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SchaltungsanordnungzumAusgleichvonBetriebsspannungsschwankungeninVerstärkern.
Es ist bekannt, dass die elektrischen Eigenschaften eines Verstärkers, in erster Linie dessen
Verstärkungsgrad in starkem Masse von den Betriebsspannungen abhängig sind. Insbesondere be- wirken Schwankungen der Anodenspannung und der Gittervorspannung eine Änderung des Verstärkungs- grades. Ähnlich liegen die Verhältnisse'bei Gleichrichterschaltungen, beispielsweise Trockengleichrichten, und allen übrigen Übertragungsschaltungen, deren Übertragungsmass von den Betriebs- spannungen abhängig ist. Werden die Betriebsspannungen Netzanschlusseinriehtungen entnommen, so können die Spannungssehwankungen so gross werden, dass erhebliche Verzerrungen die Folge sind.
Besonders empfindlich gegen Änderungen der Betriebsspannungen sind Verstärkerschaltungen, die mit selbsttätiger Regelung arbeiten, da die Regeleharakteristik in hohem Masse von den vorhandenen Betriebsspannungen abhängig ist. Bei Verstärkern, die in grosser Anzahl in Fernsprechleitungen eingeschaltet werden müssen, ist es zur Aufrechterhaltung der Stabilität erforderlich, den vorgeschriebenen Verstärkungsgrad in sehr engen Grenzen einzuhalten, es würden sich hier also Spannungsschwankungen sehr unangenehm auswirken.
Es sind bereits zahlreiche Schaltungen bekannt, deren Zweck es ist, eine Stabilisierung der Spannungsquellen herbeizuführen. Es werden dabei zwischen Spannungsquelle und Verbraucher Schaltelemente gelegt, die die Spannungsschwankungen verringern. Diese Einrichtungen erfordern im allgemeinen noch einen erheblichen Aufwand, ohne in der Lage zu sein, die Spannungsschwankungen vollkommen zu beseitigen.
Gemäss der Erfindung wird ein grundsätzlich anderer Weg besehritten, u. zw. werden nicht die dem Verbraucher, beispielsweise einem Verstärker, zugeführten Betriebsspannungen stabilisiert, sondern es werden mit dem Verbraucher spannungs-bzw. stromabhängige Widerstände, die unter dem Einfluss der Betriebsspannungen stehen, derart kombiniert, dass sie die Änderungen des Übertragungsmasses ausgleichen. Durch dieses Kompensationsverfahren ist es möglich. Änderungen des Übertragungmasses infolge von Betriebsspannungsschwankungen praktisch vollkommen zu beseitigen.
Als spannungsabhängige Widerstände, die für den vorliegenden Zweck geeignet sind, kommen in erster Linie Widerstände in Frage, deren Spannungsabhängigkeit auf thermischen Eigenschaften beruht, beispielsweise die bekannten Heissleiter aus Urandioxyd. Diese Widerstände haben ausserdem die vorteilhafte Eigenschaft, dass sie für die zu übertragenden Nutzfrequenzen linear sind, so dass eine Erhöhung des Klirrfaktors durch die Einschaltung dieser Widerstände nicht herbeigeführt wird.
Für die Einschaltung der spannungsabhängigen Widerstände in die Schaltung, deren Übertragungsmass von den Betriebsspannungsschwankungen unabhängig zu machen ist, bestehen die verschiedensten Möglichkeiten. So können beispielsweise in Verstärkerschaltungen die spannungsab- hängigen Widerstände als Anodenwiderstände geschaltet werden. Auch die Kombination dieser Widerstände mit andern konstanten Widerständen zu Spannungsteilern ist zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens geeignet. Es kann auch zweckmässig sein, die Widerstände in den Stromkreis von Hilfsgittern einzuschalten, deren Spannung auf diese Weise derart in Abhängigkeit von den Betriebsschwankungen verlagert wird, dass eine Änderung des Übertragungsmasses nicht stattfindet.
Schliesslich können die Widerstände auch als veränderliehe Dämpfungsglieder zwischen zwei Verstärker- stufen Anwendung finden.
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Es ist im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, Widerstände zu verwenden, die für die Nutzfrequenzen linear sind. Werden die Widerstände an Stellen geringer Aussteuerung eingeschaltet, so sind die entstehenden nichtlinearen Verzerrungen klein genug. Mit derart trägheitlosen Widerständen können dann schnell verlaufende Schwankungen der Betriebssehwankungen ausgeglichen werden, beispielsweise die der Netzspannung überlagerten Wechselströme.
In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dargestellt.
Fig. 5 zeigt die Kennlinie eines Heissleiters.
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grades auszugleichen, ist parallel zum inneren Widerstand der Röhre der Heissleiter H geschaltet, dem die Anodenspannung über den Vorwiderstand tut zugeführt wird. Die in Fig. 5 dargestellten Kurven, die die Abhängigkeit der Spannung E vom Strom J für verschiedene Heissleiter zeigen, lassen erkennen, dass der Widerstand eines Heissleiters oberhalb einer bestimmten Spannung ausserordentlich kleine Werte (unter Umständen sogar negative Werte) annehmen kann.
Bei Wahl eines geeignet bemessenen Vorwiderstandes 1F kann der Widerstand des Heissleiters derart von den Änderungen der Anodenspannungsquelle abhängig gemacht werden, dass das Übertragungsmass zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A konstant bleibt. Der Widerstand des Heissleiters wirkt hier als veränderliche Dämpfung - den Schwankungen des Verstärkungsgrades entgegen.
Fig. 2 zeigt grundsätzlich denselben Aufbau, jedoch ist der Heissleiter hier so bemessen, dass er an dieselbe Spannung angelegt werden kann wie die Anode der Verstärkerröhre V. Der Vorwiderstand 1V und der Bloekierungskondensator C1 kommen daher in Fortfall.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Vereinfachung der Schaltung, u. zw. ist hier der Anodenwiderstand durch den Heissleiter T ? ersetzt worden.
Während in den Schaltungen entsprechend den Fig. 1 bis 3 der nichtlineare Widerstand das Übertragungsmass der Schaltung unmittelbar beeinflusste, wird bei der Schaltung gemäss Fig. 4 der nichtlineare Widerstand zur Erzeugung einer von den Schwankungen der Anodenspannungsquelle abhängigen Spannung an einem Hilfsgitter der Verstärkerröhre verwendet. Es ist hier eine Verstärkerröhre mit zwei Gittern G und Gy dargestellt. Die Vorspannung für das normale Steuergitter G wird mit Hilfe des im Anodenkreis liegenden Widerstandes R, der durch einen Kondensator C überbrückt ist, erzeugt. Das Hilfsgitter Gui erhält seine Vorspannung von dem aus dem Vorwiderstand Wound dem Heissleiter H gebildeten Spannungsteiler, der parallel zur Anodenstromquelle geschaltet ist.
Wird beispielsweise durch Ansteigen der Anodenspannung der Verstärkungsgrad der Röhre erhöht, so findet eine Verlagerung des Potentials am Hilfsgitter G in negativer Richtung infolge Abnahme des Heiss- leiterwiderstandes statt. Auf diese Weise kann das Übertragungsmass zwischen dem Eingang E und dem Ausgang i unabhängig von den Schwankungen der Anodenspannung konstant gehalten werden. Bei dieser Schaltung wäre es auch möglich, an Stelle des Heissleiters einen trägheitslosen nichtlinearen Widerstand zu verwenden, da dieser Widerstand nicht im Stromkreis der Nutfrequenz liegt.
Die vorstehenden Schaltungen zeigen die Anwendung der nichtlinearen Widerstände im Anodenkreis von Verstärkerrohren. Die Widerstände können jedoch mit gleichem Erfolg auch an beliebiger anderer Stelle der Schaltung verwendet werden, deren Übertragungsmass konstant gehalten werden soll. Erforderlich ist bei den Schaltungen, dass die nichtlinearen Widerstände unter dem Einfluss der Betriebsspannungen stehen, deren schädlicher Einfluss auf das Übertragungsmass ausgeglichen werdpn soll.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zum Ausgleich von durch Schwankungen der Betriebsspannungen hervorgerufenen Änderungen des Übertragungsmasses von Verstärkern, Gleichrichtern od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass spannungs-bzw. stromabhängige Widerstände, die unter dem Einfluss der Betriebsspannungen stehen, derart mit dem Verstärker oder Gleichrichter beispielsweise als Kopplungwiderstände kombiniert sind, dass sie, ohne die Schwankungen der Betriebsspannungen an sich auszugleichen, ihrerseits eine Änderung des Übertragungsmasses hervorrufen, die der durch die Schwankungen der Betriebsspannungen hervorgerufenen entgegengesetzt ist.