Verstärkersehaltung. Die Erfindung bezieht sich auf elek trische Verstärkeranlagen, wie sie in Radio- Empfangs- oder Sendeanlagen, in Geräten zum Fernsehen, zur Bildtelegraphie und der gleichen angewendet werden, und sie hat den Zweck, ein Mittel zur Vergrösserung der Trennschärfe dieser Anlagen zu schaffen. Zu .diesem Zweck wird Rückkopplung über Leitungen benutzt, deren elektrische Länge ein ganzes Vielfaches der halben Wellen länge der zu verstärkenden Schwingungen beträgt.
Die Verwendung derartiger Leitungen wurde bereits früher vorgeschlagen. Es wurde aber nur eineinziger Ausgangskreis über eine solche Leitung mit einem Ein gangskreis verbunden. Bei einer Änderung in der Frequenz ändert :sich .die Phase der rückgeführten Energie, wodurch, wenn diese Leitung nur lang .genug gemacht wird, ein sehr stabiler Generator oder Verstärker er zielt werden kann. Die verwendeten Lei- tungen können -aperiodisch sein, oder es können auf ihnen stehende Wellen auf treten.
Es muss jedoch stets .dafür Sorge ge tragen werden, dass die Rückkopplung nur über diese Leitungen und nicht ausserdem über die innere Röhrenkapazität oder der gleichen stattfindet.
Die Erfindung schafft nun dadurch eine Verbesserung der obengenannten Verstärker, indem beim erfindungsgemässen Verstärker in mehreren Stufen Rückkopplung über eine lange Leitung stattfindet. Die Anzahl von Wellenlängen, die jede dieser Leitungen lang ist, kann zweckmässig verschieden ge wählt werden, was zur Folge hat, dass die Trennschärfe noch vergrössert wird. Bei Rückkopplung über Leitungen gleicher Länge kann nämlich der Übelstand auftreten, dass nicht nur die bestimmte, zu empfangende oder zu erzeugende Frequenz maximal ver stärkt wird, sondern dass es mehrere Frequen zen gibt, für welche die Anlage eine grössere Trennschärfe besitzt.
Dieser Übelstand kann nun durch Verwendung von Rückkopplungs- leitungen verschiedener elektrischer Länge beseitigt werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsformen beispielsweise dargestellt sind.
In Fig. 1 ist eine Radio-Empfangsanlage dargestellt, bei der in zwei Stufen Hoch frequenzverstärkung angewendet wird. Die in der Antenne 2 empfangenen Hochfrequenz= schwingungen - werden dem abgestimmten Kreis 4 zugeführt, der in dem Eingangskreis der Röhre,6 liegt. Mit Hilfe der abgestimm ten Kreise 8 und 10 wird die verstärkte Energie der Röhre 1.2 zugeführt. In dem Ausgangskreis dieser Röhre liegt ein ab gestimmter Kreis 14, der mit einem ab gestimmten Kreis 16, dem Eingangskreis des Detektors 18, gekoppelt ist. Die Ausgangs energie des Detektors wird in einem Nieder frequenzverstärker .20-22 verstärkt und einem Lautsprecher 24 zugeführt.
In den ersten Stufen dieses Verstärkers werden Schirmgitterröhren benutzt, wodurch die Wirkung der Kapazität zwischen der Anode und dem Steuergitter stark herabgesetzt wird. Falls keine Schirmgitterröhren ver wendet werden, können Ausgleichvorrich- tungen benutzt werden.
Ist jeder der Kreise auf eine Frequenz f abgestimmt, so kann die Verstärkungskenn- linie der Schaltung ohne Verwendung der langen Rückkopplungsleitungen durch die Kurve 26 in der Fig. 2 dargestellt werden. Es ist jedoch erwünscht, dass nur ein sehr schmales Frequenzband, zum Beispiel w, ver stärkt wird. Um dies zu erzielen, werden die langen Leitungen 28 und 30 angewendet; welche die Ausgangskreise der Verstärker röhren mit den Eingangskreisen koppeln. In dem in Fig.l dargestellten .Fall werden aperiodische Leitungen benutzt. Die Leitung 28 ist über einen grossen Kondensator 32 mit dem Ausgangskreis der Röhre 6 gekoppelt.
Am Ende der Leitung ist ein Widerstand 3-,1 angeordnet, dessen Grösse der charakteri stischen Impedanz .der Leitung 28 gleich ist. Der Kondensator 32 dient ausschliesslich dazu, Sorge zu tragen, dass die Anodengleich spannung nicht auf das Gitter der Röhre kommt, und er wird so gross gewählt, dass er praktisch keine Reaktanz für Hochfrequenz schwingungen bildet.
Die Kopplung der Leitung mit dem Aus gangskreis kann auch induktiv gewählt wer den, wie bei der Leitung 30 dargestellt ist, die über eine Spule 35 mit dem abgestimm ten Kreis 14 gekoppelt ist. Die Kopplung der Leitungen mit dem Eingangskreis der Röhre kann induktiv, kapazitiv oder gal vanisch gewählt werden. Es wird zweck mässig die bei der Röhre 6 angegebene Kopp lung benutzt.
Die Verstärkungskennlinie, die eine mit der Röhre 6 gekoppelte Leitung 28 ohne Ver wendung von abgestimmten Kreisen ergeben würde, ist in Fig. 2 durch die Kurve 36 dar gestellt, deren Maxima die Frequenzen dar stellen, für welche die Länge der Leitung einer Anzahl von Halbwellenlängen gleich ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 kann die rückgekoppelte Energiemenge durch Ver schiebung der Kontakte auf den Ein- und Ausgangskreisen geregelt werden. Wird in der Schaltung nur eine einzige lange Leitung verwendet, so könnte die Selektivitätskurve durch die Kurve 38 in Fig. 1 dargestellt wer den, während durch Hinzufügung einer zwei ten Stufe, in der eine ähnliche Rückkopplung angewendet wird, die Trennschärfe ver grössert und eine Kurve erhalten wird, wie sie in Fig.,2 durch 40 dargestellt ist.
Es ist aus dieser Figur ersichtlich, dass auch bei den Frequenzen<I>f'</I> und<I>f"</I> eine ziem lich grosse Verstärkung auftritt. Zur Be seitigung dieses Übelstandes werden die Lei tungen 28 und 30 in Fig. 1 von ungleicher Länge gemacht. Wird zum Beispiel der Lei tung 30 die Hälfte der elektrischen Länge 28 gegeben und wird diese allein in dem ab gestimmten Verstärker der Fig.l angewen det, so wird eine Selektivitätskurve erzielt, wie in Fig.3 durch 42 dargestellt ist. In dieser Figur haben die Kurven 26 und 36 dieselbe Bedeutung wie in Fig. 2.
Werden in der Schaltung der Fig. 1 Leitungen 2,8 und 30 von ungleicher Länge verwendet, so kann die resultierende Kennlinie durch die Linie 44 dargestellt werden. In dieser Linie kommt nur ein einziges Maximum vor, so dass ein etwa den Bereich ?v umfassendes Frequenz band durchgelassen wird.
Es ist einleuchtend, dass bei Verwendung einer dritten, mit der beschriebenen Rück kopplung versehenen Verstärkungsstufe, bei der die dritte Rückkopplungsleitung etwas kürzer als zweimal die Länge der längsten verwendeten Leitung ist, eine Kurve erzielt wird, bei der ein noch schmaleres Frequenz band durchgelassen wird. Bei einer richtigen Wahl der angewendeten Leitungen kann eine minimale Rückkopplung oder maximale Gegenkopplung für Frequenzen auf. beiden Seiten des erwünschten Frequenzbandes er zielt werden.
Fig.6 zeigt beispielsweise die Anwen dung der Erfindung auf einen Gegenver stärker, bei dem die Röhren 50 und 52 einen gemeinsamen Eingangskreis 5,4 und einen Ausgangskreis 56 besitzen, die mittelst lan ger Leitungen 58 und 60 miteinander gekop pelt sind. Die Länge der Leitungen 58 und 60 kann verschieden gewählt und die Grösse der Rückkopplung kann dadurch geregelt wer den, dass die Ankopplung an die Ein- und Ausgangskreise veränderbar gemacht wird.
In Fig.4 ist ein Zwischenfrequenzüber- lagerungsempfänger dargestellt, bei dem 64 eine Hochfrequenzverstärkerröhre ist, deren Eingangskreis 616 mit der Antenne und deren Ausgangskreis @68 mit der ersten Detektorröhre 70 gekoppelt ist. Die Mittel- frequenzenergie wird einem Verstärker 74 zugeführt, der aus mehreren Stufen besteht, deren lange Leitungen zweckmässig verschie dener Länge sind.
Es sind ferner ein zweiter Detektor 76, ein Niederfrequenzverstärker 7,8 und ein rautsprecher 80 vorhanden. Die Länge der Leitungen 82, 84 und 86 kann sehr genau auf die richtigen Werte .eingestellt werden und braucht nicht veränderlich zu sein. Auch der örtliche Generator 72 ist zweckmässig mit einer Rückkopplung über eine lange Leitung versehen. Diese Leitung ist hier spulenartig aufgewickelt und von einem Schirm 92 um geben, dessen Stellung zum Beispiel mit Hilfe eines Schneckengetriebes 9'4 geändert werden kann.
Durch Drehen an .dem Knopfe 96 wird sowohl die Stellung des Schirmes 92, als auch die der Kondensatoren der Kreise 66, 68, 100 und 102 gleichzeitig auf den er wünschten Wert eingestellt. Es ist auch möglich, gleichzeitig den am Ende der Lei tung angeordneten Ohmschen Widerstand 104 veränderbar zu machen. Durch eine richtige Wahl der Form des Schirmes 92 in bezug auf die Kondensatoren der Kreise 66 und 68 kann erzielt werden, dass die Mittelfrequenz stets konstant bleibt. Es ist auch möglich, den Hochfrequenzverstärker mit Rückkopp lungen über lange Leitungen zu versehen, wodurch noch eine grössere Trennschärfe er zielt werden kann.
In Fig. 5 ist ein anderes Mittel zum Er zielen einer geradlinigen Änderung der elek trischen Länge einer Leitung dargestellt. Die Ein- und Ausgangskreise der Röhre 106 sind hierbei über eine Leitung 90 gekoppelt, deren Länge mit Hilfe von Kontakten 108 ein gestellt wird, die von isolierten Stützen 110 getragen werden, welche mit Hilfe eines Zahnradgetriebes verschiebbar sind. Die Kon takte 108 sind über federnde Kontaktstreifen 11,8 mit Führungen 120 verbunden, wodurch die Länge der Spule geregelt werden kann.
In Fig. 7 ist eine Generator-Verstärker- schaltung dargestellt, bei der die Röhren<B>130,</B> 132, 134 und 136 in Kaskade geschaltet sind.
Die abgestimmten Kreise 13'8, 140, 142 und 144 dieser Röhren sind mit Hilfe langer Leitungen 146 bis 152 mit den Eingangs kreisen gekoppelt. Diese Leitungen können gewünschtenfalls von verschiedener Länge gewählt werden. Ausser den genannten Lei tungen wird zum Koppeln des Ausgangs kreises der letzten Röhre mit dem Eingangs kreis der ersteren noch eine Leitung 154 ver wendet. Es wird hierdurch die Trennschärfe noch mehr vergrössert. Obwohl in allen dargestellten Beispielen aperiodische Leitungen verwendet sind, kön nen ebensogut Leitungen angewendet wer den, auf denen stehende Wellen auftreten.