DE102018004424A1 - DC coupled anode-cathode circuit - Google Patents
DC coupled anode-cathode circuit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018004424A1 DE102018004424A1 DE102018004424.7A DE102018004424A DE102018004424A1 DE 102018004424 A1 DE102018004424 A1 DE 102018004424A1 DE 102018004424 A DE102018004424 A DE 102018004424A DE 102018004424 A1 DE102018004424 A1 DE 102018004424A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- cathode
- anode
- coupled
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
- H03F1/22—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/22—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with tubes only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Technisches Problem der Erfindung = technische Aufgabe und ZielsetzungDer bekannten Röhrentechnik gemein ist der Betrieb an hohen Anodenspannungen (bis etwa 600V) mit der einhergehenden Gefahr für Leib und Leben, sowie hohen Netzteilkosten und deren recht hohen Verlusten.Mehrere gekoppelte Stufen benötigen Koppelkondensatoren oder Übertrager, welche Verzerrungen produzieren und die klanglichen Eigenschaften negativ beeinflussen.Die technische Aufgabe war es ein Mittel zu finden, um Verstärkerröhren in in einem kleinen Spannungsbereich einsetzbar zu machen und dennoch gute Kenndaten zu erzielen. Dabei sollten nachteilige, frequenzabhängige Bauteile entfallen.Lösung des Problems bzw. der technischen AufgabeVerwendung einer kombinierten Anoden-Basisschaltung (Eingang), gleichspannungsgekoppelt mit einer Kathoden-Basisschaltung (Ausgang) als Funktionsblock.Dies funktioniert in der Anoden- wie in der Kathodenschaltung mit allen gängigen Röhrentypen (Trioden,Tetroden, Penthoden)Die Verschaltung der beiden Röhren ist gleichspannungsgekoppelt ausgeführt und dadurch können sowohl der Eingangskondensator der Anodenschaltung als auch ein Koppelkondensator zur Kathodenschaltung (klangrelevant) entfallen.Der bei der alten Schaltungstechnik eingesetzte Bypass Kondensator (frequenzabhängig) und der Kathodenwiderstand an der Kathode der Kathodenschaltung können durch die direkte Anbindung an Masse bei der neuen Schaltungstechnik ebenfalls entfallen.TECHNICAL PROBLEM OF THE INVENTION = Technical Problem and ObjectiveThe known tube technology has in common is the operation at high anode voltages (up to about 600V) with the associated risk to life and limb, as well as high power supply costs and their very high losses. Several coupled stages require coupling capacitors or transformers, which Produce distortions and negatively affect the tonal properties. The technical task was to find a means to make amplifier tubes usable in a small voltage range and still obtain good characteristics. Solving the problem or the technical problem using a combined anode base circuit (input), DC-coupled with a cathode base circuit (output) as Funktionsblock.Dies works in the anode and in the cathode circuit with all common Tube types (triodes, tetrodes, penthodes) The interconnection of the two tubes is DC-coupled and thus both the input capacitor of the anode circuit and a coupling capacitor to the cathode circuit (sound relevant) omitted omitted.The used in the old circuit technology bypass capacitor (frequency-dependent) and the cathode resistance the cathode of the cathode circuit can also be omitted by the direct connection to ground in the new circuit technology.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Röhrentechnik ist eine recht alte, gewachsene Technik, die weitestgehend als erforscht gilt und deren Schaltungstechnik als bekannt vorausgesetzt wird.The tube technique is a fairly old, mature technique, which is considered largely researched and their circuit technology is assumed to be known.
Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art
Dieser Schaltungstechnik gemein ist der Betrieb an hohen Anodenspannungen (bis etwa 600V) mit der einhergehenden Gefahr für Leib und Leben, sowie hohen Netzteilkosten und deren recht hohen Verlusten.Common to this circuit technology is the operation at high anode voltages (up to about 600V) with the associated danger to life and limb, as well as high power supply costs and their rather high losses.
Die zur Arbeitspunkteinstellung der Verstärkerröhren nötige negative Gittervorspannung wird durch einen Kathodenwiderstand erzeugt, welcher wechselspannungsseitig durch einen Kondensator überbrückt wirdThe negative grid bias necessary for setting the operating point of the amplifier tubes is generated by a cathode resistor, which is bridged by a capacitor on the alternating voltage side
Bei schnellen Impulsen funktioniert diese Schaltungstechnik, bedingt durch die Eigenschaften von realen Bauteilen nur unzureichend und führt zu einer Anreicherung eines Elektronen-Überschusses am Steuergitter der Verstärkerröhre, welcher nur langsam durch die hochohmige Schaltung abgeführt werden kann. Dies führt und zu einer wesentlichen, länger andauernden und deutlich hörbaren Verschlechterung der Dynamik.In the case of fast pulses, this circuit technique, due to the properties of real components, works only insufficiently and leads to an accumulation of an excess of electrons at the control grid of the amplifier tube, which can only be dissipated slowly by the high-resistance circuit. This leads to a significant, prolonged and clearly audible deterioration in dynamics.
Mehrere gekoppelte Stufen benötigen Koppelkondensatoren oder Übertrager, welche Verzerrungen produzieren und die klanglichen Eigenschaften negativ beeinflussen.Multiple coupled stages require coupling capacitors or transformers which produce distortions and adversely affect the sonic properties.
Die zum Transport von freien Elektronen notwendige Röhrenheizung (direkt oder indirekt, je nach Röhrentyp) wurde mit Wechselspannung durchgeführt, was zur Beeinflussung des Nutzsignals führte.The necessary for the transport of free electrons tube heating (directly or indirectly, depending on the tube type) was carried out with AC voltage, which led to the influence of the useful signal.
Die Röhrenheizung war ohne Einschaltstrombegrenzung ausgeführt, was der Lebensdauer der Verstärkerröhre abträglich war (analog einer Glühbirne, die oft im Einschaltmoment stirbt)The tube heater was designed without inrush current limiting, which was detrimental to the life of the amplifier tube (analogous to a light bulb that often dies at power-on)
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Spannungsverstärker im Kleinleistungsbereich mit minimiertem Bauteileaufwand und unter Wegfall aller oben aufgeführten negativen BauteileeinflüsseVoltage amplifiers in the low power range with minimized component expenditure and omitting all negative component influences mentioned above
Lösung der AufgabeSolution of the task
Verwendung einer kombinierten Anoden-Basisschaltung (Eingang), gleichspannungsgekoppelt mit einer Kathoden-Basisschaltung (Ausgang).Use of a combined anode base circuit (input), DC coupled to a cathode base circuit (output).
Dies funktioniert in der Anoden- wie in der Kathodenschaltung mit allen gängigen Röhrentypen (Trioden,Tetroden, Penthoden, Hexoden)This works in the anode as in the cathode circuit with all common tube types (triodes, tetrodes, pentode, hexodes)
Die Verschaltung der beiden Röhren ist gleichspannungsgekoppelt ausgeführt und dadurch können sowohl der Eingangskondensator der Anodenschaltung als auch ein Koppelkondensator zur Kathodenschaltung (beide sehr stark klangrelevant) entfallen.The interconnection of the two tubes is DC-coupled and thereby both the input capacitor of the anode circuit and a coupling capacitor to the cathode circuit (both very much relevant to the sound) omitted.
Der Bypass Kondensator und der Kathodenwiderstand der Kathodenschaltung können durch die direkte Anbindung der Kathode an Masse ebenfalls entfallen.The bypass capacitor and the cathode resistance of the cathode circuit can also be omitted by the direct connection of the cathode to ground.
Das durch die Anodenschaltung direkt angesteuerte Steuergitter der nachfolgenden Kathodenschaltung kann sich, genau wie die Anodenschaltung selbst, durch die Dämpfung der Wechselwirkung durch den niedrigen Innenwiderstand der Anodenschaltung, nicht mehr mit einem Elektronenüberschuss anreichern, was zu einer deutlich verbesserten Dynamik führt.The directly controlled by the anode circuit control grid of the subsequent cathode circuit can, like the anode circuit itself, by the damping of the interaction by the low internal resistance of the anode circuit, no longer accumulate with an excess of electrons, resulting in a much improved dynamics.
Zudem wurde darauf geachtet, wirklich alle internen Schirmungen direkt auf Massepotential zu legen und somit jegliches Übersprechen zwischen den Schaltungsteilen zu vermeiden.In addition, care was taken to put all internal shielding directly at ground potential and thus to avoid any crosstalk between the circuit parts.
Die Röhrenheizung wird (bei Verwendung mehrerer Röhren unabhängig voneinander) mittels einer Konstantstromqelle mit Gleichstrom beheizt, die zu einer Verlängerung der Röhrenlebensdauer beiträgt; etwaiges entstehendes Übersprechen zwischen Steuerorganen (alle Röhrengitter) der Röhre(n) und der im gleichen Glaskolben untergebrachten direkten oder indirekten Röhrenheizung wird mit einem Bypass Kondensator unterbunden (deutlich hörbare Verbesserung).The tube heater is heated (using multiple tubes independently) by means of a constant current source with direct current, which contributes to an extension of the tube life; Any resulting crosstalk between control elements (all tube grids) of the tube (s) and the housed in the same glass bulb direct or indirect tube heating is prevented with a bypass capacitor (clearly audible improvement).
Lediglich ein Kondensator im Ausgang der Schaltung zur Auskopplung der Wechselspannungssignale wird benötigt. Dieser ist weit weniger klanglich relevant, da dessen eine Platte in etwa mit der halben Betriebsspannung beaufschlagt wird und sich das Nutzsignal mit geringerer Amplitude um diesen Arbeitspunkt bewegt, womit in der Folge verbesserte Wechselspannungsübertragungseigenschaften einhergehen.Only a capacitor in the output of the circuit for coupling the AC signals is needed. This is far less relevant in terms of sound, since its one plate is acted upon at about half the operating voltage and the useful signal moves with lower amplitude around this operating point, which is accompanied by improved AC transmission characteristics as a result.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
- • sowohl der Eingangskondensator, ein Koppelkondensator sowie ein Bypass Kondensator (alle sehr stark klangrelevant) können entfallen.• Both the input capacitor, a coupling capacitor and a bypass capacitor (all very relevant to the sound) can be omitted.
- • Keine ungewollte Anreichung der Steuergitter mit einem Elektronenüberschuss während des Betriebes• No unintentional enrichment of the control grid with an excess of electrons during operation
- • Verbessertes Übersprechen (Schirmgitter direkt an Masse)• Improved crosstalk (screen grid directly to ground)
- • Verbesserte Dynamik (Entfall des Kathodenwiderstandes und Bypasskondensators)• Improved dynamics (elimination of cathode resistance and bypass capacitor)
- • Geringe Verzerrungen (niederohmige Ansteuerung der Kathodenschaltung)• Low distortion (low-impedance control of the cathode circuit)
- • Geringes Rauschen (niederohmiger Eingangswiderstand, niederohmige Ansteuerung)• Low noise (low-impedance input resistance, low-impedance control)
- • Minimierter Bauteileaufwand• Minimized component costs
- • Geringe Rückwirkung von der angeschlossenen Last auf die Schaltung (Entnahme des Nutzsignals am einzigen Anschluss der Röhre, welcher nicht zu Steuerungsaufgaben benutzt werden kann)• Low reaction of the connected load to the circuit (removal of the useful signal at the single connection of the tube, which can not be used for control tasks)
- • Erhöhte Lebensdauer durch Soft Start (Konstantsrom betriebene Röhrenheizung)• Increased service life due to Soft Start (constant current operated tube heating)
- • Ausgleich von Alterungserscheinungen (selbstregelnde Röhrenheizung)• compensation of aging phenomena (self-regulating tube heating)
- • Eliminierungen von Rückwirkungen zwischen Röhrenheizung und Verstärkerröhre (Bypasskondensator der Röhrenheizung)• eliminations of repercussions between tube heater and intensifier tube (bypass condenser of the tube heater)
- • Gegenseitige weitestgehende Linearisierung der Röhrenkennlinien (durch die sich ausbildende negative Gitterspannung an der Anoden- gegen der sich ausbildenden positiven Gitterspannung an der Kathodenschaltung)Mutual extensive linearization of the tube characteristics (by the forming negative grid voltage at the anode against the forming positive grid voltage at the cathode circuit)
- • Die Schaltung arbeitet ohne Über-Alles Gegenkopplung• The circuit works without over-all negative feedback
- • Kostensenkung durch minimierten Bauteileaufwand sowie der möglichen Verwendung eines Standard-Industrienetzteils• Reduced costs through minimized component costs and the potential use of a standard industrial power supply
Weitere mögliche Ausgestaltung der ErfindungFurther possible embodiment of the invention
Denkbar wäre die Erweiterung zur Leistungselektronik unter Zuhilfenahme eines mittels MOSFET Transistoren aufgebauten Spannungsfolgers. Eine bauliche Vereinfachung kann durch Verwendung einer integrierten Verstärkerröhren erfolgen, z.B.: PCL84, ECL 80 ö.ä.The extension to power electronics would be conceivable with the aid of a voltage follower constructed using MOSFET transistors. A structural simplification can be made by using an integrated amplifier tubes, for example: PCL84, ECL 80 ö.ä.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018004424.7A DE102018004424A1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | DC coupled anode-cathode circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018004424.7A DE102018004424A1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | DC coupled anode-cathode circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102018004424A1 true DE102018004424A1 (en) | 2019-12-05 |
Family
ID=68575986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102018004424.7A Withdrawn DE102018004424A1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | DC coupled anode-cathode circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102018004424A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1108741B (en) * | 1960-01-22 | 1961-06-15 | Telefunken Patent | Circuit with limiting effect, especially for low frequency oscillations |
-
2018
- 2018-06-04 DE DE102018004424.7A patent/DE102018004424A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1108741B (en) * | 1960-01-22 | 1961-06-15 | Telefunken Patent | Circuit with limiting effect, especially for low frequency oscillations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2005036733A2 (en) | Differential amplifier arrangement | |
| DE102018004424A1 (en) | DC coupled anode-cathode circuit | |
| AT392711B (en) | OPTICAL TRANSMITTER | |
| DE1114600B (en) | Method and arrangement for compensating the slow changes in the data of a photomultiplier tube | |
| US2313097A (en) | System fob | |
| DE1167917B (en) | Regulated power supply for push-pull B amplifier | |
| DE976062C (en) | DC stabilized transistor cascade amplifier | |
| DE1538399C (en) | Circuit arrangement of an electronic voltage or current stabilizer with compensation of the heating voltage changes | |
| DE719065C (en) | Neutralized transmitter amplifier circuit for short waves | |
| DE884966C (en) | Tube amplifier arrangement with automatic regulation of the degree of amplification | |
| DE685671C (en) | Push-pull switching arrangement for modulation | |
| DE862309C (en) | Multi-stage amplifier with positive and negative feedback | |
| AT93392B (en) | Circuit arrangement for amplifying microphone currents through electron tubes. | |
| DE622693C (en) | Galvanically coupled amplifier | |
| DE1275100B (en) | Circuit arrangement for correcting the pillow-like distortion that occurs when an electron beam is deflected in an image display tube | |
| DE886768C (en) | Circuit arrangement for regulating or modulating an alternating voltage | |
| DE594684C (en) | Amplifier circuit | |
| DE1259934B (en) | Television receiver circuit arrangement for the simultaneous control of contrast and basic brightness | |
| DE848517C (en) | Amplifier unit | |
| DE862784C (en) | Pendulum feedback receiving circuit in which the pendulum frequency is generated in the same tube | |
| DE458965C (en) | Piezo-controlled tube transmitter | |
| DE1927588C3 (en) | Broadband amplifier, preferably line amplifier of carrier frequency technology with a negative feedback path that can be changed by a steep member | |
| DE945255C (en) | Speech current transmission system with amplifier and low-ohmic volume remote control resistor | |
| DE804108C (en) | Circuit for generating a control voltage | |
| DE629206C (en) | Device for operating a photocell filled with noble gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |