Verstärker für elektrische Ultrahochfreguenzschwingungen. Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker für elektrischeUltrahochfrequenz- schwingungen, der ein breites Frequenzband überträgt und eine Entladungsröhre auf weist, deren Eingangskreis einen abgestimm ten Kreis enthält und bei dem die verstärk ten Spannungen einem mit einer der Elektro den verbundenen Ausgangskreis entnommen wird.
Es ist bekannt, dass bei Verstärkern für elektrische Ultrahochfrequenzschwingungen eine Dämpfung des Eingangskreises auf tritt, welche die Folge der unvermeidlichen Selbstinduktion ist, die in dem dem Ein gangs- und Ausgangskreis gemeinsamen Teil der Kathodenleitung auftritt. Über diese Selbstinduktion tritt nämlich zufolge des Anodenwechselstromes eine um 90 in der Phase voreilende Spannung auf, die über die Gitterkathodenkapazität der Röhre im Ein gangskreis einen Strom ergibt, der in Phase mit der Eingangsspannung ist und daher eine Dämpfung des Eingangskreises bewirkt.
Ausserdem wird eine Dämpfung des Ein- gangskreises dadurch verursacht, dass infolge der endlichen Laufzeit der Elektronen die durch Induktion am Steuergitter entstandene Spannung im Eingangskreis einen Strom er gibt, der eine Komponente aufweist, die gleichfalls mit der Eingangsspannung in Phase ist. Beide Dämpfungsursachen sind stark frequenzabhängig, und zwar nimmt die Dämpfung des Eingangskreises bei Zunahme der Frequenz zu. Ausserdem ist die Dämp fung des Eingangskreises von der dem Steuergitter der Röhre zugeführten negativen Vorspannung abhängig, und zwar nimmt diese Dämpfung bei Zunahme der negativen Gitterspannung ab.
Diese Erscheinungen sind besonders störend bei einem Verstärker für Ultrahochfrequenzschwingungen mit einem grossen Durchlassbereich, z. B. einem Ver stärker mit einer Bandbreite von 19 bis 31 MHz. Infolge der bei Zunahme der Fre quenz zunehmenden Dämpfung ist bei einem bestimmten, zum Beispiel geringen Wert der negativen Gitterspannung die Wieder gabe der höheren Frequenzen wesentlich geringer als die Wiedergabe der niedrige ren Frequenzen. Für diesen bestimmten Wert der negativen Gitterspannung kann diese unerwünschte Abweichung von einer geradlinigen Frequenzcharakteristik durch eine mehr oder weniger beträchtliche Ver stimmung der Kreise ausgeglichen werden.
Wird dann jedoch zur Regelung der Ver stärkung die negative Gitterspannung erhöht, so nimmt die Dämpfung ab. und zwar erheb lich mehr für die höheren als für die niedri geren Frequenzen, so dass in diesem Falle die Frequenzcharakteristik einen Anstieg für die höheren Frequenzen zeigt..
Die Erfindung hat den Zweck. Mittel zii schaffen, durch die bei einem Verstärker für elektrische Ultrahochfrequenzschwingungen eine geradlinige Frequcüzcharakteristik über einen breiten Durehlassbereich erhalten wird, auch bei 3nde rang der negativen Gitterspan nung der Verstärkerröhre.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss da durch erreicht, dass in dem dem Eingangs und Ausgangskreis gemeinsamen Teil der Kathodenleitung der Röhre ein Tiefpassfilter angeordnet wird.
Dieser Filter wird vorzugs,#veise derart zusammengesetzt, dass die Selbstinduktion der Kathode und des dem Ein.-an-s- und Ausgangskreis gemeinsamen Teils der Ka thodenleitung zumindest teilweise eines der Elemente des Filters bildet.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass die im Eingangskreis herbeigcführtc Dämpfung infolge der Impedanz des dem Eingangs- und Ausgangskreis gemeinsamen Teils der Kathodenleitung gering ist, wenn diese Impedanz für den Frequenzbereich, auf dem der Verstärker arbeiten soll. den Cha rakter eines Ohmschen Widerstandes hat.
Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 beispielsweise Aus führungsformen einer Verstärkerstufe dar stellen. an der die Erfindung angewendet ist.
In Fig. 1 bezeichnet 8 eine Verstärker röhre, die einen Teil einer Verstärkerstufe bildet, der die zu verstärkenden Spannungen mit Hilfe eines abgestimmten Eingangs transformators 6 zugeführt werden und der die verstärkten Spannungen mit Hilfe eines ähnlichen Transformators 7 entnommen wer den. Die dargestellte Verstärkungsstufe kann zum Beispiel einen Teil des Eingangsver stärkers eines Fernsehempfängers bilden, der ein breites Frequenzband durchlassen soll. Das Steuergitter 9 der Röhre 8 ist mit einem Anschluss der Sekundärwicklung des Ein- gangstransformators 6 verbunden.
Diese; Wicklung 11 bildet, ebenso wie ein Konden sator 12, einen Teil eines Resonanzkreises 10. Parallel zu diesem Kreis ist ein Dämpfungs- widerstand 13 geschaltet, der auf der Nieder spannungsseite über einen Kopplungswider stand 15 mit; dem einstellbaren Kontakt eines Spannungsteilers 14 verbunden ist. Dieser Spannungsteiler ist parallel zu einer Gleich- spannungsquelle geschaltet, so dass durch 1'erschiebung des einstellbaren Kontaktes sich die negative Gitterspannung der Röhre 8 ändern lässt.
Die Selbstinduktion der Kathode 1 7 und des dein Eingangs- und Ausgangskreis ge- ineinsamen Teil der Kathodenzuführungs- leitung ist durch eine Spule 16 dargestellt, die zwischen die Kathode und einen einseitig mit. Erde verbundenen Widerstand 19 ge- schaltet ist.
Ausserdem sind in den Kathoden kreis eine Spule 20 und ein Kondensator 21 aufgenommen, die zusammen mit der Ka- thodenselbstinduktion 16 einen Abschnitt eines Ticfpassfilters bilden, dessen Grenz- frequenz oberhalb der höchsten vom Verstär ker zii übertragenden Frequenz liegt.
Wären die Teile 20 und 21 nicht vorhan den, so würde bei einer bestimmten Einstel lung der negativen Gitterspannung ein Aus gleich erforderlich sein, der z. B. durch Ver stimmung des Kreises 10 erhalten werden könnte, um eine über den ganzen Frequenz bereich geradlinige Frequenzcharakteristik zu erhalten. In diesem Falle würde jedoch bei Erhöhung der negativen Gitterspannung die Dämpfung des Kreises 10 abnehmen, und zwar insbesondere für die höheren Frequen zen, so dass eine ansteigene Frequenzcharak- teristik die Folge sein würde.
Die Ursache der geänderten Dämpfung ist, wie bereits erörtert wurde, in der Selbstinduktion der Kathodenleitung zu suchen, die frequenz- abhängig ist, während die Grösse der Dämp fung ausserdem von der negativen Vorspan- nung abhängt. Diese veränderliche Dämp fung kann aufgefasst werden als ein schein barer Widerstand veränderlicher Grösse, der parallel zum Widerstand 13 geschaltet ist. Im obenerwähnten Beispiel wird die obere Grenze dieses Widerstandes durch den Widerstand 13 bestimmt, der z. B. einen Wert von 500 Ohm besitzen kann.
Bei einem bestimmten Wert der negativen Gitterspan nung kann der scheinbare, parallel zum Widerstand 13 geschaltete Widerstand bei der höchsten Frequenz des Bereiches, also bei 31 MHz, von der Grössenordnilng von 20 000 Ohm und bei der niedrigsten Fre quenz des Bereiches einen Wert von etwa <B>100</B> 000 Ohm besitzen. Sind jedoch, wie in der Zeichnung, die Teile 20 und 21 vorhan den, so dass sich in der Kathodenleitung ein Tiefpassfilter befindet, und hat der Wider stand 19 dabei den Wert der Spiegelbild impedanz des Filters, so befindet. sich zwi schen der Kathode 17 und Erde für den zu übertragenden Frequenzbereich eine Impe danz, die den Charakter eines Ohmschen Widerstandes besitzt.
Es wird dadurch er reicht, dass die Selbstinduktion der Kathode nicht mehr zur Dämpfung des Eingangs kreises beitragen kann; jedenfalls wird der Mindestdämpfungswiderstand, der parallel zum Widerstand 13 gedacht werden kann, verhältnismässig hoch, z. B. 100 000 Ohm, und ist nur wenig frequenzabhängig. Bei Erhöhung der negativen Gitterspannung nimmt der Wert dieses scheinbaren Wider standes noch weiter zu, und es ist klar, dass ein Widerstand eines solchen Wertes, der parallel zu einem Widerstand von 500 Ohm geschaltet ist, den gesamten Dämpfungs- widerstand um einen vernachlässigbar klei nen Betrag abnehmen lässt.
In Fig. ' ist ein weiteres Ausführungs beispiel dargestellt, bei dem die Kathoden- Selbstinduktion 16 wiederum einen Teil eines Tiefpassfilters bildet, dessen Grenzfrequenz oberhalb der höchsten zu übertragenden Fre quenzen liegt. Ausser der Selbstinduktion 16 ist der Filter aus einer Spule 25, einem Kon densator 26 und einem Abschlusswiderstand 27 zusammengesetzt. Letzterer Widerstand ist in Reihe mit einem Widerstand 28 ge schaltet, wobei zwischen die Klemmen 29 und 30, von denen letztere mit Erde verbunden ist, eine Spannungsquelle geschaltet ist.
Durch Änderung des einstellbaren Wider standes 28 lässt sich die Kathode 17 mehr oder weniger positiv in bezug auf Erde ein stellen, so dass auf diese Weise die Laut stärke von Hand regelbar ist. Das Nieder spannungsende der Spule 11 ist einerseits durch Vermittlung eines Widerstandes 32 mit der Erde und anderseits über die Lei tung 31 mit einer Regelspannungsquelle ver bunden, wodurch eine selbsttätige Stärke regelung erzielt werden kann. Sowohl die Handstärkeregelung als auch die selbst tätige Stärkeregelung haben: in diesem Ver stärker keinen Einfluss auf die Dämpfung des Kreises 10.