotliwosci 3h i podstawowa o czestotliwosci h, W ten sposób we wzmacniaczu wyjsciowe napie¬ cie podstawowe i napiecie trzeciej harmo¬ nicznej moze byc zmieniane przez rozrza¬ dzanie amplitudy napiecia drugiej harmo¬ nicznej i jego produktów modulacji. W przy¬ padku wzmacniacza przeciwsobnego, dru¬ gie harmoniczne wszelkich czestotliwosci podstawowych, wprowadzonych do obwo¬ du wejsciowego, moga byc z latwoscia wy¬ tworzone w dowolnym stopniu przez wla¬ czenie opornosci pozornej w srodkowa ga¬ laz obwodu, to jest w te czesc obwodu ano¬ dowego, która jest wspólna obu lampom w ukladzie przeciwsobnym. W przypadku zwyklego wzmacniacza j ednolampowego, druga harmoniczna pewnej okreslonej wej¬ sciowej czestotliwosci moze byc otrzyma¬ na w obwodzie wyjsciowym przez zastoso¬ wanie obwodu dostrojonego do drugiej harmonicznej. Nowe skladowe, to jest na¬ piecie o czestotliwosci podstawowej i trze¬ cia harmoniczna, wynikajace z wzajemnej modulacji czestotliwosci podstawowej z druga harmoniczna w sposób wyzej opi¬ sany, moga wówczas byc uzyte do wzmoc¬ nienia mocy wyjsciowej o czestotliwosci glównej i do zmniejszenia mocy wyjscio¬ wej trzeciej harmonicznej lub odwrotnie.Na rysunku fig. 1 i 2 "przedstawiaja schematy wzmacniacza przeciwsobnego, za pomoca którego otrzymuje sie druga har¬ moniczna przez zastosowanie opornosci pozornej w galezi srodkowej obwodu ano¬ dowego, to jest w czesci obwodu anodowe¬ go wspólnej obu lampom. Fig. 3 uwidocznia charakterystyki ukladu wedlug fig. 1 i 2 w funkcji opornosci srodkowej galezi ob¬ wodu anodowego, fig. 4 — schemat przed¬ stawiajacy zastosowanie opornosci srod¬ kowej gallezi do dodatkowego wygladzania dostarczanego napiecia anodowego, fig. 5 — - 2 —schemat prostego ukladu do przekazywa¬ nia pojedynczej czestotliwosci lub bardzo waskiej wstegi, stosowanej np, w ukladzie telegraficznym z fala nosna, wreszcie lig. 6 — schemat ukladu, w którym obwód wejsciowy jest zasilany zwrotnie napie¬ ciami drugich harmonicznych poprzez transformator z obwodu anodowego.Uklad wedlug fig. 1 posiada przewody wejsciowe 6 i 7, prowadzace ze zródla energii sygnalów, np. z poprzedniego stop¬ nia wzmacniacza lub z linii przesylowej i przylaczone do transformatora 8, które¬ go wtórne uzwojenie 9 rozrzadza obwód "wejsciowy lamp 10 i 11 w ukladzie wzmac¬ niacza przeciwsobnego. Obwód wyjsciowy lamp 10 i 11 zawiera transformator 15 oraz wszelkie odpowiednie polaczenia z obcia¬ zeniem 19, np. z glosnikiem lub aparatem odbiorczym. Energie do uruchamiania tego stopnia wzmacniacza otrzymuje sie ze zró¬ dla pradu zmiennego, np. z pierwotnego uzwojenia 20 transformatora sieciowego.Wtórne uzwojenia 21 i 22 transformatora sieciowego dostarczaja pradu zmiennego do zarzenia wlókien lamp, a uzwojenie wtór¬ ne 23 dostarcza energii do zasilania anod lamp wzmacniacza, która zostaje wypro- stowaina w lampie 25. Napiecie otrzymane z prostownika 25 zostaje przefiltrowane przez cewke indukcyjna Li, polaczona w szereg z prostownikiem, oraz konden¬ sator Cio i duzy opornik i?3, przylaczone równolegle do niego. Ujemny biegun pro¬ stownika jest polaczony z uzwojeniem za¬ rzenia lamp wzmacniacza przez obwód ga¬ lezi srodkowej, uzyty do sterowania napie¬ cia harmonicznych parzystych, w sposób omawiany wyzej. Obwód ten zawiera opor¬ nik filtrujacy R2 i kondensator Cii z opor¬ nikami siatkowymi Rg i Rz oraz z konden¬ satorem C12, przylaczonym równolegle do opornika Rz. Ewentualne usuniecie kon¬ densatora Cu w tym przykladzie wykona¬ nia powoduje sprzezenie zwrotne obwodu siatek, przez co otrzymuje sie charaktery* styki wzmacniacza, uwidocznione na od¬ powiednich krzywych wedlug fig. 3.W ukladzie wedlug fig. 2, który przed¬ stawia zmodyfikowany dla celów prób uklad wedlug fig. 1, sa zastosowane opor¬ niki R5 i Rg, zmienne w ten sposób, iz suma ich jest stala, i kondensator C12, boczniku¬ jacy opornik i?5. Zamiast zasilania z pro¬ stownika sieciowego zastosowano w ukla¬ dzie wedlug fig. 2 zasilanie z baterii ano¬ dowej 28.Charakterystyki wzmacniacza, otrzy¬ mane w ukladzie wedlug fig. 2, w funkcji zmiennej opornosci opornika Rg sa uwi¬ docznione na fig. 3. Najkorzystniejszy wa¬ runek dla najmniejszego pradu trzeciej haJrmonieznej, wedlug krzywej A na fig. 3, zachodzi wtedy, gdy opornosc opornika Rg w galezi srodkowej wynosi okolo 35 S.Przy tej wartosci opornosci moc wyjsciowa byla w przyblizeniu najwieksza w warun¬ kach braku sprzezenia zwrotnego (krzywa C). W przypadku sprzezenia zwrotnego najwieksza moc wyjsciowa jest jak widac wieksza wtedy, gdy opornosc opornika Rg ma wartosc mniejsza od 35 ii (krzywa D).Fig. 4 przedstawia uklad wzmacniacza przeciwsobnego o nieznacznym przestawie¬ niu elementów obwodu wyjsciowego; pe¬ wne elementy obwodu galezi srodkowej sa umieszczone teraz w innym miejscu, dzieki czemu obwód galezi srodkowej oprócz funkcji regulowania harmonicznych parzy¬ stych przyczynia sie do wygladzania na¬ piecia zasilajacego. W obwodzie tym kon¬ densatory Cio i C12 wspóldzialaja z cewka indukcyjna Li i opornikiem R5 dla utwo¬ rzenia filtrów anodowego obwodu zasila¬ jacego.Uklad wedlug fig. 5, uzywany do prze¬ kazywania pojedynczej czestotliwosci /o, posiada przewody 31 i 32, prowadzace z linii przesylania na fali nosnej lub ze wzmacniacza, oraz transformator 33, zasi¬ lajacy siatke lampy 34. Obwód anodowy czyli wyjsciowy lampy 34 jest polaczony — 3 —poprzez transformator 35 z obciazeniem 36.Obwód uzyty do rozrzadzania parzystych harmonicznych jest nastrojony na czesto¬ tliwosc 2h czyli druga harmoniczna cze¬ stotliwosci wejsciowej /o. Obwód ten skla- |da sie z, cewki indukcyjnej 38, kondensato¬ ra 39 i opornika 40, przy czym niektóre lub wszystkie te elementy moga byc strojone.Poniewaz w obwodzie tym nie ma sprzeze¬ nia zwrotnego, przeto krzywe wedlug fig. 3, dotyczace sprzezenia zwrotnego, nie maja tu zastosowania. Jednakze zalety tego ob- woichi sa podobne do zalet obwodów pozba¬ wionych sprzezenia zwrotnego, które wyni¬ kaja z, krzywych uwidocznionych na fig. 3.Bocznik umozliwia regulacje amplitudy drugiej harmonicznej, a to z kolei wywiera wplyw zarówno na wytwarzanie trzeciej harmonicznej jak i podstawowej* Zaleznie od dobrania elementów tego bocznika w stosunku do innych czesci obwodu mozna zwiekszyc moc wyjsciowa fali podstawo¬ wej, a zmniejszyc trzecia harmoniczna lub tez otrzymac tylko jeden z tych efektów albo obydwa efekty razem lub ich odwrot¬ nosci.Uklad wedlug fig. 6 jest odmiana ukla¬ du wedlug fig. 1 i 2; elementy tego ukladu pozwalaja na uzycie transformatora od¬ wracajacego 42 w celu otrzymania sprze¬ zenia zwrotnego ze znakiem odwrotnym.Kondensator 43 jest polaczony w szereg z pierwotnym uzwojeniem transformatora 42, aby zapobiec zwarciu dla pradu stale¬ go jednego* z oporników polaryzujacych i?60, odpowiadajacego opornikowi Ra na fig. 1. Opornik i?5o galezi srodkowej, uzy¬ ty równiez jako opornosc polaryzujaca, posiada podobne dzialanie co i opornik Rs na schemacie wedlug fig. 1.Zalety niniejszego wynalazku widac z krzywych wedlug fig. 3, otrzymanych w wyniku pomiaru wzmacniacza tego typu, zwlaszcza wzmacniacza wedlug fig. 1. Pró¬ by byly przeprowadzone tylko ze wzmac¬ nianiem pojedynczej stalej czestotliwosci.Poziome wspólrzedne dla wszystkich krzy¬ wych wyrazone sa jako wartosc opornosci omowej opornika Ra galezi srodkowej. Pio* nowe wspólrzedne dla dolnej grupy krzy¬ wych wyrazaja moc wyjsciowa w watach.Krzywe C \ D uwidoczniaja zmiane mocy wyjsciowej dla dwóch warunków pracy wzmacniacza, a mianowicie ze sprzeze¬ niem zwrotnym i bez sprzezenia zwrotnego.W przypadku sprzezenia zwrotnego poprzez transformator odwracajacy 42 moc wyj¬ sciowa w watach jest przedstawiona krop¬ kowanym przedluzeniem krzywej D. Srod¬ kowa grupa krzywych A i B wyraza sto¬ sunek mocy trzeciej harmonicznej do mo¬ cy fali glównej w decybelach. Minimunx tych krzywych istnieje dla warunku braku sprzezenia zwrotnego przy oporniku Ra o opornosci okolo 35 Q. Sprzezenie zwrot¬ ne srodkowej galezi wraz z jego zaletami otrzymuje sie jak wspomniano wyzej przez ominiecie kondensatora Cu w ukladach na fig. 1, 2 i 3, a przez uzycie transformatora odwracajacego 42 w ukladzie wedlug fig. 6.Najmniejsza wartosc trzeciej harmonicz¬ nej przy sprzezeniu zwrotnym zachodzi teoretycznie wtedy, gdy wartosc opornika Ra galezi srodkowej jest równa iloczynowi ulamka --^p— przez opornosc przy naj¬ mniejszej trzeciej harmonicznej bez sprze¬ zenia zwrotnego. Krzywe E i F u góry fig. 3 wyrazaja w miliamperach wartosc pradu drugiej harmonicznej, plynacegoi w obwo¬ dzie galezi srodkowej.Idealny warunek pracy wzmacniacza zachodzi wtedy, gdy wartosc pradów trze¬ ciej harmonicznej osiaga minimum, wtedy bowiem znacznie polepsza sie moc wyj¬ sciowa wzmacniacza. Przy starannym roz¬ patrzeniu krzywych moze byc wybrany in¬ ny warunek pracy bardziej pozadany.Krzywa mocy wyjsciowej przebiega za¬ sadniczo plasko gdy opornosc opornika Ra przekroczy 250 Q, dla warunków pracy bez sprzezenia zwrotnego. Prad drugiej har- — 4 —monieznej maleje stopniowo wraz ze wzrostem opornosci opornika Rg. Gdy stosuje sie sprzezenie zwrotne, zmniejsze¬ nie mocy pradu drugiej harmonicznej w galezi srodkowej zachodzi jak widac znacznie szybciej ze wzrostem opornosci opornika Re. Teoretycznie zmniejszenie po¬ winno byc wieksze anizeli bez sprzezenia zwrotnego o wspólczynnik (1 + |^). PL