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Symmetrischer Gleichspannungsverstärker Vorausgesetzt wird hier ein
gegen Erde symmetrischer Gleichspannungsverstärker, der also in der Lage ist, sowohl
gegen Erde gleichsinnige als auch gegensinnige Spannungsänderungen zu verstärken.
Bei manchen Verwendungszwecken solcher Verstärker, z. B. für die bekannte richtungsabhängige
Verstimmungsanzeige in Empfängern, besteht die Aufgabe, die Verstärkung der gegensinnigen
Spannungsänderungen zu erhöhen. Dies ist bei Verstimmungsanzeigern gleichbedeutend
mit einer Erhöhung der Anzeigeempfindlichkeit, ohne von einer einzigen Triodenverstärkerstufe,
die der Anzeigeröhre vorhergeht, abgehen zu müssen. Ferner kann die Aufgabe vorkommen,
die Verstärkung für die gleichsinnigen Spannungsänderungen so zu bemessen, daB der
Verstärker gerade den an seinem Eingang vorkommenden Spannungsbereich verarbeiten
kann. Bei der Verstimmungsanzeige in Empfängern sind diese gleichsinnigen Spannungsänderungen
diejenigen, die den Änderungen der Trägerspannung entsprechen und beim Empfang verschieden
starker Sender auftreten. Die Erfindung löst diese Aufgaben. Sie gestattet in ihrer
verbesserten Ausführungsform (Abb. 2 und 3) ein gewünschtes Verhältnis der Verstärkung
von gleich- und gegensinnigen Spannungsänderungen zu erzielen.
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Die Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung eines symmetrischen
Gleichspannungsverstärkers als störbegrenzenden Niederfrequenzverstärker beim Empfang
frequenzmodulierter Schwingungen, der auf dem Prinzip der schnellen Verstärkungsregelung
beruht.
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Die Erfindung besteht darin, daB ein Teil der an der Anode jeder der
beiden Röhren des symmetrischen Gleichspannungsverstärkers auftretenden Spannungsänderungen
über je eine Widerstandsschaltung im Sinne einer Mitkopplung für die gegensinnigen
Spannungsänderungen
und einer Gegenkopplung für die gleichsinnigen Spannungsänderungen galvanisch zum
Gitter der anderen Röhre geführt ist.
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Es ist bekannt, symmetrische Verstärker, z. B. mehrstufige Meßverstärker,
so zu bauen, daß sie praktisch nur gegensinnige Spannungsänderungen, «-elche ihren
Eingangsklemmen zugeführt werden,-verstärken, aber auf gleichsinnige Spannungsänderungen
innerhalb gewisser Grenzen fast gar nicht reagieren. Durch eine hohe Gegenkopplung
für gleichsinnige Spannungsänderungen am Eingang wird nämlich bei diesen Verstärkern
bewirkt, daß das absolute Potential der beiden Eingangsklemmen möglichst geringe
Arbeitspunktverschiebungen der Röhre bewirkt und damit die Verstärkung einer Potentialdifferenz,
also einer Spannung, nur wenig beeinflußt.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Verstärkern ist der erfindungsgemäße
symmetrische Verstärker so ausgeführt, daß die Verstärkung der gleichsinnigen Spannungen
nicht soweit wie möglich unterbunden, sondern ebenfalls für ganz bestimmte Zwecke
ausgenutzt wird. Außerdem wird bei der Erfindung die Verstärkung für die gegensinnigen
Spannungsänderungen durch eine Mitkopplung erhöht.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele näher
erklärt.
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Abb. i zeigt einen einstufigen symmetrischen Verstärker mit den Röhren
Röl und Rö2. An den Eingangsklemmen a und b sind gestrichelt zwei Stromquellen
mit den zugehörigen Innenwiderständen dargestellt. An die Ausgangsklemmen des Verstärkers
ist eine Verstimmungsanzeigeröhre A mit den beiden Steuerelektroden A, und A2 angeschlossen.
Erfindungsgemäß ist die Anode jeder Röhre Röi und Röz mit dem Gitter der anderen
Röhre über einen Widerstand R1 bzw. R= verbunden. Hierdurch entsteht gleichzeitig
eine '.N#litkopplung für die gegensinnigen Spannungsänderungen am Eingang und eine
Gegenkopplung für die gleichsinnigen Spannungsänderungen am Eingang. Durch die Gegenkopplung
wird der Verstärkungsgrad für die gleichsinnigen Spannungsänderungen entsprechend
der Trägeramplitude so eingestellt, daß der Verstärker den an seinem Eingang vorkommenden
Spannungsbereich verarbeiten kann. Durch die Mitkopplung wird dagegen außer der
vergrößerten Verstärkung noch die besondere M'irkung erzielt, daß schon kleine Arbeitspunktverschiebungen
zu bedeutenden Verstärkungsänderungen führen. Hat man z. B. zwei negative Potentiale
an den Eingangsklemmen, so wird die Verstärkerwirkung für deren Differenz um so
kleiner, je höhere negative 'Werte diese Potentiale haben, und man kann dadurch
erreichen, daß die Spannungsdifferenz am Ausgang bei einem bestimmten prozentualen
Unterschied der beiden Eingangsspannungen innerhalb eines gewissen Bereiches nur
noch wenig von der absoluten Größe der beiden Potentiale abhängt. Dies ist zur Erzielung
einer gleichmäßigen Anzeigeempfindlichkeit beim Empfang von starken und schwachen
Sendern wichtig. Den erwähnten Zusammenhang verwirklicht man durch geeignete Formung
der Röhrenkernlinie und durch die Wahl des Arbeitspunktes und des Mitkopplungsgrades
der betreffenden Verstärkerröhren. Da im allgemeinen die Innenwiderstände der Spannungsquelle
am Eingang zu klein sind, wird meist die Einschaltung der dargestellten Vorschaltwiderstände
Rz, notwendig sein.
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Da durch die galvanische Verbindung der Anode der einen Röhre mit
dem Gitter der anderen Röhre eine positive Vorspannung an die Gitter gelangt, muß
diese durch eine entsprechende negative Gittervorspannung kompensiert oder überkompensiert
werden, wozu in diesem Beispiel der gemeinsame Kathodenwiderstand Rk; dient.
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Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist zusätzlich der Widerstand R3
eingeschaltet, der zweckmäßig regelbar ist. Dieser Widerstand R3 dient nur zur Einstellung
der Mitkopplung, so daß sich durch ihn das gewünschte Verhältnis von Mitkopplung
zur Gegenkopplung und damit das gewünschte Verhältnis der Verstärkungen für die
gegensinnigen und gleichsinnigen Spannungsänderungen einstellen läßt. Alle anderen
Widerstände der Schaltung beeinflussen gleichzeitig die Mitkopplung und die Gegenkopplung.
Bei Einschaltung des Widerstandes R3 müssen zur Erzielung derselben Mitkopplung
wie in Abb. i die Widerstände R1 und R. entsprechend kleiner bemessen «erden. Dann
erhält man bei gleicher Mitkopplung eine stärkere Gegenkopplung.
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Die Schaltung nach Abb. 3 unterscheidet sich von der nach Abb. 2 dadurch,
daß der Widerstand R3 an Anzapfungen der beiden Gegenkopplungswiderstände angeschaltet
ist. Dies kann, wie dargestellt, dadurch geschehen, daß die Widerstände R1 und R,
in Abb. e -durch je zwei Widerstände R4 und R; bzw. R, und R7 in Abb. 3 ersetzt
sind, an deren Verbindungspunkte der `'Widerstand R3 angeschaltet wird. Die Wirkung
des Widerstandes R3 ist hierbei grundsätzlich dieselbe wie in Abb.2, jedoch liegt
zwischen den beiden Gittern ein höherer Gesamtwiderstand R3 ; R,; + R, so daß R3
einen kleinen Widerstandswert haben kann, was bei Anwendung eines regelbaren Schichtwiderstandes
erwünscht ist. Der Widerstandswert liegt dann in der Größenordnung von einigen ioo
ooo Ohm, während sonst einige Millionen Ohm in Frage kommen.
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In dem Beispiel nach Abb. 3 ist der Symmetrierpunkt des Anodenkreises
mittels eines regelbaren Widerstandes W einstellbar gemacht. Dieses Mittel kann
natürlich auch bei den anderen Ausführungsbeispielen angewendet werden.
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Bei der Anwendung der oben beschriebenen Verstärker zur Verstimmungsanzeige
wird der Eingang des Verstärkers galvanisch an die beiden die gegensinnigen Spannungen
führenden Ausgangsklemmen eines Diskriminators angeschaltet, z. B. an eine Riegger-Schaltung
oder an einen Diskriminator mit zwei gegensinnig verstimmten Schwingungskreisen
oder an die beiden Ausgangsklemmen eines symmetrischen Verhältnisgleichrichters.
Bei Verwendung eines unsymmetrischen, d. h. ausgangsseitig mit der einen Klemme
geerdeten Verhältnisgleichrichters wird der Verstärker, wie Abb. 4 zeigt, an den
mit der Mitte des Belastungswiderstandes R, verbundenen Punkt III und an den Punkt
B auf der Brückendiagonale der Schaltung angelegt.
Es ergeben sich
dann nach Abb. 5 die Kurven UIII und UB, welche die Abhängigkeit der Spannung
U in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt. An der Klemme I in Abb. q. tritt
die Spannung nach der Kurve UI in Abb. 5 auf. An der Klemme III herrscht dann die
halbe Spannung entsprechend der Kurve UIII. Die Differenzspannung bewirkt die Steuerung
des Abstimmungsanzeigers.
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Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verstärkers als störbegrenzender
Niederfrequenzverstärker wird der Eingang des Verstärkers galvanisch mit der Demodulationsstufe
für frequenzmodulierte Stufen verbunden, also ebenfalls mit einem Diskriminator.
An den Ausgang des Verstärkers kann dann z. B. die Gegentaktendstufe angeschlossen
werden. Die Verstärkung des erfindungsgemäßen Verstärkers wird dann so bemessen,
daß sie mit steigender Empfangsamplitude umgekehrt proportional abnimmt. Eine derartige
Verstärkungsregelung kann entweder den hochfrequenzseitigen Verstärker ersparen,
oder sie kann dazu verwendet werden, um eine unvollkommene hochfrequenzseitige Begrenzung
zu ergänzen.
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Es ist grundsätzlich auch möglich, mit demselben Verstärker die beiden
erwähnten Verwendungen gleichzeitig durchzuführen, wenn man dafür sorgt, daß zwischen
dem Verstärkerausgang und dem Anschluß der Steuerstege des Verstimmungsanzeigers
Niederfrequenzsiebglieder liegen, damit die Steuerstege keine Niederfrequenzspannungen
erhalten.