DE618382C - Verfahren zur Verstaerkung elektrischer Wechselspannungen - Google Patents
Verfahren zur Verstaerkung elektrischer WechselspannungenInfo
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- DE618382C DE618382C DE1931618382D DE618382DD DE618382C DE 618382 C DE618382 C DE 618382C DE 1931618382 D DE1931618382 D DE 1931618382D DE 618382D D DE618382D D DE 618382DD DE 618382 C DE618382 C DE 618382C
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung elektrischer Schwingungen mit
Hilfe von nicht stetig steuerbaren Entladungsgefäßen.
S Es sind bereits Verfahren bekannt, welche mit nicht stetig steuerbaren Entladungsgefäßen
arbeiten und den Zweck verfolgen, Wechselspannungen zta verstärken. Zu .diesem
Zwecke wird z. B. die Phase der an eine Steuerelektrode angelegten Wechselspannung
in Beziehung auf die Anodenwechselspannung so gewählt, daß der Lichtbogen während eines
bestimmten Bruchteiles einer Halbperiode, für welche die entsprechende Anode positiv ist,
unterdrückt wird. Die Phasenverschiebung wird dabei derart geregelt, daß der Lichtbogen
während jeder Periode nur innerhalb zweier nachBelieben bestimmbarer Zeitpunkte aufrechterhalten bleibt. Durch Änderung der
Phasenverschiebung wird es so ermöglicht, die mittlere Anodenstromstärke proportional dem
Steuervorgang zu ändern. Eine derartige Ein-. richtung eignet sich jedoch in erster Linie
nur zur Regelung der von Kraftstromgleichrichtern abgegebenen Leistung.
Es ist ferner bekannt, nicht stetig steuerbare Entladungsgefäße mit Quecksilberlichtbogenentladung
als Absorptionswiderstand mit dem Antennenkreis von Sendern zu koppeln und den Betrag der absorbierten Leistung
durch die einer Steuerelektrode zugeführten Sprachspannungen zu regeln. In die-'sem
Falle handelte es sich jedoch nicht um Verstärkerwirkungen zwecks Gewinnung einer dem Steuervorgang proportional verlaufenden
Nutzleistung.
Erfmdungisgemäß wird eine proportionale Verstärkung mitHilfevon nicht stetig steuerbaren.
Entladunigsgefäßen durch Benutzung des Umweges über die sogenannte Zeitmodulation
erreicht. Unter der Zeitmodulation versteht man däeBeeinflussung voii periodisch
abgegebenen Stromimpulsen derart, daß die Zeitdauer der einzelnen Impulse proportional
ist der Amplitude des modulierenden Vorganges. Die Zeitmodulation wird zur Übertragung
von Nachrichten verwendet in der Absicht, den Einfluß atmosphärischer Störungen zu verringern. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswechselspannung in an sich bekannter
Welse mit einer Hilfswechselspannung von konstanter, gegen die Frequenz der
Eingangswechselspannung hoher Frequenz und konstanter Amplitude und vorzugsweise
dreieckiger Kurvenform überlagert und anschließend den Steuerelektroden von zwei in
Gegentakt arbeitenden, nicht stetig Steuer-
baren, vorzugsweise dampfgefüllten Entladungsröhren zugeführt wird, und daß aus den
im Anodenkreis entstehenden Stromimpulsen konstanter Frequenz und Amplitude aber veränderlicher
Zeitdauer die der Eingangswechselspannung entsprechende Frequenzkomponente durch Filterketten abgenommen 'wird.
Für die erfindungsgemäße Anordnung lassen sich sowohl Röhren mit kleiner Elektronenentladung
als dampf gefüllte Röhren verwenden, bei denen das Einsetzen der Entladung
durch Erhöhung der Gitterspannung und das Abreißen durch Verminderung oder Fortnahme
der Anodenspaonung bewirkt werden .15 kann.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung in vier Abbildungen dargestellt;
Abb. ι zeigt ein Schaltbild eines Gerätes, • das unter dem Namen Parallelinverter bekannt
ist; '
Abb. 2 zeigt Oszillogramme von gewissen Arbeitskennlinien;
Abb. 3 und 4 zeigen Kurven zur Erläuterung der Gittererregung.
In Abb. ι wird das zu verstärkende Signal
dem Kreis 10 zugeführt und verstärkt vom Kreis 11 abgenommen. Dieses Gerät entnimmt
die Energie dem Gleichstromkreis 12 und enthält eine Wicklung 13, deren elekirischer
Mittelpunkt mit der positiven Gleichstromquelle über Glättungsreaktanzen 14 und
15 verbunden ist. Die Wicklung 13 ist im vorliegenden Fall als Primärwicklung eines
Transformators 16 ausgebildet, dessen Sekundärwicklung
17 mit dem Ausigangskreis 11 verbunden ist. Zwischen den gegenüberliegenden
Klemmen von 13 und der negativen Gleichstromklemme 12 liegen die Röhren 18
und 19, zweckmäßig dampfgefüllte Röhren, mit Anode, Kathode und Steuergitter. Zwischen
den Anoden dieser Röhren liegt ein Kondensator 20, durch den, wie später näher ausgeführt wird, der Strom zwischen ihnen
umgekehrt wind. Die Gitterkreise enthalten 4-5 Hälften der Sekundärwicklung eines Gittertransformators
22, dessen Primärwicklung 23 das zu verstärkende Signal aufnimmt. Dieses
Signal wird von den Kreisen 10 durch einen Transformator 24 abgenommen. Die Primärwicklung
enthält ferner eine Quelle hochfrequenter Wechselspannung von dreieckiger
Wellenform, die den Klemmen des Kondensators 25 entnommen wind. In manchen Fällen
kann es auch zweckmäßig sein, in den Gitterkreis einen Begrenzungswiderstand 26 und eine negative Vorspannungsbatterie 27
einzuschalten.
Die Einrichtung zur Erzeugung der hochfrequenten Spannung von dreieckiger Wellenform
besteht aus einer Quelle hochfrequenter
Wechselspannung von sinusförmiger Wellenform, und zwar einem Generator 28, einer
Röhre 29, einer Batterie 30 -und einer Reihenschaltung der Sekundärwicklung von Transformator
31 und des Kondensators 25. Um in dem Ausgangskreis, des Transformators 16
die nicht gewünschten Frequenzen auszusieben, ist ein Filterkreis vorgesehen, bestehend
aus den Spulen 32 und 33, dem Widerstand 34 und den Kondensatoren 35 und 36.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Anordnung beruht darauf, daß in einer der
beiden Röhren 18 oder 19 stets Strom fließt, daß aber die Zeiträume nicht gleich zu sein
brauchen, während deren der Strom in einer dieser beiden Röhren fließt. Der Strom in
diesen** Röhren entspricht den Halbperioden des Wechselstromausganges von entgegengesetzter
Polarität. Durch richtige Änderung des Verhältnisses der Zeit, während der der Strom fließt, kann der durchschnittliche
Strom für eine vollständige Periode in beiden Richtungen von Null zu einem Maximum
verändert werden.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:
Wenn dem Gitter von 18 eine positive Spannung zugeführt wird, fließt ein Strom
von der positiven Gleichstromleitun'gi2 durch den linken Teil der Wicklung 13 und die
Röhre 18 zur anderen Gleiohstromleitung 12.
Wenn der Strom in dem linken Teil von 13 entsteht, wirkt diese Wicklung als Spartransformator,
so daß in dem rechten Teil eine noch mehr positive Spannung induziert wird.
Die volle Spannung an den Klemmen der Wicklung 13, die "ungefähr doppelt so groß
ist wie die des Gleichstromkreises, wird dem Kondensator 20 aufgedrückt, der auf diese
Spannung geladen wird. Wenn die Gitterspannung'ihre Polarität umkehrt, so daß das
Gitter von 18 negativ und das von 19 positiv
wird, wird der Kondensator durch die Roh- · ren 18 und 19 kurzgeschlossen. Die Spannung
am Kondensator 20 ist entgegengesetzt gepichtet derjenigen, die den Strom durch 18
schicken will, und zwar ein Vielfaches größer, so. daß der Strom 'in dieser Röhre sofort unterbrochen
wird und nur in 19 Strom fließt. Wenn die Gitterspannung wieder ihre PoIa- »»
rität umkehrt, wird der Strom von 19 auf 18
übertragen >und die Periode wiederholt. Die Spule 14 dient dazu, den von 12 entnommenen
Gleichstrom konstant zu halten, während der Widerstand 15 dazu dient, die Hochfrequenz- "5
komponente des dem Auegangskreis 11 gelieferten
Stromes zu begrenzen, wie später erläutert werden soll. In der Voraussetzung,
daß die oben beschriebene Anordnung als Verstärker arbeitet, soll angenommen werden,
daß eine hochfrequente Wechselspannung von dreieckiger Wellenform an den Klemmen des
Kondensators 25 auftrete. Die Wirkungsweise der Anordnung zur Erzeugung dieser Wechselspannung
wird später beschrieben werden. Es soll ferner angenommen werden, daß das
zu verstärkende Signal eine6operiodige Wechselspannung
sei, deren Amplitude etwas kleiner sei als die der hochfrequenten Spannung.
Die Resultierende dieser beiden Spannungen, die dem Gitter von 18 und 19 zugeführt wird,
ist durch die Kurve I von Abb. 2 dargestellt, in der die Grundlinie α die Kathodenspannung
von 18 und 19 darstellt. Da die Gitterspannungen von 18 und 19 von entgegengesetzter
Polarität sind, können die Teile I der Kurve oberhalb der Linie α als die positive Spannung
angesehen werden, die dem Gitter von 18 zugeführt wird, ebenso entsprechend die
Teile der Kurve unterhalb der Linie bezüglich der Röhre 19. Da das zu verstärkende
Gittersignal von einem Maximum in einer Richtung nach einem Maximum in der anderen
Richtung schwankt, schwanken die Zeiten, während derer die Röhren 18 und 19 leitend
sind, zwischen einer Periode maximaler Leitfähigkeit von 18 und minimaler Leitfähigkeit
von 19 nach einer Periode maximaler Leitfähigkeit von 19 und minimaler
Leitfähigkeit von 18.
Kurve II von Abb. 2 ist ein Oszillogramtn des Stromausganges einer der Röhren, z. B.
von 18. Die entsprechende Kurve von 19 ist um i8o° verschoben und hat eine entgegengesetzte
Polarität bezüglich des Belastungskreises 11. Der resultierende Ausgangsstrom
ist ein Wechselstrom, dessen Frequenz gleich der der hochfrequenten Gittererregungsspannung
ist, wo aber die positiven und negativen Halbperioden von ungleichem Wert sind. Eine
solche Welle ist das Äquivalent einer symmetrischen Welle plus einer Gleichstromkomponente,
deren Polarität davon abhängt, ob die positive oder negative Halbperiode die
größere ist. Diese Gleichstromkomponente kehrt ihre Polarität bei einer Frequenz um,
die gleich der des zu verstärkenden Signals ist; durch Ausfiltern der Hochfrequenzkomponente
wird der resultierende Ausgang ein periodischer Strom sein, dessen Frequenz und Wellenform ähnlich der des zu verstärkenden
Signals ist.
Kurve III von Abb. 2 ist ein Oszillogramm des Verstärkerausgangs mit einem öoperiodigen
Signal und einer ioooperiodigen Gittererregungsspannung. Zum Ausfiltern der hochfrequenten
Komponente des Ausgangskreises dient, wie erwähnt, der Filterkreis 32 bis 36. Es wunde festgestellt, daß der in die
Gleichstromzuleitung 121 eingeschaltete Widerstand 15 und ein verhältnismäßig hoher Widerstand
34, der zur Sekundärwicklung 17 des Transformators 16 parallel geschaltet ist,
die Beseitigung der Hochfrequenzkomponente aus dem Ausgangskreis 11 wesentlich unterstützen.
Naturgemäß eignet sich zur Erzeugung der dreieckigen Wellenform auch jede andere geeignete
Anordnung. Im Betrieb der vorliegenden Anordnung, die hierfür besonders geeignet
ist, liefert der Generator 28 eine hochfrequente sinusförmige Spannung dem Gitterkreis
einer Röhre 29, deren Gitterspatinungsanodenstromkennlinie
in Kurve IV von Abb. 3 dargestellt ist. Die Amplitude der Wechselspannung des Generators 28 ist so
hoch, daß die Röhre 29 über die Sättigung hinaus erregt wird, d. h. daß die Röhre
an beiden Enden der Gitterspannungsanodenstromkennlinie
arbeitet, wie die Kurve V erkennen läßt. Wenn die Röhre 29 an beiden Enden dieser Kennlinie arbeitet,
wird eine verhältnismäßig große Änderung der Gitterspannung eine' sehr kleine Änderung des Anodenstromes bewirken mit
dem Ergebnis, daß der Anodenstrom die aus Kurve VI von Abb. 3 und Kurve VII von Abb. 4 ersichtliche rechteckige Wellenform
hat. Kurve VIII von Abb. 4 stellt die Gitterspannung von 29 dar, den Anodenstrom von
29 läßt man 'durch den Kondensator 25 fließen, indem man ihn direkt in den Anodenkreis
schaltet ader indem man einen Transformator 31 in Reihe schaltet, um die dem
Kondensator 25 zugeführte Spannung stufenweise zu erhöhen. Die Spannung, die an einem Kondensator auftritt, wird durch die
Gleichung wiedergegeben
wo c die Kapazität, i der Strom und t die Zeit
sind. Es wird also während derjenigen Teile der Periode des Anodenstromes, wo der
Strom konstant ist, was einer vollständigen Halbperiode entspricht, wenn der Anodenstrom
genau rechteckige Wellenform hat, die Spannung am Kondensator 25 in einem
konstanten Maß entstehen und entsprechend
umgekehrt, wenn der Anodenstrom seine Polarität umkehrt. Die Spannung am Kondensator
25 wird durch die Kurve IX dargestellt, die, wie erwähnt, dreieckig ist. Die Annäherung
dieser Kurve an eine genaue Dreiecksform ist direkt proportional der Annäherung des Anodenstromes an die rechteckige Wellenform,
die man sehr genau dadurch erzielen kann, daß man an das Gitter von 29 eine sehr
hohe Spannung legt.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Verstärkung elekirischer Wechselspannungen mittels nicht · stetig steuerbarer Entladungsröhren, da-durch gekennzeichnet, daß die Eingangswechselspannung in an sich bekannter Weise mit einer Hilfswechselepannung von konstanter, gegen die Frequenz der Eingangswechselspannung hoherFrequenz und konstanter Amplitude und vorzugsweise dreieckiger Kurvenform überlagert und anschließend den S teuer elektroden von zwei in Gegentakt arbeitenden, nicht stetig steuerbaren, vorzugsweise dampfgefüllten Entladungsrohren zugeführt wird, und daß aus den im Anodenkreis entstehenden Stromimpulsen konstanter Frequenz und Amplitude aber veränderlicher Zeitdauer die der Eingangswechselspannung entsprechende Frequenzkomponente durch Filterketten abgenommen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden der beiden Entladungsröhren durch einen mit einem Kondensator überbrückten Transformator verbunden sind, an dessen Mittelanzapfuag die Anodengleichspannung zugeführt wind.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswechselspannung von dreieckiger Kurvenform einem eine sinusförmige Wechselspannung liefernden Generator unter Zwischenschaltung eines Verzerrungsgliedes entnommen wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1931618382D DE618382C (de) | 1931-09-24 | 1931-09-24 | Verfahren zur Verstaerkung elektrischer Wechselspannungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1931618382D DE618382C (de) | 1931-09-24 | 1931-09-24 | Verfahren zur Verstaerkung elektrischer Wechselspannungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE618382C true DE618382C (de) | 1935-09-06 |
Family
ID=34917029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1931618382D Expired DE618382C (de) | 1931-09-24 | 1931-09-24 | Verfahren zur Verstaerkung elektrischer Wechselspannungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE618382C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1030393B (de) * | 1954-01-06 | 1958-05-22 | Rochar Electronique | Niederfrequenzverstaerker mit Gegentakt-Endstufe und Impulssteuerung |
DE1058558B (de) * | 1955-09-01 | 1959-06-04 | Hazeltine Corp | Verfahren und Anordnung zur Verstaerkung einer Spannung, insbesondere einer Wechselspannung sehr niedriger Frequenz oder einer veraenderlichen Gleichspannung |
-
1931
- 1931-09-24 DE DE1931618382D patent/DE618382C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1030393B (de) * | 1954-01-06 | 1958-05-22 | Rochar Electronique | Niederfrequenzverstaerker mit Gegentakt-Endstufe und Impulssteuerung |
DE1058558B (de) * | 1955-09-01 | 1959-06-04 | Hazeltine Corp | Verfahren und Anordnung zur Verstaerkung einer Spannung, insbesondere einer Wechselspannung sehr niedriger Frequenz oder einer veraenderlichen Gleichspannung |
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