DE1001327B - Endstufe fuer Niederfrequenzverstaerker mit zwei Lautsprechern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Endstufe eines Niederfrequenzverstärkers mit zwei Lautsprechern, von denen der eine bevorzugt für die Wiedergabe der tieferen Frequenzen und der andere: bevorzugt für die Wiedergabe der höheren Frequenzen des Tonspektrums geeignet ist, unter Verwendung von einer oder mehreren Schirmgitterröhren als Endröhren. Ziel der Erfindung ist es, bei einer derartigen Endstufe eine wesentliche Herabsetzung der Verzerrungen im Bereich der hohen Frequenzen zu erreichen.

Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, daß Verzerrungen im Gebiet der hohen Frequenzen vom Ohr subjektiv besonders unangenehm empfunden werden. Das hat zur Folge, daß bei der Wiedergabe eines Tonfrequenzbandes, das den ganzen Hörbereich bis etwa 15 kHz umfassen soll, die Forderungen an die Verzerrungsfreiheit viel höher sein müssen, als es bei der Wiedergabe eines in der Richtung der hohen Frequenzen beschränkten Tonfrequenzbandes der Fall ist.

Wegen ihres hohen Wirkungsgrades werden heute in den Endstufen von Niederfrequenzverstärkern in der Mehrzahl Schirmgitterröhren, insbesondere Pentoden, verwendet. Durch den Verlauf der Röhrenkennlinien bedingt, bestehen bei diesen Röhren die neu entstehenden und als Verzerrungen empfundenen Töne hauptsächlich aus den 3. Harmonischen bzw. aus Kombinationstönen höherer Ordnung, also hohen Tönen. Sofern zur Wiedergabe Lautsprecher verwendet werden, die die höheren Frequenzen überhaupt nicht oder nur sehr unvollkommen wiedergeben können, unterdrückt der Lautsprecher einen Teil dieser Verzerrungen. Bei Verwendung eines Lautsprechers, der die Frequenzen bis 15 kHz wiedergibt, oder bei Verwendung von zwei oder mehreren Lautsprechern, von denen mindestens einer bevorzugt für die Wiedergabe der tieferen Frequenzgebiete (Tieftonlautsprecher) bzw. für die der höheren Frequenzgebiete (Hochtonlautsprecher) bestimmt ist, erfolgt eine solche Unterdrückung der im Verstärker entstehenden hohen Frequenzen nicht mehr, und sie kommen voll zur Wirkung.

Im Hinblick auf die Verzerrung verhalten sich Trioden günstiger als Schirmgitter röhren (Pentoden). Sehr nachteilig ist bei ihnen aber der geringere Wirkungsgrad.

Es ist schon eine Schaltung bekanntgeworden, die als »Ultra-Linear-Schaltung« in die Literatur Eingang gefunden hat (vgl. britische Patentschrift 496 883), bei welcher man die Vorteile von Trioden und Schirmgitterröhren zu vereinigen sucht. In dieser Schaltung wird das Schirmgitter der Endröhre nicht, wie üblich, wechselspannungsmäßig an Kathodenpotential gelegt, sondern man führt dem Schirmgitter einen Teil der Anodenwechselspannung zu, indem es

Endstufe für Niederfrequenzverstärker
mit zwei Lautsprechern

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 5. Mai 1955

Johann Kurnp, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

beispielsweise direkt an eine Anzapfung der Primärwicklung des im Anodenkreis der Endröhre liegenden

ag Ausgangstransformators gelegt wird, wodurch das Schirmgitter gleichzeitig auch die notwendige Gleichspannung erhält. Durch diese Schaltungsanordnung, die letztlich das Einführen einer Gegenkopplung bedeutet, erhält die Röhre Eigenschaften, die zwischen denen einer Triode und einer Röhre in Schirmgitterschaltung liegen. Die Verzerrungen werden auf Kosten der Leistung verringert, und zwar" gleichmäßig für alle Frequenzen.

Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß eine Leistungseinbuße wohl bei den höheren, Frequenzen in Kauf genommen werden kann, wenn nur die Leistung im tieferen und mittleren Frequenzbereich ungeändert bleibt, da die Stärke des subjektiven Höreindrucks hauptsächlich durch die Wiedergäbe dieses Bereiches bestimmt wird. Wenn dieser Bereich durch einen Lautsprecher wiedergegeben wird, der für die höheren Frequenzen unempfindlich ist, also durch einen Tieftonlautsprecher, dann kann man für diesen Bereich einen höheren Klirrfaktor zulassen, da, wie schon erwähnt, die aus ganz hohen Tönen bestehenden Verzerrungen nicht hörbar werden. Der Bereich der höheren Frequenzen,- der bei der Wiedergabe des ganzen Tonspektrums natürlich, nicht fehlen darf, muß dann aber durch einen gesonderten Hochtonlautsprecher wiedergegeben werden, wobei nun der Klirrfaktor so klein als nur möglich zu halten ist. Eine Leistungseinbuße bei der Wiedergabe dieses Bereiches kann in Kauf genommen werden, da sie sich gehörmäßig kaum auswirkt.

609 76T/291

Es ist schon vorgeschlagen worden, die tiefen und hohen Frequenzen getrennt zwei verschiedenen Endröhren zuzuführen, wobei als eine Endröhre eine Triode und, als zweite Endröhre eine Pentode Verwendung findet. Diese Anordnung erfordert jedoch einen. verhältnismäßig großen Aufwand.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß bei der Endstufe eines Niederfrequenzverstärkers mit zwei Lautsprechern, von denen der eine bevorzugt für die Wiedergabe- der tieferen. Frequenzen und der andere bevorzugt für die Wiedergabe der höheren Frequenzen des Tonspektrums geeignet ist, unter Verwendung von einer oder mehreren Schirmgitterröhren als Endröhren dadurch, daß die durch die Lautsprecher in den Anodenkreisen der Röhren wirksam werdenden Arbeitsimpedanzen hintereinander geschaltet sind, wobei an die Anode die von dem für die tieferen. Frequenzen bestimmten Lautsprecher gebildete Impedanz gelegt ist, diese Impedanz von einem Kondensator solcher Größe, daß sein Widerstand für die höheren Frequenzen klein gegenüber dieser Impedanz ist, überbrückt und das Schirmgitter zwischen den beiden Arbeitsimpedanzen angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sei an der Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In

Fig. 1 ist als Beispiel eine Schaltung mit einer Röhre dargestellt, während in

Fig. 2 eine Anordnung mit zwei Röhren im Gegentakt gezeigt ist.

In dar Schaltung nach Fig. 1 wird' dem Steuergitter 2 der Pentode 1 die zu verstärkende Wechselspannung zugeführt. Die notwendige Vorspannung erhält das Steuergitter in der üblichen Weise, indem die Kathode 3 über einen Widerstand 4 und einen Kondensator 5 mit dem Nullpotential¹ verbunden ist. Das Bremsgitter 6 liegt an der Kathode. Von der Anode 7 wird der Stromkreis zur Anodenstromquelle 8 über die Primärwicklung 9 des Ausgangstransformators 10, an dessen Sekundärwicklung 11 der Tieftonlautsprecher 12 liegt, und die mit der Wicklung 9 in Serie liegende Primärwicklung 13 des Ausgangstranefo>rmators 14, an dessen Sekundärwicklung 15 der Hochtonlautsprecher 16 liegt, geschlossen. Die Primärwicklung 9 ist durch einen Kondensator 17 überbrückt. Seine Größe ist so gewählt, daß er für die höheren Frequenzen einen sehr geringen Widerstand darstellt, also den Ausgangstransformator 10 für diese Frequenzen praktisch kurzschließt. Das Schirmgitter 18 der Pentode 1 steht in unmittelbarer Verbindung mit dem zwischen den beiden Primärwicklungen 9 und 13 liegenden Punkt 19 des Anodenstromkreises. Die Primärimpedäinz 13 kann, da es sich um den Ausgangstransformatoir für einen Hochtanlautsprecher handelt, ziemlich klein gehalten werfen. Für die tieferen Frequenzen liegt somit das Schirmgitter 18 praktisch an dem durch die Stromquelle 8 bestimmten konstanten positiven Potential, die Röhre 1 arbeitet also für die tieferen Frequenzen als Schirmgitterröhre. Der Wirkungsgrad ist sehr gut. Die Verzerrunr gen, die bei Schirmgitterröhren an sich größer sind, kommen aber im Lautsprecher nicht voll zur Wirkung, da es sich beim Lautsprecher 12 um einen. Tieftonlaut-Sprecher handelt. Für die höheren Frequenzen ist der Transformator 10 durch den Kondensator 17 praktisch kurzgeschlossen, was bedeutet, daß für diese Frequenzen die Anode 7 und das Schirmgitter 18 miteinander praktisch direkt verbunden sind. Die Röhre 1 arbeitet somit für diese Frequenzen als Triode. Der Wirkungsgrad ist somit für diese Frequenzen zwar kleiner, aber die Wiedergabe erfolgt mit sehr kleinem Klirrfaktor. Es gehört zum allgemeinen Fachwissen, die Dimensionierung so vorzunehmen, daß das Zusammenwirken der beiden Lautsprecher den meist geradlinig gewünschten« Verlauf der Wiedergabecharakteristik der ganzen Anordnung ergibt. Selbstverständlich können statt der Einzeliautsprecher 12 und 16 auch aus mehreren Lautsprechern bestehende Gruppen von Tiefton- und Hochtonlautsprechern verwendet werden, wobei natürlich zu einer Gruppe nur Lautsprecher gleicher Art vereinigt werden können.

In dem Beispiel der Fig. 1 sind die Arbeitsimpedanzen durch die mit den Lautsprechern belasteten Transformatoren gebildet. Es ändert an der Sachlage nichts, wenn Lautsprecher verwendet werden, deren Impedanz derart ist, daß sie ohne Verwendung der Transformatoren in den Stromkreis geschaltet werden können. Auch eine gleichstromfreie Anschaltung der Arbeitsimpedanzen ändert nichts an der prinzipiellen Funktion.

In der Fig. 2 ist die Anwendung der Schaltung nach der Erfindung in einer Gegentaktanordnung gezeigt. Die beiden Gegentaktröhren 20 und 21 sind nur schematisch dargestellt. Die beiden Hälften 22 und 23 des Ausgangstransformators 24 für den Tieftonlautsprecher 25 sind nicht unmittelbar miteinander verbunden. Jede Hälfte ist mit einem Kondensator 26 bzw. 27 für die höheren Frequenzen überbrückt. Die Mittelanzapfung 28 der aus zwei Hälften 29 und 30 bestehenden Primärwicklung des Ausgangstransformators 31 für den Hochtonlautsprecher 32 liegt am Pluspcl der Anodenspannungsquelle. Die Anoden 34 umd 35 der Röhren 20 und 21 liegen an. je einem Ende der Primärwicklungen 22 und 23, die anderen Enden dieser Wicklungen sind mit den Primärwicklungen 29 bzw. 30 verbunden·. Das Schirmgitter 36 der Röhre 20 liegt an dem Punkt 37 zwischen den Wicklungen 22 und 29, das Schirmgitter 38 dar Röhre 21 an dem Punkt 39 zwischen, den Wicklungen 23 und 30. Die Funktion der Schaltung ist genau die gleiche wie bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Claims (1)

1. PATENTANSPKUCH:

   Endstufe für Niederfrequenzverstärker mit zwei Lautsprechern,, von denen der eine bevorzugt für die Wiedergabe der tieferen Frequenzen, und der andere bevorzugt für die Wiedergabe der höheren Frequenzen des Tonspektrums geeignet ist, unter Verwendung von einer oder mehreren Schirmgitterröhren als Endröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die durch, die Lautsprecher in den Anodenkreisen der Röhren wirksam werdendem Arbeitsimpedanzen hintereinander geschaltet sind, wobei an die Anode jeweils die von dem für die tieferen Frequenzen bestimmten Lautsprecher gebildete Impedanz gelegt ist, diese Impedanz aber von einem Kondensator solcher Größe, daß der Widerstand des Kondensators für die höheren Frequenzen klein gegenüber dieser Impedanz ist, überbrückt und das Schirmgitter jeweils zwischen den beiden Arbeitsimpedanzen angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©609 757/291 1.57