DE493123C

DE493123C - Anordnung zur Regelung des UEbertragungsgrades in von Wechselstroemen durch-flossenen Signalsystemen mit Verstaerkern

Info

Publication number: DE493123C
Application number: DEST40659D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1925-02-27
Filing date: 1926-02-27
Publication date: 1930-03-05
Also published as: US1734219A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Übertragungsregelung in Signalsystemen mit Verstärkern. Ein Gegenstand der Erfindung besteht in der Einstellung der Übertragungskenngrößen eines Umsetzungsgerätes oder einer Modulationsschaltung. Weiter betrifft die Erfindung die Regelung des Wirkungsgrades einer Vakuumröhrenverstärkeranordnung. Schließlich bildet es auch den Gegenstand der Erfindung, den Übertragungswirkungsgrad eines Trägerwellensignalsystems entweder ganz unverändert oder nur in engen Grenzen verändert aufrechtzuerhalten trotz weitgehender Änderungen in den Übertragungsbedingungen.

Die Erfindung sieht Mittel vor zur Regelung des Wirkungsgrades einer Vakuumröhrenverstärkeranordnung durch von Hand oder selbsttätig bewirkte Beeinflussung ihrer Kopplung^impedanz. Beispielsweise werden eine oder mehrere Dreielektroden vakuumröhren als Kopplungsimpedanzen benutzt, die zwischen den Stufen einer Vakuumröhrenverstärkerschaltung angeordnet sind. Ein soleher Verstärker wird im folgenden kurz als impedanzgekoppelter Verstärker bezeichnet.

Der Wirkungsgrad eines Verstärkers ist abhängig von der Impedanz zwischen Kathode und Anode der Kopplungsröhre, welche ihrerseits eine Funktion des Gitterpotentials ist. Gemäß der Erfindung wird daher der Wirkungsgrad der Verstärkeranordnung dadurch beeinflußt, daß das Gitterpotential der Kopplungsröhre geregelt wird.

Die Erfindung ist besonders anwendbar zur Stabilisierung der Übertragungsgrößen von Fernsprechverstärkerschaltungen, wie sie z. B. bei Trägerwellensignalsystemen gebraucht werden. Bei Systemen dieser Art, die vorzugsweise hohe Frequenzen benutzen, erzeugen Änderungen in der Dämpfung des Übertragungsmittels entsprechende Änderungen in der Gesamtiibertragungsäquivalenz des Systems. Hierdurch, entstellen Schwankungen der Lautstärke bei der Übertragung von Gesprächen oder anderen Mitteilungen.

Es ist bekannt, bei solchen Anlagen die Wirkungen von Übertragungsänderungen dadurch zu beseitigen, daß man einen Steuerstrom den gleichen Bedingungen unterwirft, wie sie auf die Signalströme wirken, und den so übertragenen Steuerstrom dazu benutzt,

um die Übertragung bei den Verstärkern öler an anderen Punkten des Systems einzustellen. Bei der neuen Anordnung wird zweckmäßig der Steuerstrom zwischen den Enden eines Trägerwellensystems übiertragen und dazu benutzt, das Gitterpotential einer Vakuumröhre zu steuern, welche als Kopphmgsimpedanz einer Verstärkerschaltung dient, die an der gleichen Stelle in der Übertragungslinie ίο liegt. Der Steuerstrom wird zweckmäßig an einer Stelle, wo ein Verstärker liegt, abgezweigt, gleichgerichtet und dem Gitter der Kopplungsröhre zugeführt. Die Polarität des Gleichstrompotentials, das dem Gitter der Kopplungsröhre aufgedrückt wird, ist derart, daß beim Anwachsen der Steuerstromstärke der Wirkungsgrad des Verstärkers abnimmt und umgekehrt.

In den Abb. 1 bis 4 sind Schaltbilder als Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι endigt ein ankommender Abschnitt W einer Übertragungslinie in der Primärwicklung eines Eingangsübertragers 5. Ein abgehender Leitungsabschnitt E beginnt auf der Sekundärseite eines Ausgangsübertragers 6. Der zweistufige, die Leitungsabschnitte W und E verbindende Verstärker enthält ein Paar von Dreielektrodenvakuumverstärkerröhren 7 und 8. Der Eingangskreis der Röhre 7 ist verbunden mit der Sekundärwicklung des Übertragers 5, und der Ausgangskreis der Röhre ist an die Primärwicklung des Übertragers 6 angeschlossen. Der Ausgangskreis der Verstärkerröhre 7 ist mit dem Eingangskreis der Verstärkerröhre 8 gekoppelt durch die Querimpedanz einer Steuerröhre 9, d. h. diese Röhre liegt im Anodenkreis der Röhre 7, und die an ihr abfallende Spannung wirkt über einen Kondensator 12 auf den Gitterwiderstand 13 der Röhre 8. Eine konstante Anodenspannung wird für die Röhren 7 und 9 mittels einer Drosselspule 10 und einer Batterie 11 geliefert, die zugleich den Anodenkreis der Röhre 8 speisen kann.

Das Wechselpotential in dem Ausgangskreise der Röhre 7 wird dem Gitter der Verstärkerröhre 8 mittels eines Kondensators 12 und eines Widerstandes 13 zugeführt. In einem impedanzgekoppelten Verstärker hängt die dem Gitter der zweiten Stufe zugeführte Spannung ab von dem Werte der Kopplungsimpedanz. Sie ist groß, wenn die Kopplungsimpedanz groß ist im Vergleich zu der Impedanz der ersten Röhre, und nimmt ab, wenn das Verhältnis zwischen diesen beiden Impedanzen kleiner wird. Da nun die Impedanzen der Drosselspule 10 und des Widerstandes 13 sehr groß gemacht werden können, kann die Impedanz zwischen Kathode und Anode der Kopplungsröhre 9, die mit der Impedanz der Röhre 7 vergleichbar ist, als Regelfaktor in dem Verhältnis der Impedanzen benutzt werden, von dem die dem Gitter der Röhre 8 aufgedrückte Spannung abhängt. Damit ist der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung eine Funktion der Impedanz der Kopplungsröhre.

Da der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung abhängig ist von der Impedanz der Kopplungsröhre 9, welche ihrerseits eine Funktion ihres Gitterpotentials ist, so ergibt sich, daß der Wirkungsgrad der Schaltung durch Regelung des Gitterpotentials der Kopplungsröhre gesteuert werden kann. Der Gitterkreis der Kopplungsröhre 9 enthält eine ein negatives Gitterpotential erzeugende Batterie 14 und das regelbare Potentiometer 15. Durch Einstellung des Potentiometers 15 kann also das dem Gitter der Kopplungsröhre 9 zugeführte Potential geändert und damit der Wirkungsgrad der Verstärkerschaltung vermehrt oder vermindert werden.

Abb. 2 zeigt ein in einer Richtung verstärkendes Trägerwellensignalsystem, das mit Mitteln zur Einstellung des Verstärkungsgrades entsprechend den Änderungen in dem Übertragungsgrade der Linie versehen ist. Eine in zwei Richtungen verstärkende An- go Ordnung kann dadurch geschaffen werden, daß die Schaltung ähnlich wie bei einem Doppelrohrzwischenverstärker, z. B. mit Hilfe von Ausgleichschaltungen, verdoppelt wird, um einen Weg für den Betrieb in der Gegenrichtung herzustellen. Außer den bei W eintretenden Signalfrequenzen, die in der Verstärkerschaltung verstärkt werden, wird dem Leitungsabschnitt W an dem nicht dargestellten entfernten Ende ein Steuerstrom mit außerhalb des Bereichs der Signalfrequenzen liegender Frequenz in an sich bekannter Weise aufgedrückt. Der Steuerstrom wird nach Durchlaufen der zwischen 5 und 6 liegenden Verstärkerschaltung mit Ausschluß aller anderen Frequenzen an der Ausgangsstelle der Verstärkerschaltung mittels eines Selektivkreises 16 abgenommen, der entweder ein Abstimmkreis oder ein Bandfilter von bestimmter Ausbildung sein kann. Der Steuerstrom n₀ wird dann in einem Verstärker 17 verstärkt und in einem Gleichrichter 18 bekannter Bauart gleichgerichtet. Eine Spulenkette 19 (HF-Sperrkette) ist in den Ausgangskreis des Gleichrichters zwecks Verhinderung der n₅ Übertragung von nicht gleichgerichteten Komponenten des Steuerstromes auf den Gitterkreis der Kopplungsröhre 9 eingefügt.

Die Ausgangsseite des Gleichrichters 18 ist so gepolt, daß das dem Gitter der Kopplungsröhre aufgedrückte Gleichstrompotential entgegengesetzt gerichtet ist dem Gleichstrom-

potential der Gitterbatterie 14. Das Potentiometer 15 wird so eingestellt, daß das gesamte Gitterpotential und damit die Impedanz der Kopplungsröhre 9 den gewünschten Verstärkungsgrad dann erzeugt, wenn der Übertragungsgrad des Leitungsabschnittes W normal ist. Ein Ansteigen oder Abnehmen des Gleichstrompotentials an der Ausgangsstelle des Gleichrichters 18 infolge eines Ansteigens oder Abnehmens des Übertragungsgrades des Leitungsahschnittes W bedingt daher eine entsprechende Änderung in der Impedanz der Kopplungsröhre 9 und erzeugt eine kompensierende Änderung in dem Ver-

»5 Stärkungsgrade. Der Verstärker regelt sich also selbsttätig. Eine Steigerung der Amplitude des Steuerstromes erzeugt eine Verminderung der Verstärkung, und eine Verminderung der Amplitude des Steuerstromes ver-

ao ursacht eine entsprechende Steigerung der Verstärkung.

Abb. 3 stellt die Anwendung der Erfindung auf einen Gegentaktverstärker dar. In diesem Kreise umfaßt die erste Verstärkerstufe ein Paar von Dreielektrodenentladungsröhren 20 und 21, die in Gegentakt geschaltet sind. Die zweite Verstärkerstufe bildet ein Paar von in gleicher Weise geschalteten Röhren 22 und 23. Zur Herstellung einer veränderlichen Koppkmgsimpedanz sind die Gitterkreise der Röhren 24 und 25 parallel geschaltet und ihre Anodenstrombahnen in Reihe quer zur Leitung zwischen den Verstärkerstufen angeschlossen in ähnlicher Weise, wie dies oben beschrieben ist. Die durch die beiden in Reihe liegenden Röhren gebildete Impedanz wird nicht beeinflußt durch die den Anoden aufgedrückten Spannungen; aber sie ist abhängig von der Spannung, die den Gitterkreisen dieser Röhren aufgedrückt wird.

Der Steuerstrom kann in gleicher Weise abgezweigt werden wie bei dem System nach Abb. 2. Es hat sich indessen als zweckmäßig gezeigt, daß eine erhöhte Empfindlichkeit dadurch erhalten werden kann, daß man die zweite Harmonische des Steuerstromes für die Regelung benutzt. Die zweite Harmonische kann vom Widerstand 26 abgenommen werden, der in dem gemeinsamen Teil des Ausgangskreises der zweiten Gegentaktstuf e liegt, wo die zweiten Harmonischen am stärksten auftreten. Die zweiten Harmonischen werden dann verstärkt, gleichgerichtet und den parallel geschalteten Gitterkreisen der Kopplungsröhren zugeführt. Wenn die Dämpfung des Leitungsabschnittes W von dem normalen Werte abweicht, wird der Verstärkungsgrad sich selbsttätig so einstellen, daß die Wirkung von Abweichungen der Leitungskonstanten von ihren Normahverten kompensiert wird. Es ist ersichtlich, daß durch Benutzung der zweiten Harmonischen des Steuerstromes eine erhöhte Empfindlichkeit erhalten wird, weil die Amplitude der zweiten Harmonischen sich mit dem Quadrat der Amplitude des Steuerstromes ändert.

Abb. 4 zeigt einen' einstufigen Verstärker mit einer Vakuumröhre als= Kopplungsimpedanz in seinem Eingangskreise. Diese Ausführungsform kann gesetzt werden für den Teil der Anordnung nach Abb. 2 oberhalb der gestrichelten Linie a, b, um einen einstufigen, vom Steuerstrom, eingestellten Verstärker zu erhalten. In diesem Fall wird die Eingangsimpedanz der Verstärkerröhre 8 durch die Kopplungsröhre 9 geregelt, deren Impedanz sich selbsttätig entsprechend den Änderungen des ankommenden Steuerstromes einstellt, wie oben erläutert ist.

Die vorliegende Erfindung ist durchaus nicht auf die behandelten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch sinngemäß für andere bekannte Schaltungen angewendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung des Übertragungsgrades in von Wechselströmen durchflossenen Signalsystemen mit Verstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß die go Regelung in Abhängigkeit von den Übertragungskenngrößen erfolgt durch Änderung einer mit der Verstärkeranordnung gekoppelten Impedanz (9 bzw. 24 und 25), durch die der Verstärkungsgrad eingestellt wird (Abb. 1 bis 4).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Impedanz einer Entladungsröhre für die Regelung benutzt wird (Abb. 1 bis 4).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regelnde Entladungsröhre als Ouerimpedanz zwischen die einzelnen Stufen einer Verstärkerschaltung gelegt ist (Abb. 1 bis 4).

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 bei einem Trägerwellensignalsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter einer regelnden Dreielektradenröhre (9 bzw. 24 und 25) außer an einer Gitterspannungsbatterie an dem Ausgang einer Schaltung (16 bis 19) liegt, die einen Teil des Signal-Stromes abnimmt, verstärkt, gleichrichtet und gegebenenfalls filtert (Abb. 2 bis 4).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Harmonische des einen Teil des gesamten Signalstromes bildenden Steuerstromes nach erfolgter Filterung, Verstärkung und Gleichrichtung zur Beeinflussung des ιαο Gitters der regelnden Dreielektradenröhre benutzt wird (Abb. 3).

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Steuerpotential für das Gitter der regelnden Dreielektrodenröhre liefernde Signalstrom an dem Ausgang einer Leitungsverstärkerschaltung abgenommen wird (Abb.2 bis 4).

7. Anordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5 mit Verstärkern in Gegentaktschaltung (10 bis 13), dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme des das Steuerpotential für die Gitter der Kopplungsröhren (24,25) liefernden Stromes an einem Widerstände (26) erfolgt, der zwischen den Leitungsverstärkern und der Mitte des Ausgangsübertragers Hegt (Abb. 3).

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der Kopplungsröhre sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Amplitude des Steuerstromes ändert.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität des das Gitter der Kopplungsröhre beeinflussenden, von dem abgezweigten Steuerstrom herrührenden Gleichstrompotentials demjenigen der Gittervorspannungsbatterie entgegengesetzt gerichtet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen