DE861108C

DE861108C - Verstaerkeranordnung mit Koppelfilter

Info

Publication number: DE861108C
Application number: DES10258D
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl-Ing Guenther; Karl Heinrich Dipl-In Krambeer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-04-14
Filing date: 1942-04-14
Publication date: 1952-12-29

Description

Verstärkeranordnung mit Koppelfilter Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Röhrenstufen bestehende Verstärkeranordnung mit einem zugeordneten Bandsieb relativ großer Bandbreite

( f2 -fi > o,=, dabei sind fl und f2 die Grenzfrequen-

1f

zen des Durchlaßbereiches), bei der das Filter in

einzelne Teilfilter aufgeteilt ist, die wenigstens zum größeren Teil als Koppelelemente zwischen den einzelnen Röhrenstufen benutzt sind. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei gegebenen Eigenschaften der Röhren innerhalb des Durchlaßbereiches die- gesamte Verstärkung möglichst groß und möglichst konstant zu machen. Gemäß der Erfindung sind zu diesem Zweck entweder die Eingangswellenwiderstände der Teilfilter und ebenso die Ausgangswellenwiderstände bei gleichem Vierpolübertragungsmaß widerstandsreziprok zu machen, oder aber dieTeilfilter sind so aufzubauen und zu bemessen, daß das Vierpolübertragungsmaß der Teilfilter bei gleichbleibenden Wellenwiderständen reziprok zu einer mittleren Frequenz verläuft. Durch diese Maßnahme der Erfindung wird eine geringe Durchlaßdämpfungsverzerrung erreicht.
Man kann beispielsweise zu diesem Zweck Hochpässe HP und Tiefpässe TP verwenden (Fig. i). Nachstehend werde zunächst der Fall betrachtet, daß Eingangs- und Ausgangswellenwiderstand jedes Teil- Filters widerstandsreziprok zueinander sind, d. h. es sich um antimetrische Filter handelt. Durch diese Maßnahme kann vor allem erreicht werden, daß man zwischen allen Röhrenstufen mit der gleichen Anzahl von Elementen auskommt.
Da man die Teilfilter mit Rücksicht auf die Verstärkung nur auf der Ausgangsseite angepaßt betreiben kann, so ist die Übertragungsgröße ea durch das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsstrom bestimmt. Es ist also Wie in der Fig. i dargestellt ist, werden die Hoch-und Tiefpässe so aufgebaut, daß sie von der einen Seite einen T-förinigen und von der anderen Seite einen n :örmigen Aufbau zeigen. Das Produkt der sich so ergebenden Wellenwiderstände Z1 und Z2 ist eine Konstante. Es gilt also z1. Z2 - Zz. (2) Den Abschlußwiderstand R der Teilfilter macht man insbesondere etwa gleich der Wurzel aus dem Produkt der beiden Wellenwiderstände, also Für die Übertragungsgröße des einen Teilfilters, z. B. des ersten Hochpasses HP bzw. des ersten Tiefpasses TP, ergibt sich dann wenn mit g die Vierpolübertragungsgröße bezeichnet ist. Der nächste Hochpaß bzw. Tiefpaß, der beispielsweise zwischen die nächsten Röhrenstufen geschaltet werden kann, besteht aus einem ganz gleichen Vierpol, jedoch sind Eingangs- und Ausgangsklemmen miteinander vertauscht. Man erhält dann für die Übertragungsgröße und für die Übertragungsgröße beider Hochpässe bzw. Tiefpässe zusammen Für den Durchlaßbereich ergibt sich hierbei Als Realteil (Dämpfungsanteil) eB erhält man demnach Setzt man nun sing a = i, so ergibt sich Ohne die Vertauschung von Eingangs- und Ausgangsklemmen beim zweiten Hochpaß, wenn also die beiden Hochpässe im gleichen Sinne eingeschaltet wären, hätte sich für den Realteil der Übertragungsgröße ea hingegen ergeben. Setzt man in dieser Gleichung cos2a = z, so erhält man für die Dämpfung im Durchlaßbereich Durch die Vertauschung von Eingang und Ausgang bei gleichen Vierpolen erreicht man also, daß sich die Einflüsse der Stoßstellen größtenteils aufheben. Dadurch wird die Dämpfungsverzerrung im Durchlaßbereich stark herabgesetzt.
In der Fig. x ist ein Verstärker mit fünf Röhrenstufen V1 bis V6 schematisch dargestellt. In die vier Lücken sind zwei Tiefpässe und zwei Hochpässe in der vorstehend beschriebenen Weise eingeschaltet. Jeder von ihnen besteht aus drei Halbgliedern, aber er könnte auch mit jeder anderen ungeraden Zahl von Halbgliedern ausgeführt werden. Es ist dabei ebenso möglich, Hochpässe und Tiefpässe miteinander zu vereinigen, beispielsweise könnte bei nur drei Röhrenstufen der erste Tiefpaß mit dem ersten Hochpaß und der zweite Tiefpaß mit dem zweiten Hochpaß vereinigt werden. Ebenso ist es auch möglich, Teilfilter hinter der letzten Röhrenstufe anzuordnen. Vorstehende Untersuchungen des antimetrischen Falles gelten sinngemäß auch für symmetrische Teilfilter.
Bei Anwendung von Bandfiltern als Teilfilter ergibt sich bei Anwendung der Erfindung, daß die Schwingkreise der Teilfilter einmal induktiv und einmal kapazitiv gekoppelt sind, wie es in der Fig. 2 für zwei Teilbandfilter BFl und BF2 schematisch dargestellt ist. Bei der Verwendung von Bandsieben ist es im allgemeinen nicht zweckmäßig, diese, wie bei den Hoch- und Tiefpässen dargestellt, teils mit T-Wellenwiderständen teils mit z- Wellenwiderständen auszuführen. Es ist hierfür vielmehr vorteilhaft, die 3z-Form zu wählen, um die unvermeidlichen Röhren- und Schaltungskapazitäten unschädlich zu machen. Mit Rücksicht auf einen möglichst geringen Aufwand von Elementen ist es auch zweckmäßig, unversteilerte, einwertige.Bandsiebe zu wählen, die entweder bei der Frequenz Null oder Unendlich eine Unendlichkeitsstelle der Dämpfung haben. Die Bandsiebe werden vorteilhaft so gewählt, daß die Hälfte von ihnen den Dämpfungspol bei Null, die andere Hälfte bei Unendlich hat, um so einen. etwa symmetrischen Dämpfungsverlauf zu erhalten. Die Röhrenkapazitäten und die Verlustwiderstände der Schaltung und der Schaltelemente werden zweckmäßig in die Schaltung mit einbezogen. Bei der induktiven Kopplung, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, kann gegebenenfalls die gekoppelte Spule eingespart werden, wenn die beiden Spulen der Schwingkreise in anderer Weise miteinander induktiv gekoppelt werden. Liegt der Dämpfungspol bei Unendlich, .so ergibt sich die Übertragungsgröße Um die Übertragungsgröße für den Dämpfungspol bei Null zu erhalten, ist in der obigen Gleichung o durch °@l @'2 zu ersetzen.
Schaltet man nun zwei derartige Siebe zusammen, so erhält man gleiche Gesamtdämpfung für jedes Paar von Frequenzen, das geometrisch symmetrisch zur Mittelfrequenz des Übertragungsbereiches liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus mehreren Röhrenstufen bestehende Verstärkeranordnung mit einem zugeordneten Bandsieb relativ großer Bandbreite, bei der das Filter ein einzelne Teilfilter aufgeteilt ist, die wenigstens zum größeren Teil als Koppelelemente zwischen den einzelnen Röhrenstufen benutzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Eingangswellenwiderstände der Teilfilter und ebenso die Ausgangswellenwiderstände bei gleichem Vierpolübertragungsmaß paarweise widerstandsreziprok sind oder das Vierpolübertragungsmaß der Teilfilter bei gleichem Wellenwiderstand reziprok zueinander in bezug auf eine mittlere Frequenz des Übertragungsbereiches verläuft.
2. Verstärkeranordnung mit Koppelfilter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfilter durch Hochpässe und/oder Tiefpässe gebildet sind.
3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs- und der Ausgangswellenwiderstand des Teilfilters einander widerstandsreziprok sind. q..
Verstärkeranordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilfilter mit einem Widerstand abgeschlossen ist, der etwa gleich der Wurzel aus dem Produkt der beiderseitigen Wellenwiderstände des Teilfilters ist.
5. Verstärkeranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Bandfiltern als Teilfilter die Schwingkreise der Teilfilter einmal induktiv und einmal kapazitiv gekoppelt sind.
6. Verstärkeranordnung nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenkapazitäten und die Verlustwiderstände der Schaltung und der Schaltelemente in die Schaltung einbezogen sind. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 466 46o; österreichische Patentschrift Nr. 159 557.