DE1278562B - Schaltungsanordnung zur Linearisierung der Amplitudenkennlinie eines Leistungsverstaerkers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03f

Deutsche Kl.: 21 a4-29/50

Nummer: 1278 562

Aktenzeichen: P 12 78 562-5-35 (N 20563)

Anmeldetag: 19. September 1961

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung der Amplitudenkennlinie eines Leistungsverstärkers, bestehend aus einem mit dem Eingangskreis des Verstärkers unmittelbar und einem weiteren mit dem Ausgangskreis des Verstärkers über ein Dämpfungsglied verbundenen Gleichrichterkreis, deren Ausgänge mit einer Vergleichsschaltung verbunden sind, in der ein von der Linearität der Amplitudenkennlinie abhängiges Differenzsignal gebildet wird. Unter der Amplitudenkennlinie eines Leistungsverstärkers wird im vorliegenden Sinn die Kennlinie verstanden, die den Zusammenhang zwischen der Amplitude der Ausgangsleistung und der Amplitude der Eingangsleistung wiedergibt.

Es ist bekannt, zum Korrigieren der von einem Röhrenverstärker herbeigeführten Verzerrung eine Gegenkopplung anzuwenden (niederländische Patentschrift 19707). Durch diese Gegenkopplung wird jedoch die Verstärkung erheblich herabgesetzt.

Es ist weiterhin (aus der schweizerischen Patentschrift 260 999) bekannt, zur linearen Verstärkung einer amplitudenmodulierten Eingangswelle eines Röhrenverstärkers einen Teil der Eingangs- und einen Teil der Ausgangswelle dieses Röhrenverstärkers gleichzurichten, daraus eine Differenzsteuerspannung zu bilden und damit die Eingangswelle derart zu modulieren, daß die Wellenform der Amplitudenumhüllenden der Ausgangswelle praktisch gleich der der Eingangswelle wird. Eine derartige Anordnung zeigt auch die USA.-Patentschrift 2 252 049.

Es ist ferner (aus der deutschen Patentschrift 764406) ein Verfahren zur Amplitudenmodulation durch Lastmodulation für Ultrakurzwellen bekannt, also ein sogenanntes Absorptionsmodulationsverfahren, bei dem in einem Lecherkreis der Innenwiderstand einer Triode durch die an das Gitter der Triode angelegte modulierende Spannung geändert und damit dieser Lecherkreis unterschiedlich belastet und infolgedessen moduliert wird. Die Anode der Triode ist in dieser bekannten Schaltung über gegeneinandergeschaltete Dioden mit zwei verschiedenen zueinander symmetrisch liegenden Punkten des Lechersystems verbunden.

Nur dann, wenn die Dioden über einen genügend großen Bereich ihrer Kennlinien genau gleich sind, läßt sich auch die Modulationskennlinie in genügend großem Bereich linear halten. Jeder Unterschied in den Diodenkennlinien führt also zu Nichtlinearitäten der Modulationskennlinie und daher zu Verzerrengen im Ausgangssignal.

Schließlich ist noch ein Transistorverstärker mit Schaltungsanordnung zur Linearisierung der
Amplitudenkennlinie eines Leistungsverstärkers

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr.-Ing. H.-D. Zeller, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Jacques Cayzac, La Varenne, Saint-Hilaire, Seine; Claude Ducot, Neuilly (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 22. September 1960 (839 280)

Unterdrückung nichtlinearer Verzerrungen in einer Stufe durch Gewinnung einer Differenzspannung aus dem Eingangs- und Ausgangssignal und Verkleinerung der Verstärkung einer Vorstufe durch Zuführung dieser Differenzspannung vorgeschlagen worden.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus. Sie bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein durch das Differenzsignal gesteuerter Belastungskreis (CV) gegebenenfalls über einen Impedanztransformator (77) mit einer zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangskreis des Leistungsverstärkers liegenden Zwischenkreis verbunden ist.

Die Anordnung nach der Erfindung arbeitet also ganz anders als z. B. die Anordnung nach der deutschen Patentschrift 764406. Die Gleichrichterkreise können nämlich bei der Erfindung derart bemessen werden, daß die Arbeitspunkte immer im linearen Teil der Kennlinien liegen.

Nach der Erfindung kann der veränderliche Belastungskreis der Gitter-Anoden-Raum einer Triode sein.

Auch kann der veränderliche Belastungskreis durch ein Ferritelement gebildet werden. Derartige

809 618/208

Ferrite sind ζ. B. bei Meinke/Gundlach, »Taschenbuch der Hochfrequenztechnik«, 2. Auflage, 1962, insbesondere S. 394, angegeben.

Weiterhin kann nach der Erfindung der Leistungsverstärker ein Mehrkammer-Klystron-Leistungsverstärker sein.

Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung eines Klystron-Verstärkers,

Fig. 2 ein Kennlinienfeld PS = f (PE).

Eine zu verstärkende Hochfrequenzenergie (F i g. 1) wird über eine Koppelschleife C1 dem Eingang eines Klystrons K mit drei Hohlraumresonatoren zugeführt. Die Anzahl der Hohlraumresonatoren ist nicht wesentlich, weil die beschriebene Linearisierungsschaltung an jedes Mehrkammer-Klystron angeschlossen werden kann.

Parallel zu dem Mehrkammer-Klystronverstärker (aus dem die verstärkte Energie über eine Koppelschleife C 2 entnommen wird) ist eine Vergleichsschaltung geschaltet, die am Eingang des Klystronverstärkers aus einem ersten Gleichrichterkreis D1 und am Ausgang aus einem Dämpfungsglied A und _a5 einem zweiten Gleichrichterkreis D 2 besteht. Der Dämpfungsfaktor des Gliedes A ist derartig, daß, wenn die Verstärkung linear ist, die von den Kreisen Dl und D 2 gelieferten Signale ungeachtet des Eingangsleistungspegels einander gleich sind.

Diese Signale werden der Vergleichsschaltung C zugeführt, die daher ein Differenzsignal in Abhängigkeit von der Linearitätsabweichung im Verstärker liefert.

Dieses Differenzsignal steuert einen veränderlichen Belastungskreis CV, der über einen Impedanztransformator TI die Kreisgüte eines mittleren Hohlraumresonators des Klystronverstärkers bestimmt und diese in geeigneter Weise ändert. Eine Steilheitsabweichung des Klystronverstärkers wird unmittel- bar korrigiert, indem nämlich der Augenblickswert der Kreisgüte eines Zwischenhohlraumresonators (bzw. einer Zwischenkammer des Klystronverstärkers) geändert wird.

Der veränderliche Belastungskreis kann aus dem Gitter-Anoden-Raum einer Triode bestehen, dessen Vorspannung das vom Vergleichskreis gelieferte Differenzsignal ist. Die Vorspannung der Triode beeinflußt also die Amplitudenkennlinie der Zwischenkammer.

Fig. 2 zeigt eine Kennlinie FS = f(PE) des Ausgangsenergieniveaus PS in Abhängigkeit vom Eingangsenergienieveau PE für drei bestimmte Werte der Vorspannung. Dabei zeigen die ausgezogenen Kennlinien einen Höchstwert Vp max, einen Mittelwert Fpmoy und einen Mindestwert Vp min einer Vorspannung Vp. Eine Betrachtung dieser Kennlinien lehrt, daß es möglich ist, derartige Werte der veränderlichen Vorspannung zu bestimmen, daß sich eine lineare Amplitudenkennlinie für wachsende Werte des Eingangsenergienieveaus (gestrichelten Kurve) ergibt und daß das vom Vergleichskreis gelieferte Differenzsignal den geeigneten Augenblickswert der Vorspannung gut darstellt, weil dieses das Ergebnis der Differenz zwischen dem wirklichen Ausgangsenergieniveau und dem einer unverzerrten Verstärkung entsprechenden Ausgangsenergieniveau ist.

Die Schaltungsanordnung läßt sich an Signale jeder Art anpassen. Wenn die Gleichspannungskomponente durchgelassen werden muß, genügt es, dem geschilderten Kreis einen Gleichstromverstärker zuzusetzen, der z. B. zwischen dem veränderlichen Belastungskreis und dem Impedanztransformator TI geschaltet wird.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann zum Korrigieren der Linearitätsabweichungen eines Röhrenverstärkers Anwendung finden, der mehrere Stufen und geeignete Resonanzkreise enthalten kann. Sie kann auch beim Fernsehen Anwendung finden, bei der sich dann die Korrektur auf das Ganze oder einen Teil des Videobereichs bezieht. Auch ist es für weniger hohe Frequenzen möglich, den Belastungskreis z. B. aus Ferritelementen aufzubauen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Linearisierung der Amplitudenkennlinie eines Leistungsverstärkers, bestehend aus einem mit dem Eingangskreis des Verstärkers unmittelbar und einem weiteren mit dem Ausgangskreis des Verstärkers über ein Dämpfungsglied verbundenen Gleichrichterkreis, deren Ausgänge mit einer Vergleichsschaltung verbunden sind, in der ein von der Linearität der Amplitudenkennlinie abhängiges Differenzsignal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch das Differenzsignal gesteuerter Belastungskreis (CV), gegebenenfalls über einen Impedanztransformator (TI), mit einer zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangskreis des Leistungsverstärkers liegenden Zwischenkreis verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Belastungskreis der Gitter-Anoden-Raum einer Triode ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Belastungskreis durch ein Ferritelement gebildet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsverstärker ein Mehrkammer-Klystron-Leistungsverstärker ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 764 406;
schweizerische Patentschrift Nr. 260 999;
niederländische Patentschrift Nr. 19 707;
USA.-Patentschrift Nr. 2 252 049.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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