DE865150C - Verstaerkerschaltung mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung - Google Patents

Verstaerkerschaltung mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung

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DE865150C
DE865150C DEL8652A DEL0008652A DE865150C DE 865150 C DE865150 C DE 865150C DE L8652 A DEL8652 A DE L8652A DE L0008652 A DEL0008652 A DE L0008652A DE 865150 C DE865150 C DE 865150C
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negative feedback
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internal resistance
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Werner Dr-Ing Benz
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • H03F1/36Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in discharge-tube amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

  • Verstärkerschaltung mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung Von Wechselstromverstärkern für Ton- und Hochfrequenz wird häufig verlangt, daß ihr von ihren Ausgangsklemmen bzw. von dem angeschlossenen Verbraucher aus gesehener Innenwiderstand einen ganz bestimmten Wert haben soll. Die Erfüllung dieser Forderung macht bei Verwendung einer Triode in der Endstufe keine besonderen Schwierigkeiten, da diese Röhren zumeist einen verhältnismäßig niedrigen Innenwiderstand aufweisen und dann der verlangte Innenwiderstand beispielsweise durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Ausgangsübertragers erhalten werden kann.
  • Anders liegen die Verhältnisse bei der Verwendung von Pentoden, deren innerer Widerstand im allgemeinen sehr hoch liegt und die mit Rücksicht auf die durch sie hervorgerufenen Verzerrungen mit einem gegenüber dem Innenwiderstand wesentlich niedrigerem Außenwiderstand betrieben werden sollten. Eine an sich bekannte Lösung, die darin besteht, den Innenwiderstand durch Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes zur Primär- oder Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers zu bestimmen, ist wegen der damit verbundenen Leistungsverluste unzweckmäßig.
  • Ein anderer bekannter Weg, den Innenwiderstand eines Verstärkers zu ändern, besteht in der Anwendung einer Gegenkopplung. Eine solche ist häufig schon aus Gründen der Verzerrungsfreiheit und der Unabhängigkeit der Verstärkung von Betriebsspannungsschwankungen erwünscht. Da der Verstärkerinnenwiderstand vom Gegenkopplungsgrad abhängt, gehört zu jedem Gegenkopplungsgrad auch ein ganz bestimmter Innenwiderstand. Es besteht nun die Möglichkeit, den Gegenkopplungsgrad so zu wählen, daß hinsichtlich Innenwiderstand des Verstärkers, Verzerrungsfreiheit, Verstärkungsgrad und Unabhängigkeit der Verstärkung von Betriebsspannungsschwankungen die gestellten Anforderungen weitgehend erfüllt werden.
  • Aus verschiedenen Gründen, z. B. um bei jeder Verstärkung die größtmögliche Verzerrungsfreiheit zu erzielen, wird oft auch der Verstärkungsgrad geändert, indem man den Gegenkopplungsgrad verändert. Dies hat aber, wie bereits erwähnt, in der Regel auch eine Änderung des Innenwiderstandes zur Folge. Ander@rseits liegt häufig der Wunsch vor, den Verstärkungsgrad beliebig einstellen zu können, ohne daß sich dabei der Innenwiderstand des Verstärkers ändert.
  • Es sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen bekannt, die auch dieses Problem mit Hilfe von Gegenkopplungsschaltungen lösen, und zwar mit Hilfe einer Kombination von Strom- und Spannungskopplung. Dabei werden die beiden von der Strom- und Spannungsgegenkopplung herrührenden Gegenkopplungsspannungen oder -ströme zunächst in einem bestimmten Verhältnis zusammengesetzt und dann wird die resultierende Spannung bzw. der resultierende Strom über ein einstellbares Dämpfungsglied od. dgl. an diejenige Stelle des Verstärkers geführt, an der die Gegenkopplungsspannung bzw. der Gegenkopplungsstrom zur Wirkung kommen soll.
  • In der Fig. z ist eine dieser bekannten Schaltungsanordnungen dargestellt, die eine Änderung des Verstärkungsgrades ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes gestattet. In dieser Schaltung ist die Endröhre des Verstärkers mit drei Ohmschen Widerständen zu einer Brücke zusammengeschaltet. In dem einen Diagonalzweig dieser Brückenanordnung liegt der Ausgangsübertrager, der andere Diagonalzweig wird durch den Eingangswiderstand des in der gemeinsamen Gegenkopplungsleitung liegenden Dämpfungsgliedes gebildet. In dieser Figur bedeuten R" den über den Ausgangsübertrager A Ü angeschalteten Verbraucher, Ri den inneren Widerstand der Endröhre, RI, R2, R3 die Ohmschen Widerstände, die zusammen mit Ri die Brückenanordnung bilden, B ein Dämpfungsglied veränderbarer Dämpfung in dem sich über alle drei Stufen des Verstärkers erstreckenden Gegenkopplungsweg, C, einen Siebkondensator, der im Übertragungsbereich wechselstrommäßig einen Kurzschluß darstellt, Ct einen Trennkondensator, der lediglich zur Fernhaltung der im Anodenkreis der Endröhre vorhandenen hohen Gleichspannung vom Gitterkreis der ersten Röhre dient, der also wechselstrommäßig ebenfalls einen Kurzschluß darstellt.
  • Der vom Verbraucher Ra aus gesehene Innenwiderstand dieser Verstärkerschaltung ist bekanntlich dann unabhängig von der Größe der Dämpfung des Dämpfungsgliedes B bzw. vom Gegenkopplungsgrad, wenn die Bedingung erfüllt ist, d. h. wenn die obengenannte Brückenanordnung vom Verbraucher aus gesehen sich im Gleichgewicht befindet.
  • Bei dieser und ähnlichen, nach dem gleichen Prinzip arbeitenden Schaltungen handelges sich stets darum, daß der innere Widerstand der Endröhre einen Zweig einer Brückenschaltung darstellt, in deren einem Diagonalzweig der Verbraucher liegt und von deren anderem Diagonalzweig die Gegenkopplungsspannung abgenommen und über ein veränderbares Glied dem Eingangskreis des Verstärkers bzw. einer anderen geeigneten Stelle des Verstärkers zugeführt wird.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Anwendung derartiger Schaltungsanordnungen gewisse Schwierigkeiten auftreten. So kann beispielsweise bei Breitbandverstärkern oder Verstärkern für Hochfrequenz diese Schaltung häufig deshalb nicht ohne zusätzliche Mittel angewendet werden, weil die unvermeidbare Kapazität zwischen anodenseitiger Übertragerwicklung und Übertragerkern, die wechselstrommäßig als parallel zu R3 liegend gedacht werden kann, den Brückenabgleich stört und damit den Zweck der Schaltung bei hohen Frequenzen auch nicht mehr näherungsweise erfüllbar macht. Da bei dieser Schaltung auch die anodenseitige Wicklung nicht wechselstrommäßig an Erde gelegt werden kann, ist es auch nicht möglich, auf den Ausgangsübertrager zu verzichten, da dann die Belastung selbst das Brückengleichgewicht störend beeinflussen würde. Schließlich kann der für die Stromgegenkopplung erforderliche Widerstand R3 nicht gleichzeitig zur Erzeugung der Gittervorspannung der Endröhre benutzt werden.
  • Es ist zwar eine weitere Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei der die Gegenkopplungsspannung von einer besonderen Wicklung des Ausgangsübertragers abgenommen und mit der vom Kathodenwiderstand abgeleiteten stromabhängigen Gegenkopplungsspannung kombiniert wird, wobei die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden, jedoch ergeben sich hierbei insbesondere bei Breitbandverstärkern erhebliche Schwierigkeiten in der Realisierung dieser zusätzlichen Übertragerwicklung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für Verstärker zu schaffen, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Änderung des Verstärkungsgrades durch Änderung des Gegenköpplungsgrades ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit Hilfe einer Schaltung mit kombinierter Strom- und Spannungsgegenkopplung erreicht, in der die beiden Gegenkopplungsspannungen auf getrennten Wegen vom Ausgangskreis auf den Eingangskreis des Verstärkers zurückgeführt und erst in letzterem derart zusammengesetzt werden, daß bei Änderung der wirksamen Gegenkopplung das Verhältnis der Gegenkopplungsfaktoren a und ß konstant und gleich dem Verstärkerinnenwiderstand Ri ist.
  • In dieser Gleichung ist a der Spannungsgegenkopplungsfaktor und ß der Stromgegenkopplungsfaktor. Es sind zwar bereits Verstärkerschaltungen mit mehreren getrennten Gegenkopplungswegen bekannt, jedoch haben in diesen Schaltungen die Gegenkopplungen eine andere Aufgabe. Sie sind daher auch nicht geeignet, eine Verstärkungsgradregelung ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes durchzuführen.
  • Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ermöglicht nicht nur, die anodenseitige Wicklung des Ausgangsübertragers wechselstrommäßig zu erden und damit die störenden Kapazitätseinflüsse zu unterbinden, sondern gestattet sogar, auf den Ausgangsübertrager völlig zu verzichten. Ferner läßt sich der für die Stromgegenkopplung erforderliche Widerstand gleichzeitig zur Erzeugung der Gittervorspannung der Endröhre benutzen. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip läßt sich sowohl auf einstufige als auch auf mehrstufige Verstärker anwenden. Die häufigste Anwendung in der Praxis dürfte aber bei den mehrstufigen Verstärkern liegen.
  • Im folgenden sollen zunächst die Bedingungen näher dargelegt werden, die erfüllt sein müssen, wenn eine Verstärkungsgradänderung mittels Gegenkopplung ohne Änderung des Innenwiderstandes erfolgen soll.
  • Für den Innenwiderstand eines gegengekoppelten Verstärkers gilt die Beziehung dabei bedeuten Ri' den Verstärkerinnenwiderstand des gegengekoppelten Verstärkers, R% den Innenwiderstand ohne Gegenkopplung, v. den Verstärkungsgrad des leerlaufenden, nicht gegengekoppelten Verstärkers, d. h. das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangswechselspannung, wenn der Verstärker ohne Gegenkopplung betrieben wird und der Verbraucherwiderstand Ra -> ao geht, a den Spannungsgegenkopplungsfaktor, d. h. das Verhältnis des von der Spannungsgegenkopplung herrührenden Anteils der im Eingangskreis zur Wirkung kommenden Gegenkopplungsspannung zur Ausgangsspannung, ß den Stromgegenkopplungsfaktor, d. h. das Verhältnis des von der Stromgegenkopplung herrührenden Anteils der im Eingangskreis zur Wirkung kommenden Gegenkopplungsspannung zum Ausgangsstrom.
  • Man erkennt aus der angegebenen Innenwiderstandsbeziehunz, daß im Fall die beiden Gegenkopplungsanteile sich in ihrer Wirkung auf den Innenwiderstand des gegengekoppelten Verstärkers aufheben. Daraus folgt, daß eine Änderung der Gesamtgegenkopplung, die den Innenwiderstand Ri' des gegengekoppelten Verstärkers nicht beeinflußt, nur dann möglich ist, wenn erstens von vornherein das Verhältnis des Stromgegenkopplungsfaktors ß zum Spannungsgegenkopplungsfaktor a gleich dem Innenwiderstand des nicht gegengekoppelten Verstärkers gewählt wird, und wenn zweitens die Änderung der Gegenkopplung derart erfolgt, daß das Verhältnis konstant bleibt. Diese Erkenntnis wird bei den bisher bekannten Schaltungen in der Weise ausgenutzt, daß bereits im Ausgangskreis des Verstärkers durch eine geeignete Schaltungsanordnung, z. B. die Brückenschaltung, eine einzige Gegenkopplungsspannung abgenommen wird, die von vornherein je einen Strom- und einen Spannungsgegenkopplungsanteil enthält, wobei das Verhältnis dieser Anteile der oben angegebenen Bedingung entspricht. Völlig getrennt voneinander treten die beiden Anteile gar nicht auf, dies liegt in der Natur der Brückenschaltung bzw. dieser äquivalenten Schaltungen.
  • Bei der Anordnung gemäß der Erfindung werden die beiden Gegenkopplungsanteile getrennt voneinander dem Ausgangskreis entnommen und ebenso getrennt voneinander dem Eingangskreis zugeführt, in dem erst die Zusammensetzung im richtigen Verhältnis erfolgt. Die Änderung der Gegenkopplung geschieht dann durch Änderung der Summe der beiden Anteile ohne Beeinflussung ihres Verhältnisses.
  • Das Prinzip dieser Schaltung sei im folgenden an Hand einiger Beispiele näher erläutert.
  • Fig. Z zeigt die Schaltung eines einstufigen Verstärkers mit Strom- und Spannungsgegenkopplung sowie Verstärkungsregelung durch gleichzeitige Änderung beider Gegenkopplungsanteile. Wie bereits erwähnt, empfiehlt sich die Anwendung dieses Schaltungsprinzips vor allem bei mehrstufigen Verstärkern. Aber auch beim einstufigenVerstärker kann man bereits die wesentlichen Merkmale des Schaltungsprinzips erkennen.
  • Die Stromgegenkopplung wird durch den Kathodenwiderstand Rk bewirkt, die Spannungsgegenkopplung durch den Zweig Ct, R1, R2, wobei Ct als Trennkondensator lediglich den Zweck hat, das Fließen eines Gleichstromes über R1 und R2 zu verhindern. Im Übertragungsbereich muß daher > R1 -i- R2 sein. Schon um durch die Gegenkopplungseinrichtung möglichst wenig Leistung zu verbrauchen, wird man R, + R, groß gegen den auf die Anodenseite übersetzten Verbraucherwiderstand Ra wählen, entsprechend Rk klein gegen Ra . ü2. In diesem Fall, und wenn R3 > R2 + Rk ist sowie der Abgriff von R, bei R2 liegt, gilt näherungsweise Ist Ri der innere Widerstand der Röhre, dann muß gewählt werden, damit beide Gegenkopplungsanteile sich in ihrer Wirkung auf den Verstärkerinnenwiderstand aufheben. Da die Summe der beiden Gegenkopplungsspannungen am Widerstand R3 liegt, ändert sich das Verhältnis der beiden Gegenkopplungsanteile nicht, wenn im Gitterkreis nicht die volle an R3 liegende Gegenkopplungsspannung zur Wirkung kommt, sondern nur ein Teil dieser Spannung. Man kann deshalb R3 mit einem verschiebbaren Abgriff versehen und als wirksame Gegenkopplungsspannung im Gitterkreis den zwischen diesem Abgriff und Kathode der Röhre vorhandenen Spannungsabfall benutzen.
  • In der Schaltung nach Fig. 2 liegt zwischen dem Abgriff von R3 und dem unteren Ende der Gitterwicklung des Eingangsübertragers ein Kondensator C" sowie zwischen demselben Ende der Gitterwicklung und dem negativen Anschluß der Anodenspannungsquelle ein Widerstand Re. Im Übertragungsbereich muß R9 > R3 sowie << R, sein. Der Kondensator C, verhindert, daß der Arbeitspunkt der Röhre vom eingestellten Gegenkopplungsgrad abhängt; R" hat lediglich den Zweck, die durch den Spannungsabfall des Anodenstroms an Rk hervorgerufene Gleichspannung an das Gitter zu bringen. C, und R, können aber auch in bekannter Weise als Gitterkondensator und Gitterableitwiderstand angeschaltet werden.
  • Durch die beschriebene Art der Schaltung, die angegebene Dimensionierung und die Art der Änderung der Gegenkopplung ist es also möglich, den Verstärkungsgrad zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen. Die hierzu angegebenen Formeln sind Näherungsformeln, die nur unter den dabei gemachten Voraussetzungen gelten. In der Praxis können diese Voraussetzungen meistens verwirklicht werden. Aber selbst dann, wenn das nicht der Fall ist, läßt sich das Prinzip der Anordnung ohne weiteres anwenden und die Schaltung beibehalten. Die Bedingungsgleichung = Ri gilt auf jeden Fall; die Formeln für a und ß werden dann allerdings etwas umständlicher.
  • Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist es zwar möglich, den Verstärkungsgrad durch Änderung der Gegenkopplung zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen, doch hat der Innenwiderstand dabei den gleichen Wert wie ohne jede Gegenkopplung. Will man nun erstens einen Innenwiderstand des Verstärkers, der einen anderen Wert hat als beim nicht gegengekoppelten Verstärker, und zweitens den Gegenkopplungsgrad ändern, ohne den geforderten Verstärkerinnenwiderstand zu beeinflussen, dann läßt sich. dies grundsätzlich dadurch erreichen, daß man zunächst den Verstärkerinnc nwiderstand durch eine entsprechende urveränderbare Rückkopplung auf den gewünschten Wert bringt, und dann auf den bereits rückgekoppelten Verstärker das Prinzip der kombinierten Strom- und Spannungsgegenkopplung in entsprechender Weise anwendet. Die Bedingung - Ri für die beiden der Änderung unterworfenen Anteile der kombinierten Gegenkopplung besteht nach wie vor, Ri bedeutet aber jetzt den durch die zusätzliche urveränderbare Rückkopplung bereits auf den verlangten Wert gebrachten Vcrstärkerinnenwiderstand.
  • Die Art der zusätzlichen urveränderbaren Rückkopplung richtet sich danach, ob der gegebene innere Widerstand der Endröhre des Verstärkers zu groß oder zu klein ist. Falls eine Herabsetzung des inneren Widerstandes erforderlich ist, wie dies in der Praxis wohl meistens vorkommen dürfte, muß die feste zusätzliche Rückkopplung entweder als Spannungsgegenkopplung oder als Strommitkopplung ausgeführt werden; ist eine Erhöhung des inneren Widerstandes notwendig, dann kann dies entweder durch Stromgegenkopplung oder durch Spannungsmitkopplung erfolgen.
  • Beim mehrstufigen Verstärker ist die Einführung einer zusätzlichen unveränderlichen Rückkopplung mit einfachsten Mitteln immer ohne weiteres möglich, beim einstufigen Verstärker führt aber das hier beschriebene Schaltungsprinzip zusammen mit einer festen zusätzlichen Rückkopplung zu komplizierten Ausführungsformen, wenn verlangt wird, daß eine Änderung des Gegenkopplungsgrades in weiten Grenzen und stufenlos erfolgen soll. Nur dann, wenn die Änderung des Gegenkopplungsgrades in Stufen erfolgen kann oder wenn nur verhältnismäßig kleine Änderungen gefordert werden, kommt man auch beim einstufigen Verstärker mit geringem Aufwand aus. Grundsätzlich ist jedoch auch hier eine Lösung möglich. Im folgenden werden zuerst noch einige Schaltungsbeispiele von mehrstufigen Verstärkern behandelt, dann soll noch kurz auf den erwähnten Sonderfall des einstufigen Verstärkers eingegangen werden.
  • Fig. 3 zeigt die Schaltung eines zweistufigen Verstärkers mit einer unveränderlichen Spannungsgegenkopplung zur Erreichung eines Innenwiderstandes, der kleiner ist als beim überhaupt nicht gegengekoppelten Verstärker,und mit je einer über beide Stufen sich erstreckenden Strom- und Spannungsgegenkopplung, mit der eine den Innenwiderstand nicht beeinflussende Verstärkungsänderung bzw. -einstellung bewirkt wird. Die urveränderbare Spannungsgegenkopplung zur Erzielung des geforderten Verstärkerinnenwiderstandes kommt dadurch zustande, daß in bekannter Weise ein Ohmscher Widerstand geeigneter Größe die Anoden der beiden Röhren miteinander verbindet. Die durch diesen Widerstand R, verursachte SpannungsgEgenkopplung wirkt sich daher nur auf die Endstufe des Verstärkers aus.
  • Die Hauptgegenkopplung, die zur Verstärkungsregelung benutzt wird, erstreckt sich über beide Verstärkerstufen, d. h. vom Ausgangskreis zum Eingangskreis. Der Spannungsgegenkopplungsanteil wird durch den Zweig Ct, R2, R3, der Stromgegenkopplungsanteil durch den Zweig Rs, R6 in den Gitterkreis der ersten Röhre geführt. Die Summe der an R6 und R3 auftretenden Spannungsabfälle ist die maximale Gegenkopplungsspannung, die im Gitterkreis der ersten Röhre auftreten kann. Im Gitterkreis dieser Röhre befindet sich im Prinzip die gleiche Anordnung, wie sie bereits beim einstufigen Verstärker nach Fig.2 besprochen wurde. Als tatsächlich zur Wirkung kommende Gegenkopplungsspannung wird die zwischen dem Abgriff des Widerstandes R7 und der Kathode der ersten Röhre bestehende Spannung benutzt. Falls Rg > ' R7 gewählt wird, ändert eine Verschiebung des Abgriffes an R7 das Verhältnis der beiden Gegenkopplungsanteile nicht. Für dieses Verhältnis selbst gilt dasselbe wie oben. Es muß = Ri gewählt werden, damit die beiden Anteile der Gegenkopplung sich in ihrer Wirkung auf den Verstärkerinnenwiderstand aufheben. Die Verschiebung des Abgriffs an R7 hat dann zwar eine Änderung von a und von ß zur Folge, nicht aber eine Änderung ihres Verhältnisses.
  • Ri ist dabei der durch die Eingangsgegenkopplung der Endstufe bestimmte Innenwiderstand, der bereits vorhanden ist, wenn die sich über beide Stufen erstreckende Gegenkopplung abgeschaltet wird. Er entspricht dem inneren Widerstand der Endröhre, der durch die auf diese selbst wirkende, von R4 herrührende Stromgegenkopplung heraufgesetzt und durch die von R1 verursachte Spannungsgegenkopplung wieder vermindert wird.
  • Die Schaltung nach Fig. 3 weist alle eben erwähnten Vorteile gegenüber der bekannten Brückengegenkopplungsschaltung (Fig. z) auf. Die Anodenwicklung des Ausgangsübertragers liegt einseitig wechselstrommäßig an Erde; der für die Stromgegenkopplung im Ausgangskreis erforderliche Widerstand wird gleichzeitig zur Erzeugung der Gittervorspannung der Endröhre benutzt.
  • Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines dreistufigen Verstärkers, dessen Endstufe wieder in sich gegengekoppelt ist (Stromgegenkopplung durch R., streng genommen durch Parallelschaltung von R4 und RS -1- R3; Spannungsgegenkopplung durch R1). Durch die eigene Gegenkopplung der Endstufe wird der geforderte Innenwiderstand des Verstärkers erzielt. Eine weitere Gegenkopplung erstreckt sich über alle drei Stufen, und zwar über die beiden Wege Ct, R2, R6 und R" R5, R3 (Ct = Trennkondensator). Die Summe der über diese beiden Wege in den Eingangskreis gelangenden Gegenkopplungsspannungen liegt an R7. C7 ist ein Trennkondensator, der bewirkt, daß die Gittervorspannung der ersten Röhre unabhängig von der Stellung des Abgriffs an R7 wird. Als wirksame Gegenkopplungsspannung dient die zwischen dem Abgriff von R7 und der Kathode der Röhre Rö r liegende Teilspannung. Die Stellung des Abgriffs beeinflußt den Verstärkerinnenwiderstand nicht, wenn für die beiden Anteile der über alle drei Stufen sich erstreckenden Gegenkopplung die Bedingung Ri = erfüllt ist.
  • Selbstverständlich sind die verschiedensten Abwandlungen der vorstehend nur als Ausführungsbeispiele beschriebenen Verstärkerschaltungen möglich, bei denen das der Erfindung zugrunde liegende Schaltungsprinzip ebenfalls angewendet werden kann. Es ist hierbei vor allem darauf hinzuweisen, daß die kombinierte Strom- und Spannungsgegenkopplung auch ohne weiteres frequenzabhängig ausgebildet sein kann und damit dem Verstärker ein ganz bestimmter gewünschter Frequenzgang erteilt werden kann. Die Einstellung des Verstärkungsgrades kann auch in diesem Fall nach dem beschriebenen Schaltungsprinzip erfolgen. `Feder die Frequenzabhängigkeit der Gegenkopplung noch die Änderung des Verstärkungsgrades wirkt sich dabei irgendwie auf den Verstärkerinnenwiderstand aus. Schließlich ist es auch möglich, den Frequenzgang selbst in einfachster Weise zu ändern, ohne den Innenwiderstand zu beeinflussen.
  • Aus der großen Zahl von Lösungsmöglichkeiten für die vorstehend genannten erweiterten Regelaufgaben sollen einige weitere Schaltungsbeispiele lediglich die Gesichtspunkte aufzeigen, die zu beachten sind, damit alle den Frequenzgang und den Verstärkungsgrad betreffenden Maßnahmen keinen Einfluß auf den Verstärkerinnenwiderstand ausüben.
  • In Fig. 5 ist der Eingangskreis eines mehrstufigen Verstärkers'dargestellt. I und II sind die beiden vom Ausgangskreis ausgehenden Gegenkopplungswege, entsprechend Fig. 3 oder 4. Wesentlich ist nun, daß im gesamten Übertragungsbereich gilt. Die Frequenzabhängigkeit der Gegenkopplung kommt in Fig.5 dadurch zustande, daß vor dem Widerstand R7, an dem die Gcgenkopplungsspannung abgegriffen wird, ein Kondensator C7 liegt. Durch geeignete Wahl der Größe dieses Kondensators wird erreicht, daß die wirksame Gegenkopplungsspannung im Gitterkreis der Röhre Rö z mit steigender Frequenz anwächst, die Verstärkung demnach mit wachsender Frequenz fällt. Ersetzt man C7 durch eine Induktivität, dann passiert das Umgekehrte.
  • Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, daß an Stelle von C7 und R7 jetzt ein aus den beidenWiderständen R7 und R$ und dem Kondensator C7 bestehendes Zweipol liegt. Es sei wieder dann wird davon, was im Zweig C7, R7, R3 gemacht wird, der Innenwiderstand nicht beeinflußt, vorausgesetzt selbstverständlich, die Bedingung = R2 ist bezüglich der an R3 bzw. R, auftretenden GegenkOpplungsspannungsanteile erfüllt.
  • Die im Gitterkreis wirksame Gegenkopplungsspannung fällt hier mit steigender Frequenz, die Verstärkung wächst daher mit steigender Frequenz. Die umgekehrte Wirkung tritt ein, wenn an Stelle von C7 eine Induktivität verwendet wird. Man erkennt, daß es hier hinsichtlich der erreichbaren Frequenzgänge eine Fülle von Möglichkeiten gibt, die hier nicht alle erläutert zu werden brauchen. Beachtet werden muß lediglich, daß der Scheinwiderstand des die beiden Widerstände R, und R3 überbrückenden Zweiges groß gegen R, + R3 sein muß. Um wieviel größer allerdings der Scheinwiderstand dieses Zweiges als (R6 -j- R3) zweckmäßig gewählt wird, hängt lediglich davon ab, welche Abweichungen des Verstärkerinnenwiderstandes von seinem Sollwert zulässig sind.
  • Macht man in der Schaltung nach Fig. .4 den Trennkondensator C7 so klein, daß er bereits innerhalb des Übertragungsbereiches den Scheinwiderstand des Zweiges R7, C7 stark beeinflußt, dann hat eine Verschiebung des Abgriffes an R7 sowohl eine Frequenzänderung als auch eine Verstärkungsänderung zur Folge. Da die Verstärkung bei dieser Änderung mit steigender Frequenz wächst, läßt sich das Prinzip dieser Regelmöglichkeit dazu verwenden, Entzerrer und Zwischenverstärker für Verstärkerfelder von Trägerfrequenzvcrbindungen über Leitungen zu vereinigen und in einfachster Weise einstellbar zu machen. Auch hier gibt es eine Fülle von Möglichkeiten. Um wenigstens anzudeuten, in welcher Art dabei vorgegangen werden kann, sei noch kurz auf den in Fig. 7 dargestellten Teil einer mehrstufigen Verstärkerschaltung eingegangen. Der Zweig, der die beiden Widerstände R, und R3 überbrückt, und zwar derart, daß sein Scheinwiderstand groß gegen R3 + R6 ist und an dem die wirksame Gegenkopplungsspannung abgegriffen wird, stellt dabei einen aus R3, R7, Ro, Rlo, R,1, C7 zusammengesetzten Zweipol dar. Die wirksame Gegenkopplungsspannung selbst ist die zwischen dem Abgriff von Rll und der Kathode der Röhre Rö x auftretende Spannung. Die Stellung des Abgriffes von Rll bestimmt die Höhe der Verstärkung. Macht man den Zweig R7, C7 noch einstellbar, dann kann damit der Frequenzgang beeinflußt werden und gleichzeitig die Verstärkung. Schließlich kann man noch eine Feinregelung anbringen, indem man den gegen R9 kleinen Widerstand Rla veränderbar macht. Eine geeignete Abwandlung dieser in Fig. 7 im Prinzip dargestellten Anordnung gestattet, bei einem Leitungsverstärker für Trägerfrequenzverbindungen auf einfachste Weise die Einstellung der Höhe der Verstärkung (Niveauregelung), des Frequenzganges in groben Zügen.(Leitungsentzerrung) sowie des genaueren Verlaufs der Verstärkung in Abhängigkeit von der Frequenz (Systementzerrer) vorzunehmen.
  • Schließlich sei noch gezeigt, wie bei einem einstufigen Verstärker, bei dem nur eine verhältnismäßig kleine Änderung der Verstärkung möglich oder bei dem die Verstärkung stufenweise einstellbar sein soll, die Einführung einer zusätzlichen Spannungsgegenkopplung zur Herabsetzung des inneren Widerstandes der Röhre und damit zur Erreichung eines gewünschten Verstärkerinnenwiderstandes mit einfachen Mitteln vorgenommen werden kann.
  • Fig. 8 zeigt den Fall, daß nur eine kleine Änderung der Verstärkung erforderlich ist. C4 dient dabei lediglich als Trennkondensator. Ist R2 groß gegen die Parallelschaltung von R3 + Rk und R4 -[- R", dann beeinflußt eine Änderung des Widerstandes R6 im wesentlichen nur die durch die Parallelschaltung bestimmte kombinierte Strom- und Spannungsgegenkopplung und nicht die hauptsächlich durch R, gegebene feste Spannungsgegenkopplung.
  • Fig. g zeigt die Schaltung eines einstufigen Verstärkers für stufenweise Änderung der Verstärkung ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes, wobei dieser durch Spannungsgegenkopplung herabgesetzt ist., Ct dient lediglich dazu, um einen Gleichstrom über diesen Zweig zu verhindern, um also den Arbeitspunkt der Röhre unabhängig von der Verstärkungseinstellung zu machen, was auch auf andere bekannte Weise erreicht werden kann. Die Verstärkungsänderung erfolgt durch gleichzeitige Änderung der Strom- und der Spannungsgegenkopplung.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verstärkerschaltung mit Regelung des Verstärkungsgrades durch eine kombinierte Strom- und Spannungsgegenkopplung ohne Beeinflussung des Verstärkerinnenwiderstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gegenkopplungen auf getrennten Wegen vom Ausgangskreis des Verstärkers auf den Eingangskreis zurückgeführt und erst in letzterem derart zusammengesetzt werden, daß bei Änderung der wirksamen Gegenkopplung das Verhältnis der Gegenkopplungsfaktoren a und ß konstant und gleich dem Verstärkerinnenwiderstand Ri ist (a = Spannungs-, ß = Stromgegenkopplungsfaktor).
  2. 2. Verstärkerschaltung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangskreis des Verstärkers ein Widerstand (Rs in Fig. z, R7 in Fig.3 usw.) derart angeordnet ist, daß an ihm die Summe der beiden Gegenkopplungsspannungen liegt und daß die veränderbare wirksame Gegenkopplungsspannung zwischen dem kathodenseitigen Ende dieses Widerstandes und einem variablen Abgriff desselben abgenommen wird.
  3. 3. Verstärkerschaltung nach Anspruch i und 2 für Verstärker mit ungerader Stufenzahl, dadurch gekennzeichnet, däß die Stromgegenkopplung auf die Kathode der Eingangsröhre, die Spannungsgegenkopplung auf einen Widerstand zurückgeführt ist, der zwischen Eingangsübertrager und Minuspol der Schaltung liegt. q..
  4. Verstärkerschaltung nach Anspruch i und 2 für Verstärker mit gerader Stufenzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsgegenkopplung auf die Kathode der Eingangsröhre und die Stromgegenkopplung auf einen zwischen Eingangsübertrager und Minuspol der Schaltung liegenden Widerstand zurückgeführt ist.
  5. 5. Verstärkerschaltung nach Anspruch z bis q., gekennzeichnet durch eine weitere Rückkopplung zur Einstellung des Verstärkerinnenwiderstandes.
  6. 6. Verstärkerschaltung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Strom- und Spannungsgegenkopplung frequenzabhängig ausgebildet ist.
  7. 7. Verstärkerschaltung nach Anspruch i bis q. und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgang des Verstärkers durch Verändern der- kombinierten Strom- und Spannungsgegenkopplung ohne Beeinflussung des Innenwiderstandes einstellbar ist. B. Verstärkerschaltung nach Anspruch :i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand, von welchem die wirksame Gegenkopplung abgenommen wird, als ein aus Ohmschen Widerständen und Impedanzen zusammengesetzter Zweipol ausgebildet ist, dessen Scheinwiderstand im gesamten Übertragungsbereich groß gegenüber der Summe der beiden Widerstände ist, an denen die einzelnen Gegenkopplungsspannungen erzeugt werden. g. Verstärkerschaltung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweipol als einstellbarer Entzerrer in Zwischenverstärkern von Trägerfrequenzverbindungen verwendet wird. io. Verstärkerschaltung nach Anspruch 8 und g, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Zweipols; daß mit ihm sowohl die Niveauregelung als auch die Leitungsentzerrung und der Restdämpfungsausgleich vorgenommen werden kann.
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