DE1003285B

DE1003285B - Feedback generator consisting of an RC amplifier and a feedback element

Info

Publication number: DE1003285B
Application number: DEK23621A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Kotowski
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1954-10-05
Filing date: 1954-10-05
Publication date: 1957-02-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen rückgekoppelten Generator, der aus einem ^C-Verstärker und einem Rückkopplungsglied besteht. Bekanntlich erregt sich in einem solchen Generator eine Schwingung mit derjenigen Frequenz und Amplitude, daß im geschlossenen Rückkopplungswege die Phasendrehung gleich Null und der Verstärkungsgrad gleich Eins wird. Die Frequenz, bei der sich dieser innere Gleichgewichtszustand ergibt, wird daher in hohem Maße von allen solchen Änderungen des Betriebszustandes beeinflußt, welche Änderungen der Amplitude oder der Phase der rückgekoppelten Spannung zur Folge haben. Daraus ergibt sich, daß die Frequenzstabilität der erzeugten Schwingung in wesentlichem Maße davon abhängig ist, daß Amplitudenänderungen und Phasenänderungen innerhalb der ganzen Rückkopplungsschleife weitgehend vermieden werden. Als Ursache für solche störenden Einflüsse kommen besonders Änderungen des Verstärkungsgrades und des Phasenwinkels einzelner Stufen des Rückkopplungsverstärkers in Betracht.The invention relates to a feedback generator consisting of a ^ C amplifier and a feedback link. It is known that an oscillation is generated in such a generator with that frequency and amplitude that the phase rotation in the closed feedback path becomes zero and the gain becomes one. The frequency at which this inner Equilibrium results, is therefore to a large extent from all such changes in the operating condition affects what changes in amplitude or phase of the feedback voltage have as a consequence. It follows that the frequency stability of the generated oscillation is essential It depends on the extent that amplitude changes and phase changes within the entire feedback loop can be largely avoided. As the cause of such disruptive influences In particular, changes in the degree of gain and the phase angle of individual stages of the Feedback amplifier into consideration.

Zur weitgehenden Vermeidung solcher Änderungen ist es bereits bekannt, den Verstärker als i?C~Verstärker auszubilden und das frequenzbestimmende Glied in Gestalt eines Parallelschwingungskreises oder eines piezoelektrischen Resonators nur lose an die Röhrenstufe oder Röhrenstufen des Verstärkers anzukoppeln (deutsche Patentschrift 361 383 und französische Patentschrift 981 506). Ferner ist es bekannt, die Kopplungselemente des RC-Verstärkers so zu bemessen, daß der Phasenwinkel des Verstärkers durch Änderungen der Röhreneigenschaften, besonders beim Auswechseln von Röhren, möglichst wenig geändert wird (deutsche Patentschrift 892 776). Es ist auch bekannt, zur Konstanthaltung des Verst'arkungsgradeis die Anodenspannung einer Senderanordnung zu stabilisieren (deutsche Patenschrift 537 197).To avoid such changes as far as possible, it is already known to design the amplifier as an i? C amplifier and to couple the frequency-determining element in the form of a parallel oscillation circuit or a piezoelectric resonator only loosely to the tube stage or stages of the amplifier (German patent specification 361 383 and French patent specification 981 506). It is also known to dimension the coupling elements of the RC amplifier so that the phase angle of the amplifier is changed as little as possible by changes in the tube properties, especially when changing tubes (German patent specification 892 776). It is also known to stabilize the anode voltage of a transmitter arrangement in order to keep the gain constant (German patent 537 197).

Selbst bei gleichzeitiger Anwendung der genannten bekannten Maßnahmen ergeben sich noch merkliche Änderungen der Frequenz, welche durch Amplitudenänderungen, also vorwiegend durch Änderungen des Verstärkungsgrades im Rückkopplungsverstärker, verursacht werden. Untersuchungen haben ergeben, daß ein großer Anteil dieser noch störenden Amplitudenänderungen in der ausgangseitigen Röhre des Verstärkers hervorgerufen werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von der ausgangseitigen Röhre bzw. der Endröhre des Verstärkers verursachten Amplitudenänderungen herabzusetzen und dadurch die Frequenzstabilität von Rückkopplungsgeneratoren weiter zu verbessern. Erfindungsgemäß wird dazu die als Schaltröhre ausgebildete Endröhre des Verstärkers so ausgesteuert, Rückgekoppelter Generator,Even when the known measures mentioned are used at the same time, there are still noticeable measures Changes in the frequency caused by changes in amplitude, i.e. mainly by changes in the Gain in the feedback amplifier. Investigations have shown that a large proportion of these still disturbing amplitude changes in the output-side tube of the amplifier. The invention is based on the object of the output side Reduce the amplitude changes caused by the tube or the end tube of the amplifier and thereby to further improve the frequency stability of feedback generators. According to the invention, the end tube of the amplifier, which is designed as a switching tube, is controlled in such a way that Feedback generator

der aus einem RC-Verstärkerthe one from an RC amplifier

und einem Rückkopplungsglied bestehtand a feedback member

Anmelder:Applicant:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken G. mb H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr.-Ing. Paul Kotowski, Neu-Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Paul Kotowski, Neu-Ulm / Danube,
has been named as the inventor

daß sie einen Anodenstrom von annähernd rechteckförmigem Kurvenverlauf abgibt, und außerdem ihr Außenwiderstand gleich ihrem zehn- bis hundertfachen Innenwiderstand gewählt. Durch diese Art der Aussteuerung der Endröhre und die besondere Bemessung ihres Außenwiderstandes wird erreicht, daß der Strom in der Endröhre bei leitendem Zustand der Röhre praktisch allein von der Größe des Außen-Widerstandes abhängig ist, während er bei nichtleitendem Zustand der Röhre immer Null ist. Daher werden von der Endröhre ausgehende StörungseinflüsiSe, welche die Frequenzstabilität der Anordnung beeinträchtigen, weitgehend ausgeschaltet.that it emits an anode current of approximately rectangular shape, and also you External resistance chosen to be equal to ten to one hundred times the internal resistance. Through this kind of Control of the output tube and the special dimensioning of its external resistance is achieved that the current in the end tube when the tube is conducting is practically solely dependent on the size of the external resistance is dependent, while it is always zero in the non-conductive state of the tube. Therefore are interference influences emanating from the output tube, which affect the frequency stability of the arrangement, largely eliminated.

Es sei erwähnt, daß die Maßnahme der Rechteckaussteuerung der Endröhren von Verstärker- und Senderschaltungen an sich zu dem Zweck bekannt ist, den Wirkungsgrad der Energieumsetzung zu erhöhen. Im Falle des rückgekoppelten Generators nach der Erfindung ist jedoch der Zweck nicht eine Steigerung des Wirkungsgrades, sondern eine Verbesserung der Frequenzstabilität. Diese wird durch die Rechteckaussteuerung in Verbindung mit einer solchen Bemessung des Außenwiderstandes erzielt, daß zwar die der Endstufe entzogene Leistung verhältnismäßig gering ist, daß aber die ausgesteuerten Amplituden des Stromes und der Spannung im Außenwiderstand von Änderungen der Röhreneigenschaften praktisch nicht mehr beeinflußt werden.It should be mentioned that the measure of the square wave control the output tubes of amplifier and transmitter circuits is known per se for the purpose, to increase the efficiency of energy conversion. In the case of the generator with feedback However, the purpose of the invention is not to increase the efficiency, but to improve it the frequency stability. This is achieved through the rectangular modulation in conjunction with a such a dimensioning of the external resistance achieved that although the power withdrawn from the output stage is proportionate is low, but that the controlled amplitudes of the current and the voltage in the external resistance are practically no longer influenced by changes in the tube properties.

In der Zeichnung sind in den Abb. 1 und 2 Ausführungsbeispiele rückgekoppelter Generatoren nach der Erfindung in Form von Schaltbildern dargestellt. Abb. 1 zeigt einen vierstufigen RC-Verstärker, von dessen Endröhre zwei Ausgänge zur Abnahme derIn the drawing, in Figs. 1 and 2, exemplary embodiments of feedback generators according to the invention are shown in the form of circuit diagrams. Fig. 1 shows a four-stage RC amplifier, two outputs from the output tube for the acceptance of the

509 83Τ/Ϊ12509 83Τ / Ϊ12

erzeugten Wechselspannungen abgezweigt sind. Die Klemme »Ausgang 1« ist über einen Kondensator mit der Anode, die Klemme »Ausgang 2« über einen anderen Kondensator mit de,r Kathode der Endröhre verbunden. Der Widerstand Raq, welcher einen Teil 5 des Außenwiderstandes der Endröhre bildet, dient dazu, die den Quarzkristall Q enthaltende Rückkopplungsverbindung an den Ausgang der Endröhre in geeigneter Weise anzuschließen. Am anderen Ende der Rückkopplungsverbindung ist der Grad der Ankopplung durch die Größe des Widerstandes Rgq bestimmt. Für die Erreichung einer möglichst hohen Frequenzstabilität ist es günstig, wenn die Summe der Ankopplungswiderstände Raq und Rgq kleiner als 10% des Quarzverlustwiderstandes ist. Die Belastung des Quarzes bleibt dann genügend klein, so daß die Verlustwärme nicht zu störenden Temperaturänderungen des Quarzes führt. Bei Anwendung der Erfindung läßt sich mit der in Abb. 1 dargestellten Schaltung ein Maß der Frequenzstabilität erreichen, welches es erlaubt, den Alterungseinfluß bei Quarzresonatoren zu bestimmen.generated alternating voltages are branched off. The »output 1« terminal is connected to the anode via a capacitor, the »output 2« terminal to the cathode of the output tube via another capacitor. The resistor Raq, which forms part 5 of the external resistance of the end tube, serves to connect the feedback connection containing the quartz crystal Q to the output of the end tube in a suitable manner. At the other end of the feedback connection, the degree of coupling is determined by the size of the resistor Rgq . In order to achieve the highest possible frequency stability, it is advantageous if the sum of the coupling resistances Raq and Rgq is less than 10% of the quartz loss resistance. The load on the quartz then remains sufficiently small that the heat loss does not lead to disruptive temperature changes in the quartz. When the invention is used, the circuit shown in FIG. 1 can achieve a degree of frequency stability which allows the influence of aging on quartz resonators to be determined.

Abb. 2 zeigt eine Generatorschaltung, mit welcher bei Anwendung der Erfindung auch ohne Anwendung eines Quarzes in der Rückkopplung hohe Grade der Frequenzstabilität erreichbar sind. Der RC-Verstärker ist dabei nur zweistufig ausgebildet. Die Rückkopplung erfolgt über einen Parallelschwingungskreis, der untersetzt, d. h. im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles mit nur einem Teil der Schwingungskreisinduktivität, an das erste Gitter und die letzte Anode angekoppelt ist.Fig. 2 shows a generator circuit with which, when using the invention, high degrees of frequency stability can be achieved even without using a quartz in the feedback. The RC amplifier is only designed in two stages. The feedback takes place via a parallel oscillating circuit, which is reduced, ie in the case of the illustrated embodiment with only part of the oscillating circuit inductance, is coupled to the first grid and the last anode.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Feedback generator, which consists of an i? C-Versitarker and a feedback element consists, characterized in that the end tube preferably designed as a switching tube of the Amplifier is controlled so that it has an anode current of approximately rectangular And that its external resistance is equal to ten to one hundred times its internal resistance is chosen.

2. Generator according to claim 1, characterized in that the anode voltage is stabilized.

3. Generator according to claim 1 with a quartz as the feedback element, characterized in that the sum of the coupling resistances is less than 10% of the quartz loss resistance.

4. Generator according to claim 1, characterized in that the feedback via a Parallel oscillation circuit takes place, which is reduced to the first grid and the last anode coupled is.

Considered publications:
German Patent Nos. 555 378, 603 006, 383, 537 197, 404 179, 905 151;
French Patent No. 981 506;
U.S. Patent No. 2,498,711.

1 sheet of drawings