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Verstärker mit Gegenkopplung und mit Aussteuerungsanzeige Zur Anzeige
der Aussteuerung von Verstärkern ist die Messung der Ausgangsspannung des Verstärkers
bekannt. Hierbei besteht jedoch der Nachteil und die Gefahr, daß bei Kurzsehluß
des Ausganges eine drohende Überlastung des Verstärkers nicht erkennbar ist, weil
die Ausgangsspannung des Verstärkers in diesem Falle Null ist und daher keine Aussteuerung
angezeigt wird. Ein weiterer Nachteil bei der Messung der Ausgangsspannung zur Aussteuerungsanzeige
besteht darin, daß bei Übersteuerung des Verstärkers die Ausgangsspannung praktisch
konstant bleibt, unter Umständen sogar bei sehr starker Übersteuerung abnimmt. Bei
einer Aussteuerungsanzeige von 900/,
kann also der Verstärker schon völlig
übersteuert sein, ohne daß dies angezeigt wird.
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Eine andere bekannte Möglichkeit zur Anzeige der Aussteuerung besteht
in der Messung der Eingangsspannung des Verstärkers. Die Anzeige ist dabei lastunabhängig.
Dies ist jedoch bei bestimmten Betriebszuständen nachteilig. Leerlauf des Verstärkerausganges
wird nicht angezeigt, so daß bei größeren Aussteuerungen in -der Nähe der Vollaussteuerung
unzulässige Spannungen am Ausgangstransformator auftreten können, die unter Umständen
zur Zerstörung des Ausgangstransformators führen. Kurzschluß des Verstärkerausganges
wird ebenfalls nicht angezeigt, so daß die Gefahr von Überlastungen des Verstärkers
besteht. Diese Gefahr ist besonders groß bei einem gegengekoppelten Verstärker,
bei dem die Gegenkopplungsspannung bei Kurzschluß des Ausganges des Verstärkers
wegfällt, so daß dadurch die wirkliche Steuerspannung an den Verstärkerröhren, d.
h. also die tatsächliche Aussteuerung, noch weiter zunimmt, ohne daß dies angezeigt
wird.
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Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Die Erfindung
betrifft einen Verstärker mit Gegenkopplung und mit Aussteuerungsanzeige. Die Erfindung
besteht darin, daß sowohl von der Differenz zwischen Eingangsspannung und Gegenkopplungsspannung
als auch von der Gegenkopplungsspannung des Verstärkers abgeleitete Spannung zur
Anzeige dient, derart, daß jeweils nur die größere Spannung von beiden wirksam ist,
wobei jedoch beide Spannungen bei Nennlast im Bereich unterhalb der Vollaussteuerung
gleich groß sind. Zur Anzeige gelangen also entweder die Ausgangsspannung des Verstärkers
oder der zur Gegenkopplung abgeleitete Teil der Ausgangsspannung oder die tatsächliche
Steuerspannung an der Eingangsröhre des Verstärkers und nicht die Spannung an den
Eingangsklemmen des Verstärkers. Jeweils die größere von beiden wird angezeigt.
Bei Kurzschluß am Verstärkerausgang wird die tatsächliche Aussteuerung der Röhren
angezeigt. Bei Leerlauf des Verstärkerausganges wird die Ausgangsspannung angezeigt,
so daß auch unzulässige Überspannungen am Verstärkerausgang angezeigt werden. Die
Größe der beiden zur Anzeige gelangenden Spannungen ist so eingestellt, daß bei
ordnungsgemäßem Abschluß des Verstärkerausganges beide Spannungen im Bereich unterhalb
der Vollaussteuerung gleich groß sind. Bei zu hoher Eingangsspannung bewirkt die
Eingangsspannung und nicht die Ausgangsspannung die Aussteuerungsanzeige und macht
dadurch die zu hohe Eingangsspannung sichtbar.
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An Hand der Zeichnung F i g. 1 bis 3 soll die Erfindung näher erläutert
werden.
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Die an den Eingangsklemmen 1 und 2 eines Verstärkers 3 stehende Eingangsspannung
U1 setzt sich aus der tatsächlichen Steuerspannung (Gittersteuerspannung) U2 des
Verstärkers und einer Gegenkopplungsspannung U3 zusammen, die von einer Wicklung
4 eines Ausgangsübertragers 5 abgenommen wird. An Klemmen 6 und 7 einer Ausgangswicklung
8 steht eine Spannung U4, die einen Laststrom durch den Lastwiderstand RL fließen
läßt. Zum besseren Verständnis der nachfolgenden F i g. 2 sind in der Schaltung
Punkte 9, 10,11 und 12 bezeichnet, an denen die Spannungen UZ und U3 stehen.
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Die Punkte 9, 10, 11, 12 finden sich in der Schaltung gemäß F i g.
2 wieder. Die Spannungen UZ und U3 fallen an Potentiometern 13 und 14 ab, deren
Schleifer mit der negativen Elektrode von Dioden 15 und 16 verbunden sind. Die positiven
Elektroden liegen gemeinsam an einem aus einem Widerstand 17 und einem Kondensator
18 gebildeten Siebglied, an dem eine Spannung U6 steht, die in einem Anzeigeinstrument
19 angezeigt wird. Ist der Spitzenwert des der Diode zugeführten Anteils der Wechselspannung
U2
größer als der des Anteils der Wechselspannung U3, so ist auch
die Spannung UB in gleicher Weise größer als der Spitzenwert der Wechselspannung
U3. Die Diode 16 ist damit in Sperrichtung vorgespannt, so daß die Spannung U3 keinen
Einfluß auf die Anzeige hat. Ist der Anteil der Spannung U3 größer als der der Spannung
U2, so gilt das gleiche sinngemäß in umgekehrter Weise. Das Anzeigeinstrument 19
kann auch eine elektronische Anzeigeröhre sein.
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Die beiden Potentiometer 13 und 14 werden so eingestellt,
daß im Bereich unterhalb der Vollaussteuerung bei ordnungsgemäßem Abschluß, also
Nennabschluß des Verstärkerausganges, an dem Schleifer gleiche Anteile der Spannungen
U2 und U3 stehen.
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An Hand der F i g. 3 soll die Wirkungsweise der Schaltung erläutert
werden. Die zur Anzeige dienende Spannung U, ist in Abhängigkeit von der Eingangsspannung
U1 aufgetragen. U8 ist dem Zeigerausschlag des Anzeigeninstrumentes proportional.
Die gestrichelte Linie 25 gibt den Wert für die zulässige Aussteuerung an.
Die gestrichelte Linie 20 markiert den Wert der Eingangsspannung bei Vollaussteuerung
für Nennabschluß RN. Bei Nennabschluß gilt die Kurve 21.
Bis zum Erreichen
der Vollaussteuerung (Linie 20) besteht Proportionalität zwischen der Spannung U,
und der Eingangsspannung U1. Bei Übersteuerung des Verstärkers, also bei Werten
von U1, die oberhalb der Linie 20 liegen, sinkt die Verstärkung in dem Verstärker
3 wegen dessen Übersteuerung ab, so daß die Spannung U3 konstant bleibt. Die Spannung
U2 und damit auch die Spannung UB steigen daher überproportional mit der Eingangsspannung
U1 an; für diesen Bereich gilt daher die Kurve 22.
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Bei Leerlauf des Verstärkerausganges, d. h. also für RL
= 0o, steigt die Ausgangsspannung U4 bei konstanter Eingangsspannung U1 und
damit auch die Gegenkopplungsspannung U3 wegen der Gegenkopplung nur wenig an. In
der Zeichnung ist dieses Ansteigen vernachlässigt, so daß bei Werten der Eingangsspannung
U1 unterhalb der Linie 20 ebenfalls die Kurve 21 gilt. Oberhalb der
Linie 20 wird die zulässige Aussteuerung des Verstärkers, d: h. die Nennausgangsspannung,
überschritten, ohne daß der Verstärker verzerrt. Durch das Überschreiten der Nennausgangsspannung
steigt auch U3 mit an, so daß auch das Überschreiten der Nennausgangsspannung durch
U3 angezeigt wird.
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Für Kurzschluß gilt eine Kurve 24, für die die Spannung U2
maßgebend ist. Bei Kurzschluß entfällt die Spannung U3, so daß U1 = UZ wird.
Dadurch ergibt sich ein steilerer Verlauf der zur Anzeige dienenden Spannung U6.