DE1147265B

DE1147265B - Schaltungsanordnung zum Stabilisieren des Arbeitspunktes einer Verstaerkerroehre

Info

Publication number: DE1147265B
Application number: DEP26368A
Authority: DE
Inventors: Walter Otten
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1961-01-12
Filing date: 1961-01-12
Publication date: 1963-04-18
Also published as: US3198424A; GB992511A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Stabilisieren des Arbeitspunktes einer Verstärkerröhre, die gespeist wird aus einer einen merklichen Innenwiderstand aufweisenden Speisequelle, an die eine stark schwankende Belastung angeschlossen ist. Ändert sich die Belastung, so ändern sich im allgemeinen auch die Gleichstromvorspannungen der Elektroden der Verstärkerröhre, so daß sich der Arbeitspunkt verschiebt. Dadurch ändern sich dann auch die Eigenschaften der Röhre, insbesondere ihre Steilheit, so daß ihre einwandfreie Funktion in Frage gestellt sein kann.

Es ist an sich bekannt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß die Speisespannung stabilisiert wird, z. B. durch Verwendung einer Glimmstabilisatorröhre. Dies bedingt jedoch einen höheren Aufwand und auch eine höhere Belastung der Speisequelle.

Es ist auch bekannt, den Arbeitspunkt einer Elektronenröhre durch eine Gleichspannungsgegenkopplung zwischen der Anode und dem Gitter zu stabilisieren. Hierzu muß jedoch im Anodenkreis ein hoher Gleichstromwiderstand eingeschaltet sein, was eine wesentliche Verminderung der tatsächlich wirksamen Elektrodenvorspannung bedingt, und außerdem läßt sich durch eine Gegenkopplung stets nur eine Verminderung, nicht aber eine völlige Beseitigung oder gar eine Überkompensation der Arbeitspunktverschiebungen erreichen.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art lassen sich diese Nachteile vermeiden, und man kann mit einem wesentlich geringeren Aufwand eine sichere Stabilisierung des Arbeitspunktes erreichen, wenn gemäß der Erfindung zwischen der Belastung und dem negativen Pol der Speisequelle ein Widerstand eingeschaltet ist und wenn das Steuergitter der Röhre gleichstrommäßig an den Verbindungspunkt der Belastung und des Widerstandes angeschlossen ist, wobei die Beziehung

Schaltungsanordnung zum Stabilisieren
des Arbeitspunktes einer Verstärkerröhre

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Walter Otten, Hamburg,
ist als Erfinder genannt worden

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erfüllt ist (R = Wert des Widerstandes; D = Durchgriff der Röhre; Rj = innerer Widerstand der Speisequelle).

Auf diese Weise wird der die Verstärkerröhre durchfließende Anodenstrom konstant gehalten, der Einfluß einer Änderung der Anodenspannung wird durch eine entsprechende Steuerung am Gitter ausgeglichen. Dadurch wird also jedenfalls die Steilheit recht genau stabilisiert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die Figur zeigt den im vorliegenden Zusammenhang wichtigen Gleichstromkreis einer Verstärkerröhre T, wobei die Zuführung und Abnahme zu verstärkender Schwingungen oder Meßgrößen od. dgl. nicht angegeben ist, da diese ohne weiteres in üblicher Weise erfolgen kann.

Die Figur zeigt eine Schaltung, die von einer Gleichstromquelle gespeist wird, deren EMK den Wert U₀ hat. Die Quelle weist jedoch einen Innenwiderstand Rf auf, so daß die tatsächlich zur Verfügung stehende Betriebsspannung U_b entsprechend dem Spannungsabfall am Widerstand R₁ geringer ist und außerdem mit der Belastung schwankt. Die Belastung ist als veränderlicher Widerstand B angegeben und kann z. B. durch eine oder mehrere weitere Verstärkerröhren gebildet sein, die geregelt werden, so daß ihr Strom sich merklich ändert.

An die Speisequelle ist eine Verstärkerröhre T angeschlossen, in deren Anodenzweig ein Arbeitswiderstand R_a und in deren Kathodenzweig ein Widerstand^ eingeschaltet ist. Wenn das Gitter dieser Röhre T an einen von der Betriebsspannung U_b gespeisten Spannungsteiler gelegt ist, ändern sich bei Änderungen der Betriebsspannung die Vorspannungen der Röhre, insbesondere die Anodenspannung und die Kathodenspannung U_k so, daß auch der Anoden- bzw. Kathodenstrom der Röhre schwankt. Um dies zu vermeiden, ist nach der Erfindung zwischen dem Belastungswiderstand B und dem negativen Pol der Speisequelle ein Widerstand R eingeschaltet, der so bemessen ist, daß die Beziehung

R = D-R,

erfüllt ist. Das Steuergitter der Röhre T ist gleichstrommäßig an den Verbindungspunkt der Be-

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lastung B und des Widerstandes R angeschlossen. Wenn der Belastungswiderstand B kleiner wird und dadurch die Belastung für die Speisequelle ansteigt, wird die Spannungsteilung an den Widerständen B und R derart verschoben, daß die Spannung am Gitter der Röhre T positiver wird. Dadurch wird der Einfluß der abnehmenden Anodenspannung ausgeglichen und der Kathodenstrom stabilisiert. Ersichtlich läßt sich durch eine Vergrößerung des Widerstandes R auch eine etwa gewünschte Überkompensation erreichen.

Die Erfindung hat insbesondere Bedeutung für kleinere Geräte, die nur mit einem verhältnismäßig schwachen Speiseteil, z.B. einer Netz-Gleichrichterschaltung, versehen sind. Dies ist z. B. bei Konvertern der Fall, wie sie bei Fernsehempfängern Verwendung finden, um Empfangssignale eines höheren Frequenzbereiches auf niedrigere Frequenzen umzusetzen. Derartige Geräte haben vielfach nur zwei Röhren, von denen die eine als Oszillator geschaltete Röhre ihre Vorspannung aus den Oszillatorschwingungen erhält, deren Amplitude von der eingestellten Frequenz stark abhängig ist. In entsprechender Weise ändert sich somit auch die durch diese Oszillatorröhre hervorgerufene Belastung, was sich auch auf die andere, vorzugsweise als Vorverstärker dienende Röhre auswirken würde. Eine Änderung des Arbeitspunktes der Vorverstärkerröhre ergibt aber eine Änderung ihrer Verstärkung und gegebenenfalls auch eine Verschlechterung ihrer Rauscheigenschaften. Durch Anwendung der Erfindung kann eine völlige Stabilisierung des Arbeitspunktes der Vorröhr© erzielt werden. Falls diese in Gitter-Basis-Schaltung arbeitet, kann ohne weiteres der mit dem Gitter verbundene Sehaltungspunkt an Erde gelegt werden, wie dies in der Figur gestrichelt angedeutet ist. Auch bei einem Empfangs- oder Verstärkergerät mit in B-Schaltung liegender Endstufe ergeben sich ähnliche Verhältnisse.

Ersichtlich kann die Erfindung auch angewendet werden, wenn eine andere Elektronenröhre, z. B. eine Mehrgitterröhre, wie eine Pentode, verwendet wird, wobei gegebenenfalls eine gewisse Korrektur des Widerstandes R erforderlich ist, um den Einfluß weiterer Elektrodenvorspannungen auf den Anodenbzw. Kathodenstrom mit zu berücksichtigen.

Auch bei einer Schaltungsanordnung mit Transistoren ergeben sieh grundsätzlich gleiche Verhältnisse, so daß auch dort in äquivalenter Übertragung die Erfindung anwendbar ist.

Da der Anoden-Kathoden-Strom der Röhre T in der Schaltungsanordnung nach der Erfindung stabilisiert ist, können der Kathodenwiderstand R_k und der Anodenwiderstand R_a beliebige Werte haben, wie sie auf Grund der Aufgabe der Schaltungsanordnung gefordert werden. Durch den Spannungsabfall am Widerstand R ergibt sich allerdings eine zusätzliche Gittervorspannung U_g, die bei der Bemessung des Kathodenwiderstandes R_k für die Festlegung des Arbeitspunktes mit berücksichtigt werden muß.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Schaltungsanordnung zum Stabilisieren des Arbeitspunktes einer Verstärkerröhre, die gespeist wird aus einer einen merklichen Innenwiderstand aufweisenden Speisequelle, an die eine stark schwankende Belastung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Belastung (B) und dem negativen Pol der Speisequelle ein Widerstand (R) eingeschaltet ist und daß das Steuergitter der Röhre (T) gleichstrommäßig an den Verbindungspunkt der Belastung (B) und des Widerstandes (R) angeschlossen ist, wobei die Beziehung

R = D-R₁

erfüllt ist (R = Wert des Widerstandes; D = Durchgriff der Röhre; R₁ = innerer Widerstand der Speisequelle).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 814 606;
britische Patentschrift Nr. 413 544;
»Proceedings of the IRE«, Juli 1957, S. 1011 und 1012.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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