DE1116746B

DE1116746B - Automatic control circuit for intermediate frequency amplifiers with a large bandwidth

Info

Publication number: DE1116746B
Application number: DEST14160A
Authority: DE
Inventors: Oskar Bettinger
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-08-22
Filing date: 1958-08-22
Publication date: 1961-11-09

Description

Selbsttätige Regelschaltung für Zwischenfrequenzverstärker großer Bandbreite Die Erfindung betrifft eine automatische Regelschaltung für breitbandige Zwischenfrequenzverstärker, bei der zur Erzielung eines großen Regelumfanges außer der Gittervorspannung von Röhren der Widerstand eines dämpfenden Netzwerkes verändert wird.Automatic control circuit for intermediate frequency amplifiers large Bandwidth The invention relates to an automatic control circuit for broadband Intermediate frequency amplifier, except in the case of which to achieve a large control range the grid prestress of tubes changes the resistance of a damping network will.

Es ist bereits durch die deutsche Patentschrift 690 807 bekannt, bei Empfängerschaltungen die herkömmliche Verstärkungsreglung durch Änderung der Gittervorspannung durch eine zusätzliche Steuerung eines stromabhängigen Widerstandes, der in der Antennenankopplungsschaltung als Glied eines Spannungsteilers dient, in ihrer Wirkung zu ergänzen.It is already known from the German patent 690 807 at Receiver circuits the conventional gain control by changing the grid bias by an additional control of a current-dependent resistor, which is in the Antenna coupling circuit serves as a member of a voltage divider, in its effect to complete.

Die Verwendung von steuerbaren Strom- bzw. spannungsabhängigen Widerständen in Antennenverteilerschaltungen ist außerdem auch durch die britische Patentschrift 511095 und durch die deutsche Auslegeschrift 1007 822 bekannt.The use of controllable current or voltage-dependent resistors in antenna distribution circuits is also also covered by the British patent 511095 and known from the German Auslegeschrift 1007 822.

Zwischenfrequenzverstärker großer Bandbreite benutzen als Kopplungsnetzwerke zwischen den Verstärkerröhren in den meisten Fällen Bandfilter. Um das Produkt aus Bandbreite und Verstärkung nicht zu reduzieren, werden dabei die Bandfilter oft nur mit den Röhrenkapazitäten abgestimmt. Es ist bekannt, die Höhe der Verstärkung durch Verändern der negativen Gittervorspannung derVerstärkerröhren zu regeln. Nun besitzen aber moderne steile Breitbandverstärkerröhren in besonderem Maße de=s Nachteil, daß ihre Gittereingangskapazität und ihr Gittereingangswiderstand Funktionen der Gittervorspannung bzw. des Anodenstromes sind. Damit ergeben sich insbesondere für bandfiltergekoppelte Verstärker Schwierigkeiten, die Übertragungskurve des Verstärkers bei Veränderung der Gittervorspannung konstant zu halten.Large bandwidth intermediate frequency amplifiers are used as coupling networks band filters in most cases between the amplifier tubes. To get the product out Band filters are often used to avoid reducing bandwidth and gain only matched with the tube capacities. It is known the amount of gain by changing the negative grid bias of the amplifier tubes. so but modern steep broadband amplifier tubes have a particular disadvantage, that their grid input capacitance and their grid input resistance functions of the Grid bias or the anode current. This results in particular for Band-filter coupled amplifier difficulties in the transfer curve of the amplifier to keep constant when changing the grid tension.

Es ist bereits bekannt, zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten eine oder zwei Stufen eines Verstärkers extrem stark zu bedämpfen und nur an diesen stark bedämpften Stufen die Verstärkungsregelung vorzunehmen. Aber auch hier sind die Nachteile noch groß, denn extrem bedämpfte Stufen tragen kaum noch zur Verstärkung bei, auch ist es fraglich, ob mit einer oder zwei solcher Stufen ein Regelumfang von beispielsweise 40 dB und mehr erreicht werden kann.It is already known to eliminate these difficulties one or two stages of an amplifier to be attenuated extremely strongly and only strongly at these attenuated stages to carry out the gain control. But they are here too The disadvantages are still great, because extremely damped levels hardly contribute to amplification in the case of, it is also questionable whether one or two such levels are a rule of, for example, 40 dB and more can be achieved.

Weiterhin sind Regelschaltungen für Rundfunkempfänger bekannt, bei denen ein spannungs- bzw. stromabhängiger Widerstand zum Schwingkreis parallel geschaltet und in Abhängigkeit von der Regelspannung mehr oder weniger stark bedämpft wird, so daß sich der Verstärkungsfaktor insgesamt in Abhängigkeit von der Regelspannung verändert. Dabei muß jedoch die hochohmige Regelspannungsquelle, beispielsweise mit Hilfe eines zusätzlichen Kathodenverstärkers, in eine niederohmige Spannungsquelle umgewandelt werden, um den spannungs- bzw, stromabhängigen Widerstand wirksam beeinflussen zu können. Außerdem wird von derartigen Regelschaltungen zum Zweck der Schwingkreisbedämpfung Gebrauch gemacht, um mit einsetzender Regelung eine Bandverbreiterung des Verstärkers zu erzielen. Im Gegensatz dazu soll aber bei Breitbandverstärkern ein möglichst großer Regelumfang bei konstanten Übertragungseigenschaften erreicht werden.Furthermore, control circuits for radio receivers are known at where a voltage- or current-dependent resistor is connected in parallel to the resonant circuit and is damped to a greater or lesser extent depending on the control voltage, so that the gain factor as a whole depends on the control voltage changes. However, the high-resistance control voltage source, for example with the help of an additional cathode amplifier, into a low-resistance voltage source can be converted to effectively influence the voltage or current-dependent resistance to be able to. In addition, control circuits of this type are used for the purpose of damping the resonant circuit Use was made to broaden the bandwidth of the amplifier with the onset of regulation to achieve. In contrast to this, with broadband amplifiers a large control range can be achieved with constant transmission properties.

Mit der Erfindung wird nun eine automatische Regelschaltung für breitbandige Zwischenfrequenzverstärker angegeben, bei der vorzugsweise nur die ersten beiden Verstärkerröhren in bekannter Weise geregelt werden und bei der zu dem an der Anode der ersten Regelröhre erscheinenden Eingangswiderstand des Kopplungsvierpols ein regelbares Netzwerk als rein ohmscher Dämpfungswiderstand parallel geschaltet ist.With the invention, an automatic control circuit for broadband Intermediate frequency amplifier specified, in which preferably only the first two Amplifier tubes are regulated in a known manner and with the one at the anode input resistance of the coupling quadrupole appearing on the first control tube controllable network is connected in parallel as a purely ohmic damping resistor.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk durch die Differenz zwischen dem Kathodenstrom mindestens einer geregelten und dem mindestens einer ungeregelten Röhre derart gesteuert wird, daß es im geregelten Zustand einen niedrigen Widerstand und im ungeregelten Zustand einen hohen Widerstand aufweist.The invention is characterized in that the network through the Difference between the cathode current at least one regulated and the at least an unregulated tube is controlled in such a way that there is a has low resistance and in the unregulated state has a high resistance.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Dem Steuergitter der Röhre Röl wird das breitbandige zwischenfrequente Signal zugeführt und über den Kopplungs-Kondensator C4 und den Widerstand R4 an den aus der Gittereingangskapazität C° der folgenden Röhre (gestrichelt dargestellt), der Induktivität L1 und der Kapazität C, bestehenden Kopplungsvierpol weitergeleitet, der durch den Widerstand R5 mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen ist. Dieser Kopplungsvierpol ist über den Kondensator C3 mit dem Steuergitter der zweiten Verstärkerröhre Rö, verbunden. An Stelle des Kopplungsvierpols kann natürlich jede Koppelanordnung verwendet werden, deren Eingangswiderstand über das Übertragungsband reell und konstant bleibt. Den Röhren wird die Anodenspannung über die Drosseln D11 bzw. D,., und die-Regelspannung -U, über die Widerstände.k9 1 bzw.R9- , zugeführt. Der Kurzschluß der Hochfrequenzkreise wird jeweils durch die Durchgangskondensatoren C, bis Cio bewirkt.The invention is based on the drawing, which shows an embodiment represents, explained in more detail. The control grid of the Röl tube is given the broadband intermediate frequency signal supplied and via the coupling capacitor C4 and the resistance R4 to that from the grid input capacitance C ° of the following Tube (shown in dashed lines), the inductance L1 and the capacitance C, existing Coupling quadrupole passed through the resistor R5 with its characteristic impedance is completed. This quadrupole coupling is via the capacitor C3 to the control grid of the second amplifier tube Rö. Instead of the coupling quadrupole, Of course, any coupling arrangement can be used whose input resistance exceeds the Transmission band remains real and constant. The anode voltage is applied to the tubes the chokes D11 or D,., and the control voltage -U, via the resistors k9 1 or R9- , fed. The short circuit of the high frequency circuits is caused by the through capacitors C until Cio effected.

Das zwischen dem zur Gleichstromtrennung dienenden Kondensator Cl und Masse liegende Netzwerk N stellt einen rein ohmschen Querzweig zu dem über den Widerstand R4 angeschlossenen Eingang des Kopplungsvierpols dar. Sein regelbarer Widerstand bestimmt die am Eingang des Kopplungsvierpols auftretende Spannung.The between the serving for direct current separation capacitor Cl and ground network N represents a purely ohmic shunt branch to the one above the Resistor R4 connected input of the coupling quadrupole. Its controllable Resistance determines the voltage occurring at the input of the coupling quadrupole.

Dieses Netzwerk besteht aus zwei parallel liegenden und einseitig miteinander verbundenen, zueinander entgegengesetzt gepolten Dioden Dl und D2, die über je einen Widerstand R., bzw. R3 mit Masse verbunden sind. An Stelle der Dioden D1 und D2 können auch spannungs- oder stromabhängige Widerstände, beispielsweise Heißleiter verwendet werden.This network consists of two parallel and one-sided interconnected, oppositely polarized diodes Dl and D2, the are connected to ground via a resistor R. or R3. Instead of the diodes D1 and D2 can also be voltage or current dependent resistors, for example NTC thermistors are used.

Der Kathodenstrom einer oder zweier (gestrichelt gezeichnet) geregelter Röhren wird über die Hochfrequenzdrossel D,.3 und den Widerstand R2 und der Kathodenstrom mindestens einer ungeregelten Röhre über die Hochfrequenzdrossel D14 und den Widerstand R3 nach Masse geleitet. Der gesamte Kathodenwiderstand der Röhre 1 ergibt sich demnach zu R1 + R2. Die Differenz der Spannungsabfälle an R? bzw. R3 bestimmt die Vorspannung für die Dioden. Sorgt man dafür, daß im nichtgeregelten Zustand der Strom durch den Widerstand R2 mindestens gleich dem Strom durch den Widerstand R3 ist. so sind die Dioden mit der Differenzspannung zwischen R2 und R3 gesperrt. Das Netzwerk weist also keinen hohen Widerstand auf. Im geregelten Zustand werden die Kathodenströme der geregelten Röhren geringer und damit auch der Spannungsabfall an dem Widerstand R2. Da der Strom der nichtgeregelten Röhren über den Widerstand R3 konstant bleibt, polt sich die Differenzspannung an R2/R3 um, die Dioden werden leitend, und das Netzwerk wird niederohmig. Bei kleiner werdendem Netzwerkwiderstand wird die aus der Kapazität C2 und dem Netzwerkwiderstand N bestehende Gesamtimpedanz kapazitiver, so daß neben der zusätzlichen Verstärkungsregelung auch die bei der normalen Regelung durch die Veränderung der Gitterkapizität Cg hervorgerufene Abweichung die Übertragungskurve zumindest teilweise wieder aufgehoben wird.The cathode current of one or two (shown in dashed lines) is regulated Tubing is via the high frequency choke D, .3 and the resistor R2 and the cathode current at least one unregulated tube across the high frequency choke D14 and the resistor R3 routed to ground. The total cathode resistance of the tube 1 results accordingly to R1 + R2. The difference in voltage drops across R? or R3 determines the preload for the diodes. One ensures that in the non-regulated state the current through the resistor R2 is at least equal to the current through the resistor R3. so are the diodes blocked with the differential voltage between R2 and R3. The network points so there is no high resistance. In the regulated state, the cathode currents are of the regulated tubes and thus also the voltage drop across the resistor R2. Since the current of the non-regulated tubes remains constant via resistor R3, the polarity of the differential voltage at R2 / R3 reverses, the diodes become conductive, and that Network becomes low resistance. As the network resistance decreases, the becomes off the capacitance C2 and the network resistance N existing total capacitive impedance, so that in addition to the additional gain control also that of the normal control the deviation caused by the change in the lattice capacity Cg the transfer curve is at least partially repealed.

Durch entsprechende Wahl der Größe des Serienwiderstandes R4, der etwa in der Größenordnung des niederohmigen Durchlaßwiderstandes des Netzwerkes liegt, kann der Regelumfang dimensioniert werden. Für die Bemessung dieses Widerstandes sind folgende Gesichtspunkte maßgebend: Zur Erzielung eines großen Regelumfanges muß der Widerstand R4 möglichst groß gewählt werden. Ein großer Widerstand R4 hat jedoch den Nachteil, daß im nichtgeregelten Zustand, also bei einem hochohmigen Netzwerk, der schädliche Einfluß der Anodendrossel D,.1 und der Anodenkapazität der Röhre 1 für die Übertragungskurve stärker in Erscheinung tritt. Wenn man allerdings berücksichtigt, daß in diesem Falle wegen des schlechteren Rauschabstandes eine Erhöhung der Verzerrungen kaum ins Gewicht fällt, kommt diesem Nachteil nur eine geringe Bedeutung zu.By appropriate choice of the size of the series resistor R4, the roughly in the order of magnitude of the low-ohmic forward resistance of the network the scope of regulation can be dimensioned. For the measurement of this resistance The following aspects are decisive: To achieve a large range of rules the resistor R4 must be chosen as large as possible. Has a great resistor R4 however, the disadvantage that in the non-regulated state, so with a high resistance Network, the harmful influence of the anode choke D, .1 and the anode capacitance the tube 1 for the transfer curve is more noticeable. If you can takes into account that in this case, because of the poor signal-to-noise ratio Increasing the distortion hardly matters, there is only one disadvantage to this little importance too.

Da ferner bei gesperrten Dioden infolge des eingespeisten Stromes lediglich eine zusätzliche Spannung am Widerstand R4 auftritt, welche man der geforderten Bandbreite wegen nicht ausnutzen kann, ist zweckmäßig der Widerstand R4 so zu wählen, daß er nicht in die Maximalverstärkung mit eingeht. Der Widerstand R4 muß also wesentlich kleiner als der Innenwiderstand der Röhre sein, damit diese als reine Penthode mit eingeprägtem Strom arbeitet.Since also with blocked diodes as a result of the fed current only an additional voltage occurs across resistor R4, which is what is required Due to the bandwidth not being used, it is advisable to choose the resistor R4 so that that it does not go into the maximum gain. The resistor R4 must therefore be essential must be smaller than the internal resistance of the tube, so that it can function as a pure penthode impressed current works.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic control circuit for IF amplifiers large bandwidth in which the first amplifier tubes, preferably the first amplifier tube, be regulated by changing the grid bias and in the to the at the Input resistance of a coupling network appearing at the anode of the first regulating tube a controllable network connected in parallel as a purely ohmic damping resistor is characterized in that the network is determined by the difference between the cathode current at least one regulated tube and the at least one unregulated tube controlled in this way that there is a low resistance in the regulated state and in the unregulated state State has a high resistance.

2. Automatic control circuit according to claim 1, characterized in that the controllable network (N) consists of two parallel and diodes connected to one another on one side and polarized opposite to one another (Dl, DZ) or other suitable voltage or current-dependent resistors which are connected to ground via a resistor (R2 or R3) each, of which one (R2) of the cathode current at least one regulated tube and the other (R3) the cathode current flows through at least one unregulated tube, and that the difference between the two resistors acting as a bias voltage for the diodes resulting voltage drops is set so that the diodes in the unregulated Locked state and become conductive in the regulated state. Considered Publications: German Patent No. 690 807; German interpretative document no. 1007 822; British Patent No. 511095.