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Fernsehverstärker ,Gegenstand der Erfindung .ist ein Fernsehverstärker
mit Kondensatorwiderstandskopplung, dessen einzelne Stufen mit Kondensatorwiderstandsfiltergliedern
zur Beseitigung von niederfrequenten --Netzspannungsschwa@nkungen (Welligkeitsspannung)
versehen sind.
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Es ist bekannt, daß die Grenze für den Frequenzbereich, .der von .einer-
C-W-Verstärker für Fernsehz@vecke übertragen werden soll, unterhalb .der Bildwechselfrequenz
liegen soll. Diese beträgt für Sendungen mit fortlaufender Abtastung 25 Hertz und
für solche mit Abtastung in Zeilengruppen 50 Hertz. Die Grenzfrequenz-muß
in diesen Fällen ungefähr io bis 2o Hertz betragen. Bei Verstärkern; die für solche
niedrigen Frequenzen bemessen sind, kann man. beobachten, daß Wellngkeiten der Netzspannung,
die die Anodenkreise, des Verstärkers speist,, gleichfalls beträchtlich verstärkt
werden und starke Schwankungen in der Bildhelligkeit auf der Empfängerseite verursachen.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man diese Welligkeiten der Netzspannung
unschädlich machen kann, ohne einen Verlust in der Verstärkung der niederen Frequenzen
zu haben und ohne irgendwelchen zusätzlichen Aufwand. .
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Es ist bereits bekannt, Netzspannungsschwankungen durch Filterglieder
an den einzelnen Verstärkerstufen zu beseitigen. Die Erfindung gibt nun an, wie
diese bekannten Einrichtungen in einfachster Weise in ihrem Wirkungsgrad im Hinblick
auf Spannungsschwankungen (Welligkeitsspannung) sehr niedriger Frequenz verbessert
werden können.
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Erfindungsgemäß werden nun bei einem C-W-Verstärker, dessen einzelne
Stufen in bekannter Weise mit Kondensatorwiderstandsanodenkreisfiltergliedern zur
Beseitigung von Netzspannungssschwankungen (Welligk nitsspannung) versehen sind,
die Zeitkonstante dieser aus Widerstand und Kondensator bestehenden Filterglieder
gleich der Zeitkonstante .der aus Kopplungskondensator und Widerstand bestehenden
Kopplungselemente zwischen den einzelnen Verstärkerstufen gemacht, und gleichzeitig
wird der Verstärkungsgrad jeder Röhre-derart bemessen, daß die Amplitude der im
Anodenkreis einer jeden auftretenden verstärkten Welligkeitsspannung gleich der
Amplitude der über"das jeweilige Anodenkreisfilterglied an die Anode der jeweiligen
Röhre gelangenden Welligkeitsspannung ist. Ferner werden die Filterglieder in bekannter
Weise so angeordnet, daß ,die erste Stufe im Vergleich zu den anschließenden Stufen
die am besten gefilterte Spannung erhält.
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Die Erfindung sei an Hand der Abbilldungen näher erläutert. Abb. i
stellt eine widerstandsgekoppelte Fernse hverstärkerano@rdnung dar; wie sie bei
der Erfindung benutzt wird. Abb. 2 zeigt ein Vektordiagramm zur Klar-
Stellung
der Kompensationswirkung hinsichtlich der störenden Welligkeitsspyannung.
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Die Abb. i zeigt einen dreistufigen C-W-gekoppelten Verstärker mit
den Röhren i, i .a und 1b, den dazugehörigen Anodenwiderstän-.den 2, 2, und 2b,
den Kopplungskondensatoren 31 3a und den Gitterableitwiderständen 4 und 4a. Ferner
wird eine Filterkette, bestehend aus den Filtergliedern 5, 6, 5",.6, lind 5b, 6b,
verwendet, wobei 5, 5" und 5b Ohmsche Widerstände und 6, 6a und 6b Erdungskondensatoren
sind. Diese Filterelemente dienen zur Beruhigung der.Spannungsschwankungen (Welligkeitsspannung)
der Batterie 7, welche die Stromquelle für die Speisung der Stufen ,darstellt und
bei der .durch einen Pfeil ange= deutet ist, @daß -die Spannung dieser Batterie
Schwankungen unterliegt. Diese Batterie 7 kann beispielsweise auch die einem hTetzanschlußgerät
entnommene Spannung sein. Erfindungsgemäß werden nun die elektrischen Dimensionen
der Filterelemente 5, 6, 5a, 6a, 5b, 6b und der Kopplungselemente 3, 4 und 3a, 4a
in der oben angegebenen bestimmten Weise gewählt, so daß bestimmte Bedingungen erfüllt
sind, auf welche im folgenden eingegangen wird.
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Es sei. in Abb. i der Punkt Pa betrachtet und von diesem ausgegangen.
Es wird angenommen, daß an diesem Punkt Pa eine störende Wechselspannungskomponente
auftritt, die beispielsweise durch eine Spännungsschwunkung der Stromquelle 7 hervorgerufen
wird und in Abb. 2 dem Vektor 2f entspricht. Diese Wechselspannungskomponente ist
.über 2a an der Andde der Röhre 1a vorhanden und gelangt außerdem über die Elemente
Sb, 6b an den Punkt Pb, und von dort gelangt diese Wechselspannungskomponente nC;
die zwischen Punkt Pb und Erde am Kondensator 6b liegt, über die Elemente 2b, s"
und 4, an das Gitter der Röhre 1, Diese störende Wechselspännungskomponente, die
nunmehr am Gitter (der Röhre 1a vorhanden ist, entspricht jener Wechselspannungskomponente
52f am erstgenannten Punkt P, und ist nur amplitudenmäßig von dieser letzteren Wechselspannungskomponente
verschieden. Dieser Amplitudenuitterschied -wird nun durch die Verstärkung, die
die Röhre i" bewirkt, ausgeglichen, so daß im Anodenkreis dieser Röhre die verstärkte
Wechselspannungskomponente erscheint, und zwar durch die Phasendrehung der Röhre
um !8o° in der Phase verschoben gegen die Wechselspannungskomponente 21 am Punkt
)'a. -Es tritt nun eine selbstkompensierende und stabilisierende Wirkung auf, wenn
man die Verstärkung der Röhre so einrichtet, daß -beide --Wechselkomponenten, die
ja nun am Punkt P" vorhanden sind, amplitudengleich sind. Es tritt dann-also eine
völlige Kompension-dieser störenden Wechselspannungskomponente, am Punkt P, ein.
Derselbe Vorgang spielt sich auch bei der Röhre i ab.
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Im Vektordiagramm der Abb.2 bedeutet nun der Vektor 21 die Wechselspannungs'komponente
im Punkt P, Diese Wechselspannungskomponente zerlegt sich in die Komponenten 2,
C, die die Spannungsabfälle Sb und 6b darstellen. Der Spannungsvektor C wirkt nun
auf den Gitterkreis der Röhre 1a und zerlegt sich in die Komponenten ID, C, die
die Spannungsabfälle längs 3" und 4" darstellen. Man sieht; daß am Gitter der Röhre
tätsächlich,der Spannungsabfall längs 4. d. h. also der Vektor Z wirksam ist. Die
beiden Vektoren Y, C gleiten mit ihrem Schnittpunkt auf einem Kreis vom Durchmesser
C. Es läßt sich nun erreichen, daß der Vektor 3J, der -am Gitter der Röhre i" wirksam
ist, in Phase mit Vektor SU Ist. Dieser Vektor wird nun durch die Röhre um 18o°
gedreht, kommt also in die Richtung des Vektors 21, nur entgegengesetzt zu
24 und wird durch den Verstärkungsfaktor der Röhre gestreckt und dabei auf
die Größe des Vektors g gebracht. Der Vektor 8 entspricht also sozusagen dem durch
den Verstärkungsfaktor der Röhre gestreckten und infolge der Phasenverschiebung
durch die Röhre gedrehten Vektor IJ, welcher der am Gitter der Röhre 1a auftretenden
störenden Wecbselspannungskomponente entspricht. Der Vektor g hebt also den Spannungsvektor52f
am Punkte P" auf, wodurch die bezweckte Kompensation der störenden Wechselspannung
erreicht ist.
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Betrachtet man die beiden Dreiecke a-b-c und a-b-e in Abb.2, so findet
man, daß sie einander ähnlich -sind, da zwei ihrer Winkel gleich sind, von denen
einer ein Rechter ist. Es ergibt sich daraus die folgende Proportionalitätsbedingung
Daraus und aus den obigen Ausführungen ergeben sich zwecks einwandfreier Kompensation
der schädlichen Spannungsschwankungen (Welligkeitsspannung) folgende zwei Bedingungen:
Die Zeitkonstante der Filterglieder 5-6 muß gleich der Zeitkonstanten des Kopplungsgliedes
3-4 sein. Durch diese Bedingung ist der Spannungsabfall am Gitter jeder Röhre phasengleich
mit der Welligkeitsspannung an der Anode. Als zweite Bedingung muß aber nun auch
die Verstärkung jeder-Röhre berücksichtigt werden, und zwar muß die durch die Verstärkung
jeder Röhre erzielte Arnplitudenerhöhung -dem Spannungsabfall der Welligkeitsspannung
im Gitterkopplungspfad entsprechen. Diese Bedingung
ist durch das
zweite Merkmal. im Patentanspruch- i erfüllt. Daraus erbt sich die Bemessung des
Filterwiderstandes 5, 5, und 5b, und aus der ersten Bedingung für
die Zeitkonstänten läßt sich der entsprechende Filterkondensator 6, 6, und 6b bestimmen.
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In der Praxis haben sich folgende Werte als günstig erwiesen:
| Kondensator 3 . . . . . . . . . . . . = o,5 AF, |
| Gitterableitw@iderstand 4 . . . . _. 0,3 M.@J, |
| Filterwiderstand 5 , - ....... _=10 000,Q, |
| Beruhigungskondernsator 6 . . = 15 ,uF. |
Die Zeitkonstante jedes dieser Kreise ergibt sich zu ungefähr
0,15 Sek.
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Es ist zu beächten, daß, wenn die Frequenz der Welligkeitsspannung
sich verändert, sich auch die Phasenverschiebungen in Abb. a ändern werden, daß
aber die resultierende Phasenlage konstant bleibt und ebenso der Spannungsabfall,
weil bei einem Anwachsen der Welligkeitsfrequenz die Welligkeitssp'annung von P
in Abb. i abnimmt. Der Kopplungsfaktor zum Gitter der nächsten Röhre verbessert
sich, so daß die Gitterstörspannüng eher konstant ist und. auch die .Bedingung hinsichtlich
der Verstärkung bei verschiedenen Frequenzen erfüllt ist. Wenn andererseits die
Welligkeitsspannung eine höhere Frequenz annimmt, -wird, sie in den Filterkreisen
durch 6 besser geglättet, -so daß die Anordnung keinesfalls so große Störungen aufweist.
Die -Erfinderin hat gefunden, da,ß der erfindungsgemäße Verstärker gerade bei Netzstörspannungen
von mehr als 5 °Jo des Nennwertes, die durch einen Tirill-Regler, der jede Sekunde
einmal betätigt wurde, hervorgerufen wurden, zufriedenstellend ärbeiten. Die Ausgangsspannung
war von bemerkenswerter Konstanz.