DE651989C

DE651989C - High-frequency amplifiers that can be tuned over a larger frequency range

Info

Publication number: DE651989C
Application number: DER85145D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1931-06-12
Filing date: 1932-06-14
Publication date: 1937-10-22

Description

Über einen größeren Frequenzbereich abstimmbarer Hochfrequenzverstärker Um den Verstärkungsfaktor eines Rundfunkempfängers bei verschiedenen Frequenzen gleichmäßig erhalten zu können, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die abgestimmte Eingangsröhre mit der folgenden Röhre über eine aus Reiheninduktanzen und Parallelkapazitäten bestehende künstliche Leitung mit induktiver Ankopplung gekoppelt, deren elektrische Länge für die untere Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches gleich einem ungeraden Vielfachen, für die obere Grenzfrequenz gleich einem geraden Vielfachen der Viertelwellenlängen dieser Grenzfrequenzen ist.High-frequency amplifier tunable over a larger frequency range About the amplification factor of a radio receiver at different frequencies According to the present invention, being able to obtain uniformly becomes the tuned Input tube with the following tube via one of series inductances and parallel capacitances existing artificial line coupled with inductive coupling, its electrical Length for the lower limit frequency of the transmission range is an odd one Multiples, for the upper limit frequency, equal to an even multiple of the quarter wavelengths this is limit frequencies.

Auf der Zeichnung zeigt Abb. i einen bekannten Kettenleiter zur Energieübertragung, Abb. 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung. Abb. i zeigt eine Hochfrequenzübertragungsleitung mit gleichförmig verteilter Reiheninduktanz und Parallelkapazität. Die Leitung besteht aus den parallelen Leitern i und 2, von denen i die gleichmäßig gewickelte Induktanz L enthält. Die gleichmäßig verteilten Nebenschlußkapazitäten werden durch die punktierten Kondensatoren C dargestellt. Naturgemäß brauchen nicht besondere Spulen in der Leitung i vorgesehen zu werden, da zwei parallele Leiter eine bestimmte Reiheninduktanz und Parallelkapazität besitzen. Die Eingangsklemmen der Übertragungsleitung sind an einen Spannungsgenerator e mit dem inneren Widerstand R1 angeschlossen, während R2 die Belastung am anderen Ende der Leitung darstellt.In the drawing, Fig. I shows a known chain ladder for energy transmission, Fig. 2 shows a circuit according to the invention. Fig. I shows a radio frequency transmission line with uniformly distributed series inductance and parallel capacitance. The line exists from the parallel conductors i and 2, of which i is the evenly wound inductance L contains. The evenly distributed shunt capacitances are indicated by the dotted Capacitors C shown. Naturally, there is no need for special coils in the line i intended to be given since two parallel conductors have a certain series inductance and have parallel capacity. The input terminals of the transmission line are connected to a voltage generator e with the internal resistor R1, while R2 represents the load at the other end of the line.

Die Wirkungsweise einer solchen Übertragungsleitung ist bekannt, und es sollen nur diejenigen Merkmale beschrieben. werden, die für das Wesen der vorliegenden Erfindung in Frage kommen.The operation of such a transmission line is known, and only those features are to be described. be responsible for the essence of the present Invention come into question.

Diese Merkmale sind folgende.These characteristics are as follows.

i. Der Wellenwiderstand einer Übertragerleitung gemäß Abb. i oder 2 läßt sich durch den Ausdruck definieren, wo i der Betrag der Reiheninduktivität in der übertragerleitung in Henry pro Zentimeter Leitungslänge ist und c der Betrag der Parallelkapazität pro Zentimeter Leitungslänge in Farad.i. The characteristic impedance of a transmission line according to Fig. I or 2 can be defined by the expression where i is the amount of series inductance in the transmission line in henries per centimeter of line length and c is the amount of parallel capacitance per centimeter of line length in farads.

2. Will man einen Maximalbetrag von Energie auf einen Belastungswiderstand R2 (Abb. i) über eine beliebige Länge der Leitung übertragen, so muß man dm Ausgang der Leitung mit dieser Belastung über einen Transformator verbinden, um den Außen.-... widerstand Rs an -den Wellenwiderstand dWx Leitung anzupassen: dabei muß man außei#-dem die Eingangsklemmen der Leitung rrl.it' dem Generator e über einen Transformator verbinden, um auch eine Anpassung des Widerstandes R, an den Wellenwiderstand der Leitung zu erzielen. .2. One wants a maximum amount of energy on a load resistor R2 (Fig. I) over any length of line transferred so you have to connect the output of the line with this load via a transformer, in order to adapt the external.-... resistance Rs to the characteristic impedance dWx line: In doing so, one must also # -dem the input terminals of the line rrl.it 'to the generator e Connect via a transformer to also adjust the resistor R, to to achieve the wave resistance of the line. .

3.. Der Ausgangstransformator kann weggelassen werden, wenn die Leitung ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge der Betriebswelle lang ist und wenn der Wellenwiderstand der Leitung so gewählt wird, daß er beträgt. Auch in diesem Falle ist die Leitung angepaßt.3 .. The output transformer can be omitted if the line is an odd multiple of a quarter wave length of the operating wave and if the characteristic impedance of the line is chosen so that it amounts to. In this case, too, the line is adapted.

Ist die Übertragerleitung ein geradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge lang, so erscheint der Ausgangswiderstand R2 am Anfang der Leitung als Eingangswiderstand, unabhängig von dem Wellenwiderstand der Leitung.The transmission line is an even multiple of a quarter wavelength long, the output resistance R2 appears at the beginning of the line as input resistance, regardless of the wave resistance of the line.

Abb. 2 zeigt eine Schaltung, die von diesen Grundsätzen Gebrauch macht.Fig. 2 shows a circuit that makes use of these principles.

.Die Antenne A ist durch den Transformator NI mit dem Eingang 3, 4 der Röhre i' verbunden.The antenna A is through the transformer NI with the input 3, 4 connected to the tube i '.

Die Anode der Röhre i' ist mit deren Kathode durch den Leiter i der Abb. i, die Primärwicklung L1, den Leiter 2 der Abb. i und eine Spannungsquelle B verbunden. Zwischen der Anode von i' und der unteren Seite des Drehkondensators 4 ist ein Neutrokondensator 5 angeordnet. Die negative Gittervorspannung wird von einer Batterie 6 geliefert, deren positiver Pol mit der Kathode und deren negativer Pol über einen Widerstand von 300 Ohm mit dem Mittelpunkt der Spule 3 verbunden ist.The anode of the tube i 'is connected to its cathode by the conductor i of FIG. I, the primary winding L1, the conductor 2 of FIG. I and a voltage source B. A neutro-capacitor 5 is arranged between the anode of i 'and the lower side of the rotary capacitor 4. The negative grid bias voltage is supplied by a battery 6, the positive pole of which is connected to the cathode and the negative pole of which is connected to the center of the coil 3 via a resistor of 300 ohms.

Die zweite Hochfrequenzverstärkerstufe enthält die Röhre 2', deren Eingangsspule L2 mit der Spule L1 gekoppelt ist und mit einem Drehkondensator q' verbunden ist, der mit dem Kondensator 4 durch das Gestänge 8 gekuppelt ist. 6' ist die Gitterbatterie, B' die Anodenbatterie. -In einem Verstärker, bei dem die frequenzabhängige Leitung i, 2 fehlt, ist die von der ersten auf die zweite Röhre übertragene Leistung abhängig von dem Kopplungsgrad des Transformators L1, L2. Bei loser Kopplung kann keine große Verstärkung erreicht werden. Anders liegen die Verhältnisse bei Einfügen der Leitung i, 2. Wird die Leitung so gewählt, daß sie eine elektrische Länge von 9.%4 oder einen ungeraden Vielfachen von A,/4 der zu übertragenden Welle besitzt und wenn weiterhin der Wellenwiderstand dieser Leitung gleich der Quadratwurzel aus dem Produkt des Eingangswiderstandes und des Abschlußwiderstandes ist, so wird die betreffende Frequenz mit maximaler Ver-_e.tärkung übertragen, unabhängig von -dem Kopplungsgrad der Spulen L1, L2. Der Abkhlußwiderstand wird zwischen den Klemnien a und b von L1 gemessen, wobei der Sekundärkreis L24' auf Resonanz abgestimmt wird.The second high-frequency amplifier stage contains the tube 2 ', whose Input coil L2 is coupled to coil L1 and with a variable capacitor q ' which is coupled to the condenser 4 by the linkage 8. 6 ' is the grid battery, B 'the anode battery. -In an amplifier where the frequency-dependent line i, 2 is missing, is the one from the first to the second tube transmitted power depending on the degree of coupling of the transformer L1, L2. at With loose coupling, no great gain can be achieved. The situation is different when inserting the line i, 2. If the line is chosen so that it is an electrical Length of 9.% 4 or an odd multiple of A, / 4 of the wave to be transmitted and if the wave resistance of this line continues to be equal to the square root from the product of the input resistance and the terminating resistance, then becomes transmit the frequency in question with maximum gain, regardless of -the degree of coupling of the coils L1, L2. The cooling resistance is between the clamps a and b measured from L1, the secondary circuit L24 'being tuned to resonance.

Für die doppelte Frequenz der im obigen Beispiel betrachteten Welle beträgt die Länge der Leitung i, 2 aber ein Vielfaches der halben Wellenlänge, so daß, wie oben unter 4. gezeigt, die Leitung keine Rolle mehr spielt und der Abschlußwiderstand der Leitung als Eingangswiderstand erscheint, unabhängig von dem Wellenwiderstand der Leitung. Die doppelte Frequenz wird daher mit einer von dem Kopplungsgrad des Transformators L, L2 abhängigen Verstärkung übertragen.For twice the frequency of the wave considered in the example above but if the length of the line i, 2 is a multiple of half the wavelength, then that, as shown above under 4., the line and the terminating resistor no longer play a role of the line appears as input resistance, regardless of the wave resistance the line. The double frequency is therefore with one of the coupling degree of the Transformer L, L2 dependent gain transmitted.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, bei einem festgelegten Verstärkungsgrad der Hohen Frequenzen, die niederen Frequenzen anzuheben. und mit größerer Verstärkung zu übertragen. Da in normalen Verstärkern die hohen Frequenzen meistens bevorzugt werden, während die tiefen abfallen, gibt die Erfindung ein Mittel an die Hand, .die Verstärkung im wesentlichem frequenzunabhängig zu gestalten.The arrangement according to the invention makes it possible at a fixed Gain of the high frequencies to raise the lower frequencies. and with greater gain to transmit. Because in normal amplifiers the high frequencies mostly preferred, while the lows drop, the invention gives a means at hand to make the gain essentially frequency-independent.

Es werde z. B. verlangt, daß der Verstärkungsgrad bei 6oo kHz und bei 12oo kHz gleich sei. Der Transformator Li, L2 sei so gewählt, daß die Verstärkung bei 12oo kHz maximal ist. Ohne die erfindungsgemäße Leitung würde dann die Frequenz von 6oo kHz stark abfallen. Wird nun zwischen die Punkte d, e und a, b eine Leitung eingeschaltet, die ein ungerades Vielfaches von A,/4 der 6oo kHz Welle lang ist und deren Wellenwiderstand gleich dem geometrischen Mittel zwischen dem Innenwiderstand der Röhre i' und dem Transformatoreingangswiderstand, gemessen bei 6oo kHz, ist; so wird auch die Frequenz von 6oo kHz maximal verstärkt.It will z. B. demands that the gain be the same at 600 kHz and at 1200 kHz. The transformer Li, L2 is chosen so that the gain is maximum at 1200 kHz. Without the line according to the invention, the frequency would then drop sharply from 600 kHz. If a line is now connected between points d, e and a, b , which is an odd multiple of A, / 4 of the 600 kHz wave and whose characteristic impedance is measured equal to the geometric mean between the internal resistance of the tube i 'and the transformer input resistance at 600 kHz; in this way the frequency of 600 kHz is also amplified to the maximum.

Da die Leitung für die 12oo kHz-Welle keine Rolle spielt, ist hiermit erreicht, daß der Verstärkungsgrad frequenzunabhängig ist.Since the line does not play a role for the 12oo kHz wave, herewith is achieves that the gain is frequency independent.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die Leitung i, 2 verlustlos sei. Bei einer gedrängten baulichen Ausführung sind aber Verluste nicht zu vermeiden, so daß die Abgleichung der Leitung mit Vorteil nicht durch Berechnung, sondern durch Versuche vorgenommen wird.In the above description it was assumed that the line i, 2 is lossless. In the case of a compact construction, however, there are losses cannot be avoided, so that the alignment of the line is advantageously not carried out by calculation, but is made through experiments.

Claims

PATENT CLAIMS High-frequency amplifier tunable over a larger frequency range, characterized in that to achieve a frequency-constant gain of the exit an amplifier stage with the input circuit of the next stage via a Waveguide is coupled with inductive coupling, the electrical length of which for the lower limit frequency of the transmission range is an odd multiple, for the upper limit frequency equal to an even multiple of the quarter wavelengths this is limit frequencies.