DE709528C

DE709528C - Verstaerker mit negativer Rueckkopplung fuer die Verstaerkung eines ihm aufgedrueckten breiten Frequenzbereiches

Info

Publication number: DE709528C
Application number: DEN30728D
Authority: DE
Inventors: Klaas Posthumus
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1928-09-19
Filing date: 1929-08-02
Publication date: 1941-08-20
Also published as: US1996830A; NL33318C; BE362743A

Description

N30728

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker mit negativer Rückkopplung für die Verstärkung eines ihm aufgedrückten breiten Frequenzbereiches.

Da die Kennlinien der Entladungsröhren gekrümmt sind, zeigt die Gestalt der Kurve der Spannung im Ausgangskreis einer Verstärkerschaltung gegenüber der Spannung im Eingangskreis Abweichungen, die insbesandere bei der Verstärkung von Schallschwingungen unerwünscht sind. Es entstehen dadurch sog. nichtlineare Verzerrungen.

Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zu schaffen, mittels deren die durch die Krümmungen der Röhrenkennlinien bedingten nichtlinearen Verzerrungen vermindert werden.

Gemäß der Erfindung ist zum Zwecke der Verminderung der durch die Krümmungen

ao der Röhrenkennlinien bedingten nichtlinearen Verzerrungen ein Teil der zwischen den Ausgangsklemmen auftretenden Wechselspannung in Gegenschaltung auf den Eingang des Verstärkers zurückgekoppelt und dieser Teil im Vergleich zu dem reziproken Wert des ohne Rückkopplung erzielbaren Verstärkungsgrades so groß, daß die Verstärkung im wesentlichen über den gesamten zu verstärkenden Frequenzbereich auf einen Wert sinkt, der gegenüber der Verstärkung ohne Rückköpplung klein ist.

Es sind an sich Verstärkerschaltungen bekannt, bei denen zur Verhinderung der Selbsterregung eine negative Rückkopplung verwendet wird, und für diesen Zweck genügt eine sehr geringe Rückkopplung. Es sind auch Verstärkerschaltungen bekannt, bei denen mit Hilfe einer negativen Rückkopplung bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche gegenüber anderen bevorzugt bzw. benachteiligt werden, wie z. B. um unerwünschte Verstärkungsmaxima herabzusetzen. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird dagegen für im wesentlichen alle Frequenzen des zu verstärkenden Bereichs ein derart großer Teil der Ausgangsspannung in den Eingangskreis zurückgeführt, daß die Verstärkung auf einen Wert sinkt, der viel

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben vor den:

Klaas Posthiwiiis in Eindhoven, Holland.

geringer als der der ohne eine solche Rückkopplung erzielbaren Verstärkung ist. Erst dadurch kann eine Verstärkung erreicht werden, die in hohem Maße frei von nichtlinear· Verzerrungen ist. Der Umstand, daß gesamte Verstärkung stark herabgesetzt wird jedoch weit von dem Vorteil übertroff, daß die verstärkten Signale nicht verzerrt sind' und daß man Röhren mit verhältnismäßig

ίο kleiner Leistung verwenden kann, da diese bis in die Gebiete der Kennlinienkrümmungen ausgesteuert werden können. Bei den bekannten Schaltungen müssen Röhren mit größerer Leistung verwendet werden, weil bei

«5 diesen immer nur im geradlinigen Gebiet der Kennlinie gearbeitet werden kann.

Weiterhin ist es auch bekannt, zur Verbesserung der Eigenschaften eines Röhrenvoltmeters mittels eines in den Gitterkreis eingeschalteten und vom gleichgerichteten Anodenstrom durchflossenen Widerstandes eines Anodengleichrichters eine vom Anodeinstrom abhängige Spannung in den Gitterkreis einzuführen, um einerseits eine von der Amplitude der zu messenden Wechselspannung abhängige negative Gittervorspannung und andererseits einen besseren linearen Zusammenhang zwischen der Amplitude der zu messenden Wechselspannung und dem gleichzurichtenden Anodenstrom zu erzielen. Die bei dieser Schaltung in den Gitterkreis eingeführte und vom Anodenstrom abhängige Spannung arbeitet der zu messenden Wechselspannung nur während der positiven HaIbperioden entgegen. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird dagegen eine Wechselspannung vom Anodenkreis in den Gitterkreis zurückgeführt, die der zu verstärkenden Wechselspannung sowohl während der positiven als auch während der negativen Halbperioden entgegengesetzt gerichtet ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnäher erläutert, in der zwei Aus-

nuns

führungsbeispiele schematisch dargestellt sind.

In Fig. ι ist eine Einröhrenverstärkerschaltung dargestellt, die eine Verstärkerröhre ι und eine Impedanz 5 enthält. Die zu verstärkende Spannung V₁, z. B. einer Wechselstromquelle 6, wird an das Gitter der Verstärkerröhre 1 angelegt und kann von dieser Röhre 1 derart verstärkt werden, daß die Ausgangsspannvmg V₂ = m · V₁ sein würde, wenn nicht ein Teil der Ausgangsspainnung in den Eingangskreis der Verstärkerröhre zurückgekoppelt wäre. Der in vorstehender Formel angegebene Faktor in stellt eine beliebige, von den Krümmungen der Röhrenkennlinien abhängige Zahl dar und ist deshalb nicht als der bekannte Verstärkungsfaktor aufzufassen. Die Rückkopplung erfolgt nun derart, daß die beiden Spannungen im

Eingangskreis einander entgegengerichtet sind, wodurch die zu verstärkende Spannung

Wert V₁ ~- · F₂ hat, worin ^- . V₂ den _fi

kgekoppelten Teil der Ausgangsspanangibt. . Die Spannung im Ausgangsist also

F., = m · V, S-

oder

Wenn also die mögliche Verstärkung m der gesamten Verstärkerschaltung im Vergleich

zu X groß ist, ist der Faktor ~\r"P i, wodurch : V_n ist. X · V₁ .

Die Verstärkung wird also durch die Konstante X und nicht mehr durch den von den Kennlinienkrümmungan abhängigen Faktor m bestimmt, was bedeutet, daß die durch diese Krümmungen bedingten Verzerrungen stark vermindert sind.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Erfindung zwecks Erzielung einer linearen Verstärkung von langsam schwankenden Spannungen, angewendet ist. Wie bekannt, wird eine solche Spannung, die an die Kontakte 7 und 8 angeschlossen wird, mit Hilfe einer hoch- oder mittelfrequenten, z. B. von einem Oszillator 9 erzeugten Trägerschwingung dadurch verstärkt, daß beide Spannungen an den Eingangskreis einer Entladungsröhre 12 angelegt werden. Ein Kondensator 10 im Eingangskreis der Röhre 12 verhütet einen Kurzschluß der rückgekoppelten, langsam schwankenden Spannung zwischen den Kontakten 7 und 8 über die Selbstinduktion 11. Eine Batterie 21 dient zur Beschaffung der erforderlichen Vorspannung für <"5 das Gitter der Röhre 12, so daß letztere im gebogenen Teil ihrer Kennlinie arbeitet.

Die in der Röhre 12 verstärkten und modulierten Schwingungen werden über die auf die Frequenz der Trägerschwingung abgestimmten Kreise 13 und 14 an das Gitter einer Detektorröhre 15 angelegt. Parallel zu dem Ausgangskreis dieses Detektors liegt ein Kondensator 16, gegebenenfalls mit einer in Reihe geschalteten Selbstinduktion 17, für den Kurz- i»5 schluß der hoch- oder mittelfrequenten Komponente der Ausgangsenergie des Detektors. Zwischen der langsam schwankenden Spannung an den Klemmen eines Widerstandes 18 im Ausgangskreis des Detektors 15 und iao der Spannung zwischen den Kantakten 7 und 8 besteht jedoch kein lineares Verhält-

nis. Dies wird erfrndungsgemäß dadurch erzielt, daß ein Teil der Spannung im Ausgangskreise der gesamten Verstärkerschaltung auf die Primärseite der Schaltung zurückgekoppelt wird, wie in Fig. 2 durch Verbindungslinien 19 und 20 angegeben ist.

Obwohl nur zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, ist die Erfindung an. jeder bekannten' Verstärkerschaltung anwendbar, sowohl bei Schaltungen mit mehreren Stufen als bei Hoch- und Niederfrequenzverstärkerschaltungen mit Transformator-, Widerstand- und Drosselspulenverstärkung.

Wenn jedoch die Zurückführung der Energie in den Eingangskreis nicht erfolgen kann, ohne daß spontane Schwingungen auftreten, müssen ηΐ der Verstärkerschaltung Filterkreise vorgesehen werden, die bestimmte Frequenzen beseitigen.

Claims

Patentanspruch:

Verstärker mit negativer Rückkopplung für die Verstärkung eines ihm aufgedrückten breiten Frequenzbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Verminderung der durch die Krümmungen der Röhrenkennlinien bedingten nichtlinearen Verzerrungen ein Teil der zwischen den Ausgangsklemmen auftretenden Wechselspannung in Gegenschaltuing auf den Eingang des Verstärkers zurückgekoppelt ist und dieser Teil im Vergleich zu dem reziproken Wert des ohne Rückkopplung erzielbaren Verstärkungsgrades so groß ist, daß die Verstärkung im wesentlichen über den gesamten zu verstärkenden Frequenzbereich auf einen Wert sinkt, der gegenüber der Verstärkung ohne Rückkopplung klein ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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