DE971308C - Verstaerker mit hohem Verstaerkungsgrad und starker Gegenkopplung sowie mit Massnahmen zum Verhindern der Selbsterregung bei tiefen Frequenzen - Google Patents
Verstaerker mit hohem Verstaerkungsgrad und starker Gegenkopplung sowie mit Massnahmen zum Verhindern der Selbsterregung bei tiefen FrequenzenInfo
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- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
- H03F1/36—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in discharge-tube amplifiers
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
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Description
AUSGEGEBEN AM 8. JANUAR 1959
C 5252 Villa/21 a2
bei tiefen Frequenzen
Bekanntlich kann man den Verstärkungsgrad eines Verstärkers weitgehend konstant machen,
wenn man eine Gegenkopplung genügender Stärke anwendet. Allerdings wird hierdurch einerseits
der Verstärkungsgrad vermindert, und andererseits entstehen leicht Schwingungen, und zwar um
so eher, je mehr Stufen der Verstärker umfaßt.
Es ergeben sich demnach erhebliche Schwierigkeiten, wenn man einen Verstärker mit zugleich
hohem und konstantem Verstärkungsgrad bauen will. Damit nämlich der Verstärker trotz der
Gegenkopplung genügend verstärkt, muß er mehr als zwei Stufen aufweisen. Dann werden aber die
Phasendrehungen der den Verstärker durchlaufenden Wechselströme so groß, daß die am
Ausgang der letzten Stufe abgenommene und dem. Eingang der ersten Stufe wieder zugeführte Rückkopplurigsspannung
für Frequenzen, die auf den Flanken der Durchlaßkurve des Verstärkers liegen, eine Phase und eine Amplitude aufweist,
die zur Selbsterregung führen kann. Um diese Selbsterregung zu vermeiden, ist man gezwungen,
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den Gegenkopplungsgrad herabzusetzen, um die Amplitude der Rückkopplungsspannungen mit falscher
Phase unter die Selbsterregungsschwelle herabzudrücken. Dies bewirkt aber seinerseits
eine Verminderung der Stabilisierungswirkung, die durch die Gegenkopplung herbeigeführt werden
soll, so daß der Verstärkungsgrad nicht mehr die gewünschte Konstanz aufweist.
Der erfindungsgemäße Verstärker kann demgegenüber einen Verstärkungsgrad besitzen,, der
gleichzeitig hoch und konstant ist. Dieser Verstärker ist mit mehreren Stufen ausgestattet, die
von einer gemeinsamen Betriebsspannungsquelle mit Gleichspannung versorgt werden, und weist
eine Gegenkopplungsschleife vom Ausgang der letzten Stufe zum Eingang der ersten Stufe auf.
Die Anordnung kennzeichnet sich dadurch, daß sie aus vier Stufen besteht, die paarweise als zwei
zweistufige in Kaskade geschaltete Teilverstärker angeordnet sind, die ihrerseits in Parallelschaltung
von der gemeinsamen Gleichspannungsquelle gespeist werden. Hierbei ist Sorge dafür getragen,
daß die Gleichspannungsquelle in an sich bekannter Weise einen sehr kleinen inneren Widerstand aufweist.
Die Verwendung von vier Verstärkerstufen erzielt einen hohen Verstärkungsgrad insbesondere
deshalb, weil die erfindungsgemäße Gruppierung der Stufen störende Kopplungen verhindert, die
zu Selbsterregungen bei tiefen Frequenzen führen können. Hierdurch kann also ohne die Gefahr
dieser Art von Selbsterregung (Blubbern) ein erheblicher Gegenkopplungsgrad verwendet werden,
wodurch die Verstärkung weitgehend konstant wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. Darin zeigt
Fig. ι das vereinfachte Schaltbild eines erfindungsgemäßen
Verstärkers und Fig. 2 das Schaltbild einer besonderen Ausführungsform der Erfindung.
Der in Fig. 1 dargestellte Verstärker enthält vier paarweise angeordnete Stufen 36, 37, 38 und
39, die zwei in Kaskade geschaltete Teilverstärker A1 und A2 bilden. Die Anodengleichspannung wird
diesen Teilverstärkern von einer gemeinsamen Spannungsquelle 6" geliefert, die in an sich bekannter
Weise so ausgelegt ist, daß sie einen geringen inneren Widerstand aufweist. Die Spannungsquelle
S speist in Parallelschaltung die beiden Teilverstärker A1 und A2. Zu diesem Zweck ist ihr
positiver Pol 34 über zwei getrennte Leitungen 55 und 56 mit den Siebgliedern der Teilverstärker A1
und A2 verbunden. Diese Siebglieder haben den üblichen Aufbau. Dasjenige für den Teilverstärker
A1 besteht aus den Widerständen 41 und 42
und den Kondensatoren 43 und 44, während das Siebglied für den Teilverstärker A2 aus den
Reihenwiderständen 45 und 46 und den Parallelkondensatoren 47 und 48 besteht.
Außerdem besitzt der Verstärker eine Gegenkopplungsschleife C1, die vom Ausgang der letzten
Stufe 39 zum Eingang der ersten Stufe 36 führt.
Diese Schleife ist so ausgelegt, daß sie eine Gegenkopplung sehr hohen Kopplungsgrades liefert, um
den Verstärkungsgrad praktisch konstant zu halten. Wie oben ausgeführt, existiert aber ein kritisches
Rückkopplungsverhältnis, das nicht überschritten werden kann, ohne daß der Verstärker ins Schwingen
gerät. Bei den bekannten vierstufigen Verstärkern ist das kritische Rückkopplungsverhältnis
deshalb sehr niedrig, weil störende Kopplungen über die Speisekreise auftreten, die ihre Wirkung
der von der Schleife C1 erzeugten Rückkopplung überlagern. Hierdurch kann schon eine Selbsterregung
auftreten, wenn die von der Schleife C1 gelieferte Rückkopplungsspannung allein noch
nicht zur Anregung von Schwingungen ausreichen würde.
Bei diesen Verstärkern ist nämlich die Verbindung 55 nicht vorhanden. Dafür hat man zwischen
den Widerständen 41 und 46 eine punktiert in Fig. ι eingezeichnete Verbindung 57. Unter diesen
Umständen schließen sich. die Anodenströme der Stufen 36 und 37 zu einem kleinen Teil über die
Widerstände 46 und 45 und den Innenwiderstand der Spannungsquelle S. Infolge der Anwesenheit
der Kondensatoren 43, 44, 47 und 48 ist dieser Anteil zwar sehr gering, für die niedrigen Frequenzen
der Durchlaßkurve jedoch nicht vernachlässigbar. Andererseits treten in diesen Frequenzbereichen
Phasenbeziehungen auf, die zur Selbsterregung führen können. So stimmt die Phase der
Ausgangsströme der Stufen 36 und 38 einerseits und der Stufen 37 und 39 andererseits überein.
Wenn nun beispielsweise der Strom im Widerstand 45 zunimmt, wird hierdurch die Anodenspannung
der Stufe 37 erhöht, wodurch der Strom im Ausgangskreis der Stufe 37 anwächst und infolgedessen
die Stromänderung im Widerstand45 verstärkt wird. Es ergibt sich also eine positive
Rückkopplung, die einen Verstärker, der wegen der Rückkopplungsschleife C1 bereits in der Nähe des
Selbsterregungspunktes ist, sehr wohl zu Schwingungen anregen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verstärker kann die störende Rückkopplung über die Widerstände 45
und 46 nicht auftreten, da die Verbindung 57 fehlt. Nur über die Spannungsquelle 6* kann noch
eine Rückkopplung zustande kommen. Da diese aber leicht so gestaltet werden kann, daß ihr
Innenwiderstand nur etwa 1 Ohm beträgt, während die Widerstände 45 und46 mehrere 1000 Ohm
aufweisen müssen, ist es klar, daß die Kopplung über die Spannungsquelle 51 weit weniger imstande
ist, eine Selbsterregung des erfindungsgemäßen Verstärkers hervorzurufen, als die Kopplung über
die Widerstände 45 und 46 bei den bekannten Verstärkern.
Der erfindungsgemäße Verstärker kann demgemaß einen Verstärkungsgrad aufweisen, der gleich- zeitig
hoch und konstant ist. Gemäß der Erfindung ist ein gegengekoppelter mehrstufiger Verstärker
hohen Verstärkungsgrades, dessen Gegenkopplungsschleife vom Ausgang der letzten Stufe zum Einang
der ersten Stufe führt, wobei jede Stufe mit
einem eigenen Siebglied versehen ist, über das ihr die Anodenspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärker vier Stufen enthält, die zwei in Kaskade geschaltete Teilverstärker
in der Weise bilden, daß die zwei Siebstufen jedes dieser Teilverstärker in an sich bekannter
Weise in Reihe geschaltet sind und die Teilverstärker in Parallelschaltung von der gemeinsamen
Sp.annungsquelle gespeist werden, die
ίο in an sich bekannter Weise so ausgelegt ist, daß
sie einen geringen Innenwiderstand aufweist.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht dem Schaltbild der Fig. i, wobei
gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente bedeuten. Die Schaltung ist im übrigen in bekannter
Weise aufgebaut und braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden, Die drei ersten
Stufen 36, 37 und 38 sind mit Pentoden bestückt, deren Arbeitswiderstände R1, R2, R3 zwischen den
Anoden und den Entkopplungskondensatoren 43, 44, 47 liegen. Nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung enthält jede der drei ersten Stufen einen Spannungsteiler aus zwei Teilwiderstanden
10 und 11, dessen Abgriff M jeweils an das Schirmgitter der Pentode angeschlossen ist, während.-die
Endpunkte der Spannungsteiler einerseits an Masse und andererseits an die Verbindungspunkte 49', 49", 49'" der Arbeitswiderstände -und
der Entkopplungskondensatoren der entsprechenden Stufen angeschlossen sind. Ferner ist dafür
gesorgt, daß die Widerstände 10 und 11 jedes
Spannungsteilers klein gegen den Innenwiderstand der Kathoden-Schirmgitter-Strecke der Pentode
sind.
Die Vorspannungsgewinnung des Schirmgitters einer Pentode mit Hilfe einer Potentiometerschaltung
ist an sich bekannt. Jedoch verbessert die beschriebene besondere Bemessung noch die
Stabilität der hier betrachteten Verstärker, denn sie bewirkt eine große Konstanz der Schirmgittervorspannungen.
Claims (2)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Gegengekoppelter mehrstufiger Verstärker hohen Verstärkungsgrades, dessen Gegenkopplungsschleife vom Ausgang der letzten Stufe zum Eingang der ersten Stufe führt, wobei jede Stufe mit einem eigenen Siebglied versehen ist, über das ihr die Anodenspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker vier Stufen (36 bis 39) enthält, die zwei in Kaskade geschaltete Teilverstärker (A1, A2) in der Weise bilden, daß die zwei .Siebstufen jedes dieser Teilverstärker in an sich bekannter Weise in Reihe geschaltet sind und die Teilverstärker in Parallelschaltung von der gemeinsamen Spannungsquelle (S) gespeist werden, die in an sich bekannter Weise so ausgelegt ist, daß sie einen geringen Innenwiderstand aufweist (Fig. 1).
- 2. Verstärker nach Anspruch 1, in dem die 6c drei ersten Stufen mit Pentoden bestückt sind, deren Arbeitswiderstände einerseits an die Anoden, andererseits über Entkopplungskondensatoren an Masse angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmgitter . dieser Stufen jeweils über einen Spannungsteiler gespeist werden, dessen Enden an Masse bzw. am Verbindungspunkt zwischen dem Arbeitswiderstand und dem Entkopplungskondensator liegen, und dessen Widerstände 7c jeweils klein gegen den Innenwiderstand der Kathodenschirmgitterstrecke der Pentode sind (Fig. 2).In Betracht gezogene Druckschriften:H. Pitsch »Lehrbuch der Funkempfangstechnik«, 2. Auflage, 1950, S. 533, 548 (Abb. 550), 549, 736 (Abb. 802a), 751 (Abb. 815);deutsche Patentanmeldungen T 455, VIII a/21 a2 (Patent 805047), ρ 53180, VIira/2ia2 (Patent 8r 260);schweizerische Patentschrift Nr. 236 494.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR301270X | 1951-01-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE971308C true DE971308C (de) | 1959-01-08 |
Family
ID=8888510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC5252A Expired DE971308C (de) | 1951-01-12 | 1952-01-12 | Verstaerker mit hohem Verstaerkungsgrad und starker Gegenkopplung sowie mit Massnahmen zum Verhindern der Selbsterregung bei tiefen Frequenzen |
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Country | Link |
---|---|
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CH (1) | CH301270A (de) |
DE (1) | DE971308C (de) |
GB (1) | GB709235A (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH236494A (de) * | 1938-05-27 | 1945-02-15 | Bell Telephone Mfg | Gegengekoppelter Verstärker. |
DE805047C (de) * | 1950-02-09 | 1951-05-07 | Telefunken Gmbh | Schaltungsanordnung zur Beseitigung des Blubberns |
DE812260C (de) * | 1949-08-28 | 1951-08-27 | Telefunken Gmbh | Niederfrequenzverstaerker |
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0
- BE BE508233D patent/BE508233A/xx unknown
-
1952
- 1952-01-01 GB GB97/52A patent/GB709235A/en not_active Expired
- 1952-01-09 CH CH301270D patent/CH301270A/fr unknown
- 1952-01-12 DE DEC5252A patent/DE971308C/de not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CH236494A (de) * | 1938-05-27 | 1945-02-15 | Bell Telephone Mfg | Gegengekoppelter Verstärker. |
DE812260C (de) * | 1949-08-28 | 1951-08-27 | Telefunken Gmbh | Niederfrequenzverstaerker |
DE805047C (de) * | 1950-02-09 | 1951-05-07 | Telefunken Gmbh | Schaltungsanordnung zur Beseitigung des Blubberns |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH301270A (fr) | 1954-08-31 |
GB709235A (en) | 1954-05-19 |
BE508233A (de) |
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