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Hoch- oder Zwiscbenfrequenzverst rkerschaltung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Verstärken von hoch-oder zwischenfrequenten elektrischen Schwingungen, die die Eigenschaften besitzt, dass innerhalb eines bestimmten Frequenz- bandes die Verstärkung annähernd gleichmässig ist und dagegen andere ausserhalb dieses Frequenz- bandes gelegene Frequenzen unterdrückt werden.
Bei einer bekannten Verstärkersehaltung werden die aufeinanderfolgenden Verstärkerröhren mittels abgestimmter Sehwingungskreise miteinander gekoppelt. Dabei liegt also sowohl im Gitter-als auch im Anodenkreis einer Verstärkerröhre je ein Schwingungskreis, und diese werden ein wenig gegen- einander verstimmt zum Zwecke, die Resonanzkurve des Verstärkers zu verbreitern. Eine solche
Schaltung weist jedoch gewisse Nachteile auf. Erstens wird die Resonanzkurve des Verstärkers in vielen Fällen unsymmetrisch, d. h. die innerhalb des verstärkten Frequenzbandes gelegenen
Schwingungen werden nicht gleichmässig verstärkt. Zweitens dürfen nur sehr geringe Toleranzen in den Abstimmungen der Schwingungskreise zugelassen werden, was zu Schwierigkeiten bei der
Herstellung Veranlassung gibt.
Bessere Ergebnisse werden gemäss der Erfindung erzielt mit einer Schaltung, bei der die im
Gitter-und Anodenkreis einer Verstärkerröhre liegenden Sehwingungskreise über einen Ohmschen
Widerstand miteinander gekoppelt werden.
Bei einer solchen erfindungsgemässen Schaltung kann jeder Schwingungskreis für sich die gleiche
Abstimmung erhalten. Die Zusammenschaltung verhält sich jedoch ebenso wie zwei gekoppelte Kreise mit gegebenenfalls zwei voneinander verschiedenen Resonanzfrequenzen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Fig. 1 ist eine Verstärkerstufe eines Hoch-oder Zwischenfrequenzverstärkers dargestellt, welche eine Verstärkerröhre 1 z. B. eine Schirmgitterröhre und zwei abgestimmte Schwingungskreise L1, Cl und L2, C2 enthält. Das Gitter der Verstärkerröhre ist mit der Anode über einen gegebenenfalls veränderlichen Widerstand R verbunden.
Wenn die Kapazität zwischen Anode und Steuergitter vernachlässigbar klein ist, so lässt sich zeigen, dass infolge der durch den Widerstand R und die Röhre 1 bewirkten Kopplung der beiden Schwingungskreise L1, Cl und La, Ca die Zusammenschaltung sich so wie zwei gekoppelte Kreise verhält, d. h. derart, dass bei genügend fester Kopplung, d. h. bei einer überkritischen Kopplung, zwei Resonanzfrequenzen Mi und Ms (Kurve A, Fig. 2) auftreten, so dass, wenn die beiden Schwingungskreise auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind, eine vollkommen symmetrische Resonanzkurve erhalten wird.
Durch Änderung des Widerstandes R kann die Kopplung und damit die Gestalt der Resonanzkurve in weiten Grenzen geändert werden.
Wenn, wie im obigen Beispiel angenommen, die zwischen den beiden Sehwingungskreisen geschaltet Röhre mit einem Schirmgitter versehen ist, kann die Anodensteuergitterkapazität, insoweit diese durch die Röhre bedingt wird, vernachlässigbar klein gemacht werden. Da jedoch zwischen diesen Elektroden der Widerstand R geschaltet ist, wird die Anodensteuergitterkapazität vergrössert, einmal durch die Eigenkapazität des Widerstandes selbst und ausserdem durch die Kapazität der Verbindungsleitungen, und diese Kapazitäten können so gross werden, dass die Wirkungsweise der Schaltung beeinträchtigt wird. Wird die Kapazität zu gross, so ist die Folge, dass die Dämpfungen für die beiden Resonanzfrequenzen verschieden werden und demnach die Resonanzkurve der Zusammenschaltung unsymmetrisch wird, etwa wie es in der Fig. 2 durch die Kurve B dargestellt ist.
Eine Schaltung, bei der der soeben erwähnte Einfluss der parallel zum Kopplungswiderstand liegenden Schaltungkapazität verringert wird, zeigt die Fig. 3. Hiebei ist der Kopplungswiderstand R zwischen je eine
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kapazität 0 weniger Einfluss auf die Kopplung ausübt.
Eine ähnliche Schaltung zeigt die Fig. 4, bei der der Kopplungswiderstand R nicht wie im vorigen Beispiel zwischen Anzapfungen der beiden Spulen L1 und angeschlossen ist, sondern mit den Verbindungspunkten der Kondensatoren ci und 03 und C's und C4 verbunden ist. Eine solche Schaltung hat den Vorteil, dass, wenn die Kondensatoren 01 und Cs veränderlich sind, wie es beispielsweise in abstimmbaren Hochfrequenzverstärkern der Fall ist, die Kopplung der beiden Schwingungskreise sich in einer solchen Weise mit der Abstimmung ändert, dass die Breite des durchgelassenen Frequenzbandes angenähert konstant bleibt. Die Bandbreite kann aber auch nach Wunsch bei jeder Abstimmung durch Änderung des Widerstandes R eingestellt werden.
Die Kondensatoren C3 und C4 können auch anstatt in Reihe mit den Kondensatoren Ci und a2 in Reihe mit den Selbstinduktionsspulen L1 und L geschaltet werden.
Es zeigt sich jedoch, dass sowohl bei der Schaltung nach Fig. 3 als auch bei der Schaltung nach Fig. 4 keine vollkommen symmetrische Resonanzkurve erhalten werden kann, da die Kopplung zwischen den Sehwingungskreisen nicht nur vom Widerstand R abhängt, sondern auch von der Grösse der zwischen den Anzapfungen der Spulen L1 und Lys liegenden Selbstinduktionen bzw. von der Grösse der Kondensatoren 03 und 04 sowie deren Verluste.
Eine vollkommen symmetrische Resonanzkurve kann mit der Schaltung nach Fig. 5 erhalten werden. Hierin ist in Reihe mit dem Kopplungswiderstand R eine Spule L geschaltet, und es lässt sich zeigen, dass mit dieser Schaltung für eine bestimmte Abstimmung der Schwingungskreise Li, Ci, C3 und L, C*z, C, t die beiden Resonanzfrequenzen des gekoppelten Systems in der gleichen Weise gedämpft werden, so dass eine symmetrische Resonanzkurve erhalten wird.
Dies gilt jedoch nur bei einer ganz bestimmten Abstimmung der beiden Sehwingungskreise, so dass diese Schaltung mit Vorteil in Zwischenfrequenzverstärkern, die ja bekanntlich eine feste Abstimmung besitzen, angewandt werden kann. Für Hochfrequenzverstärker mit veränderlicher Abstimmung kann eine für alle Abstimmungen symmetrische Resonanzkurve mit der Schaltung nach Fig. 6 erhalten werden, bei der parallel zum Kopplungswiderstand eine Spule L angeordnet ist.
Gegebenenfalls kann in Reihe mit der Parallelschaltung des Widerstandes R und der Selbstinduktion L noch eine weitere Selbstinduktion L' (in der Zeichnung nicht dargestellt) geschaltet werden.
Es gelingt so, die Resonanzkurve in einem sehr breiten Frequenzbereich symmetrisch zu gestalten, auch dann, wenn, wie beispielsweise in Radioempfangsgeräten, die Spulen Li und L ; zum Empfang zweier oder mehrerer Wellenbereich teilweise kurzgeschlossen werden können.
Bei allen diesen beschriebenen, erfindungsgemässen Schaltungen war der Kopplungswiderstand in einer solchen Weise mit den beiden Schwingungskreisen verbunden, dass die Kopplung um so fester, die Resonanzkurve also um so breiter wurde, je kleiner der Widerstand gemacht wurde.
Es ist auch möglich, die beiden Schwingungskreise in einer solchen Weise mittels eines Widerstandes miteinander zu koppeln, dass eine Verschärfung der Resonanzkurve erhalten wird. Eine solche Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt und, wie ersichtlich, ist der Kopplungswiderstand R sowohl im Schwingungskreis Li, Ci als auch im Sehwingungskreis L2, C'l. eingeschaltet. Berechnet man für diese Schaltung den Kopplungsfaktor, so ergibt sich, dass das Quadrat desselben eine negative Grösse ist, was sich physikalisch so denken lässt, dass eine Entdämpfung des Systems stattfindet. Gleichartige Ergebnisse lassen sich erzielen mit den Schaltungen nach den Fig. 8 und 9.
Bei der Schaltung nach Fig. 8 ist der Kopplungswiderstand zwischen dem Gitter der Verstärkerröhre und dem Verbindungspunkt eines Kondensators C4 mit der Spule L2 geschaltet, und bei der Schaltung nach Fig. 9 ist der Widerstand R einerseits mit dem Verbindungspunkt des Kondensators C3 mit dem Abstimmkonden- stator cri und anderseits mit dem Verbindungspunkt des Kondensators 04 und der Spule L2 verbunden.
Mit beiden Schaltungen ist es möglich, eine Verschärfung der Resonanzkurve des Systems zu erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärkerschaltung, bei der im Steuergitter-und Anodenkreis einer Verstärkerröhre ein abgestimmter Schwingungskreis liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskreis im Gitterkreis der Verstärkerröhre mit dem Schwingungskreis im Anodenkreis der Röhre über einen Ohmschen Widerstand gekoppelt ist.