DE941546C - Amplitudenbegrenzer - Google Patents

Amplitudenbegrenzer

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DE941546C
DE941546C DER2941D DER0002941D DE941546C DE 941546 C DE941546 C DE 941546C DE R2941 D DER2941 D DE R2941D DE R0002941 D DER0002941 D DE R0002941D DE 941546 C DE941546 C DE 941546C
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DE
Germany
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grid
anode
cathode
resistor
amplitude limiter
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Expired
Application number
DER2941D
Other languages
English (en)
Inventor
Muray G Crosby
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE941546C publication Critical patent/DE941546C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G11/00Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
    • H03G11/004Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general using discharge tubes

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Description

  • Amplitudenbegrenzer Die Erfindung bezieht sich auf einen Am.plitudenbegrenzer, der sowohl die positive als auch die negative Halbwelle in gleicher Weise bei Erreichen eines bestimmten Wertes begrenzt.
  • Amplitudenbegrenzerschaltungen sind .in den verschiedensten Ausführungsformen bereits bekanntgeworden. Beispielsweise benutzt einer dieser bekannten Amplitudenbegrenzer einen aus mehreren Stufen bestehenden, nach Art eines Gleichstromverstärkers gekoppelten Verstärker, bei dem die Anode der vorhergehenden Röhre unmittelbar mit dem Gitter der folgenden Röhre unter Zwischen-Schaltung von Vorspannbatterien verbunden ist. Die Vorspannbatterie hat dieAufgabe, dieAnodenspannung der Vorstufe vom Gitter der folgenden Stufe fernzuhalten. Der Zwang, solche Batterien zu benutzen, bringt sowohl wegen des Aufwandes als auch wegen der Kapazität dieser Batterien gegen Erde beim Arbeiten des Begrenzers beträchtliche Nachteile mit sich.
  • Eine andere Art der Amplitudenbegrenzer benutzt eine mit Sättigung arbeitende Röhre. In diesem Falle wird die negative Halbwelle dadurch in ihrer Amplitude begrenzt, daB sie in das Gitterspannungsgebiet gesteuert wird, in dem der Anodenstrom Null ist, während die positive Halbwelle durch die Sättigungseigenschaften der Röhre begrenzt wird. Diese Anordnung führt im allgemeinen zu unsymmetrischer Begrenzung der beiden Halbwellen. Die Ausgangsleistung bleibt nicht konstant, wenn der Begrenzungspunkt erreicht ist, sondern steigt etwas an oder sandet ab.
  • Ein weiterer Nachteil, den die vorerwähnten bekannten Begrenzerschaltungen mit sich bringen, besteht darin, daß bis ins Gitterstromgebiet gesteuert wird und damit oberhalb eines bestimmten Eingangspegels der Eingangskreis belastet wird.
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Amplitudenbegrenzer, welcher die Nachteile ,der bekannten Schaltungen vermeidet und insbesondere eine weitgehend gleichmäßige Begrenzung der positiven und negativen Halbwellen der Eingangsspannung ohne Belastung des Eingangskreises ermöglicht. Gemäß derErfindung soll ein Ampätudenbegrenzer mit zwei in Kaskade geschalteten- Entladungsstrecken, unter Verwendung der begrenzenden Wirkung des unteren Knickes der Gitterspannung-Anodenstrom-Charakteristik, dadurch geschaffen werden, daß die Kathode der beiden je eine Kathode, mindestens je ein Gitter und je eine Anode aufweisenden, gegebenenfalls in einem gemeinsamen Kolben eingebauten, selbständigen Entladungsstrecken miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand an ein festes Potential, insbesondere Erdpotential, gelegt sind, daß die zu begrenzende Spannung zwischen dem Gitter der ersten Strecke und dem Punkt festen Potentials liegt, daß die Anode der ersten Strecke unmittelbar mit der Anodenstromquelle verbünden ist, daß die Anode der zweiten Strecke über eine den Abgriff der Spannungen für den Verbraucher ermöglichende Impedanz an die Anodenstromquelle gelegt ist und daß die Kennlinien beider Entladungsstrecken bis unter den unteren Knick hinaus angesteuert werden.
  • Die Kopplung zweier Röhrenstufen durch einen gemeinsamen Kathodenwiderstand ist zwar schon bekannt, es handelt sich dabei aber um selbstschwingende Multivibratoren, bei denen außer der Kathodenkopplung noch eine weitere Kopplung zwischen den Stufen besteht, oder um Verstärker, die ausschließlich im linearen Teil der Gitterspannung-A.nodenstrom-Charakteristik arbeiten.
  • Die Abbildungen veranschaul.ichenAusführungsbeispiele des Gegenstandes. der Erfindung sowie Diagramme, an denen die mit der neuen -Anordnung erzielbaren Signale veranschaulicht werden sollen.
  • In der Abb. i sind zwei Entladungisstrecken T, und T2 dargestellt. Diese Entladungsstrecken sind hinsichtlich ihres Elektronenstroms .gänzlich getrennt. Beide Strecken sind in dem gleichen Glaskolben eingebaut. An Stelle der gezeichneten Doppeltriode ist es .selbstverständlich auch möglich, getrennte Trioden zu verwenden, falls dies erwünscht ist. Die Entladungsstrecke T1 besteht aus einer Triode mit der Kathode i i, dem Gitter 12 und der Anode 13, die Entladungsstreck eT2 aus den entsprechenden Elementen 21, 22, 2@3. Die Eingangsspannung wird über den K opplungskondensator i und den Gitterwiderstand-2 in der üblichen Weisezugeführt. Um nun diegewünschte Begrenzerwirkung zu erhalten, wird gemäß der Erfindung zwischen den miteinander verbundenen Kathoden i i und 21 und Erde der Kathoden-Kopplungswiderstand 3 eingeschaltet. Die Anode 13 der Strecke 7, ist unmittelbar mit der Anodenspannun.gsquelle -I- B verbunden. Das Gitter 22 der Strecke T2 ist unmittelbar geerdet, während die Anode 23 der Strecke T2 über einen Widerstand 5 mit der Anodenspannungsquelle -I- B verbunden :ist. Der übliche Entkopplungskondensator ist mit bezeichnet. Die Anode 23 der Strecke T2 ist über den Kondensator 6 und die Klemmen 7 und 8 an den Verbraucher geschaltet.
  • Wenn bei der Schaltung nach Abb. i das Gitter 12 der Strecke T1 pos:itiv wird, isteigt der Kathodenstrom durch den Widerstand 3 an, so daß die Kathoden i i und 2i beider Röhren positiver gegenüber Erde werden. Das Positiverwerden der Kathode 21 der Strecke T2 gegenüber Erde entspricht einem Negativerwerden des Gitters 22. Auf diese Weise bewirkt eine Änderung am Gitter 12 der Strecke T, in positiver Richtung eine entsprechende negatiiv-e. Änderung am Gitter 2a der Strecke T.. Diese Phasenumkehr in der Strecke T2 ruft eine mit der Begrenzerwirkung am unteren Knick arbeitende Begrenzung der pösitiven Halbwelle der Eingangsspannung hervor, während :die Strecke T, eine solche für die negativen Halbwellen bewirkt. Wenn also das Gitter 12 der Strecke T1 negativ wird, begrenzt ihr unterer Kennlinienknick die entsprechende Änderung des Kathodenstromes. Wenn das Gitter der Strecke T1 positiver wird, wird das Gitter 22 der Strecke T2 negativer, bis der untere Kennlinienknick für die Strecke T2 erreicht ist.
  • Die Schaltung nach der Abb.2 entspricht im wesentlichen der Schaltung nach zier Abb. i mit dem Unterschied, daß im Ausgangskreis statt des Widerstandes 5 der Abb. i - ein Schwingungskreis 25, der aus den Kapazitäten L und C besteht, gesetzt ist.
  • An Hand des Diagrammes nach Abb. 3 soll die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung veranschaulicht werden. Diese Kurve zeigt in dem Gittenspannungs-Anodenstrom-Kennlinienbild die statische Charakteristik L, L- der Begrenzerschaltung. Unterhalb der Abszisse sind die si:nu.s.förmigen Eingangsspannungen Ega, Egb und Eg. und die Ausgangsströme Jpa, Jpb und J" in bezug auf die statische Charakteristik eingetragen. Wenn keine Gittervorspannung am Gitter 12 oder 22 vorhanden ist, arbeitet der Verstärker am Punkt a der Kurve. Solange die Eingangsspannung Ega nicht den geraden Teil der statischen Charakteristik überschreitet, folgt der Anodenstrom Jpa im wesentlichen der Form der Eingangsspannung. Sobald jedoch. die Eingangsspannung über .den Knick der Charakteristik herausgesteuert wird, kann keine weitere Änderung mehr im Anodenstrom stattfinden. Die Kuppen der Sinusw eile werden abgeflacht. Wenn eine negative Vorspannurig an das Gitter 12 der Entladungsstrecke T1 angelegt wird. arbeitet der Verstärker ungefähr am Punkt b der statischen Charakteristik. Der sich dann ergebende Anodenstrom ist durch- die Kurve lpb gekennzeichnet. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß die positiven Impulse kürzer geworden sind als die negativen Impulse. Das Gitter 12 der Strecke T, kann durch eine Gittervorspannungsbatterie oder allein dadurch negativ gemacht werden, daß das Gitter 22 der Strecke TZ positiver gemacht wird.
  • In ähnlicher Weise arbeitet der Begrenzer am Punkt c der statischen Charakteristik, wenn eine negative Vorspannung dem Gitter 22 der StreckeT" oder eine positive Vorspannung dem Gitter 12 der Strecke T1 zugeführt wird. Der entsprechende resultierende Anodenstrom ist aus der Kurve Jpc zu ersehen. Durch die Wahl der verschiedenen Gittervorspannungen lassen sich dementsprechend rechteckige Impulse mit verschiedenen Zeichen-und Pausenlängen erzielen.
  • Die in der Abb. 4. dargestellte Schaltung ist insbesondere geeignet, Impulse von verschiedener Zeichen- und Pausenlänge, wie sie durch die Kurven JA und J" in der Abb. 3 gezeigt sind, zu erzeugen. Diese Schaltung unterscheidet sich von der an Hand der Abb. 2 und 3 beschriebenen durch die Einschaltung des Potentiometers 14 und 15 zwischen die Leitungen von den Gittern nach Erde. Wenn man mit dieser Schaltung eine Wellenform, wie sie durch die Kurve Jnb (Abb. 3) gekennzeichnet ist, erhalten will, muß der verschiebbare Abgriff des Potentiometers 14 etwa auf die Mitte eingestellt werden, so daß eine positive Vorspannung am Gitter 22 entsteht, während der Abgriff am Potentiometer 15 auf das linke Ende einzustellen Ist. Somit ist also hier der Betriebsfall, welcher dem Arbeitspunkt b in Abb. 3 entspricht, wie oben angedeutet, dadurch erzielt, daß allein das Gitter 22 positiv vorgespannt wird, während das Gitter 12 die Vorspannung Null erhält. Der Betriebsfall c in Abb. 3 wird bei der Schaltung nach Abb. q. dadurch hergestellt, daß der Abgriff am Potentiometer 14. nach links und am Potentiometer 15 etwa auf die Mitte eingestellt wird.
  • Durch Änderung des Wertes des Kathodenwiderstandes 3 läßt sich sowohl der Verstärkungsgrad verändern, als auch die Größe der Eingangsspannung, bei welcher Gitterstrom fließt. Beispielsweise rufen höhere Werte des Kathodenwiderstandes 3 geringe Verstärkungsgrade hervor und auch ein Ansteigen des Wertes der Eingangsspannung, bei welcher Gitterstrom fließt. Da der Gitterstrom Unsymmetrien in der Begrenzerwirkung des Verstärkers hervorruft, sind höhere Werte des Kathodenwiderstandes zur Erzielung hoher Begrenzungsgrade erwünscht. Die gesamte Verstärkung des Verstärkers wird durch höhere Werte des Kathodenwiderstandes infolge der prozentualen größeren Gegenkopplung der Entladungsstrecke T2 herabgesetzt. Die Gegenkopplung bezüglich der Entladungsstrecke T1 bleibt konstant iooo/o unabhängig vom Wert des Kathodenwiderstandes.
  • In der Abb. 5 ist die Ausgangsspannung dargestellt, die dem Anodenstrom Jp« entspricht, der durch den Widerstand 5 gemäß der Schaltungsanordnung nach Abb. i und .I fließt. Es ist ersichtlich, daß die Kurvenform der Spannungswelle die gleiche ist wie die der Stromwelle, jedoch ist die relative Amplitude höher. Entsprechend ähnliche Ausgangsspannungen lassen sich für die Ströme J";, und Jp, gemäß Abb. 3 erhalten.
  • Eine dreieckige Ausgangswelle kann hergestellt werden, wenn in den Ausgangskreis ein Netzwerk gelegt ist, wie dies die Abb. 6 zeigt. Dieses Netzwerk besteht aus einem Widerstand 25 und einem Kondensator 26, die in Reihe zwischen den Kondensator und Erde gelegt sind. Die Ausgangsspannung wird von den Klemmen 7 und 8 des Kondensators 26 abgenommen. Die erzielbare Wellenform zeigt die Abb. 7.
  • Eine weitere Abänderung der in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Schaltungsanordnungen zeigt die Kopplungsschaltung für die Kathoden in der Abb.6. An Stelle des gemeinsamen Kopplungswiderstandes 3 (Abb. 1, 2 und 4.) tritt ein Kopplungsnetzwerk, das aus dem Widerstand 3, 3' und einer Impedanz 7_ besteht, die ein Kondensator, ein Widerstand oder eine Induktivität sein kann. Durch Verändern des Wertes der Koppelimpedanz und ihrer Eigenschaften kann die Wellenform der Ausgangswelle etwas geändert werden, z. B. kann sie in den Fällen, wo eine unsymmetrische Begrenzung vorhanden ist, durch geeignete Einstellung völlig symmetrisch gemacht werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit zwei in Kaskade geschalteten Entladungsstrecken versehener durch die begrenzende Wirkung des unteren Knickes der Gitterspannungs-Anodenstrom-Charakteristik die Amplituden begrenzenderAmplitudenbegrenzer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden der beiden je eine Kathode (11, 21), mindestens je ein Gitter (12, 22) und je eine Anode (13, 23) aufweisenden, gegebenenfalls in einem gemeinsamen Kolben eingebauten, selbständigen Entladungsstrecken (T1, T2) miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand (3) an ein festes Potential, insbesondere Erdpotential, gelegt sind, daß die zu hegrenzende Spannung zwischen dem Gitter (12) der ersten Strecke (T1) und dem Punkt festen Potentials liegt, daß die Anode (13) der ersten Strecke (T1) unmittelbar mit der Anodenstromquelle (-I- B) verbunden ist, daß die Anode (23) der -zweiten Strecke (T") über eine den Abgriff der Spannungen für den Verbraucher ermöglichende Impedanz (5) an die Anodenstromquelle (-I- B) gelegt ist und daß die Kennlinie beider Entladungsstrecken bis unter den.unteren Knick hinaus ausgesteuert werden.
  2. 2. Amplitudenbegrenzer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gitter über eine den Abgriff voneinander verschiedener Gittervorspannungen gestattende Potentiometeranordnung an das feste Potential, z. B. Erdpotential, geschaltet ist.
  3. 3. Abänderung des Amplitudenbegrenzers nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede Kathode und das feste Potential, z. B. Erdpotential, ein Widerstand geschaltet ist und daß die Kathoden über eine, die Einstellung auf Symmetrie ermöglichende Impedanz (Köndensator, Spule oder Widerstand) miteinander verbunden sind. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 490 396; »Funk«, r934 S. 525; »Proceedings of the IRE«, Juni- 1938, S. 713 bis 716.
DER2941D 1939-05-23 1940-05-24 Amplitudenbegrenzer Expired DE941546C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB490396A (en) * 1937-02-18 1938-08-15 Eric Lawrence Casling White Improvements in or relating to television transmitting or receiving systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB490396A (en) * 1937-02-18 1938-08-15 Eric Lawrence Casling White Improvements in or relating to television transmitting or receiving systems

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