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Über einen größeren Frequenzbereich abstimmbarer Hochfrequenzverstärker
Um den Verstärkungsfaktor eines Rundfunkempfängers bei verschiedenen Frequenzen
gleichmäßig erhalten zu können, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die abgestimmte
Eingangsröhre mit der folgenden Röhre über eine aus Reiheninduktanzen und Parallelkapazitäten
bestehende künstliche Leitung mit induktiver Ankopplung gekoppelt, deren elektrische
Länge für die untere Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches gleich einem ungeraden
Vielfachen, für die obere Grenzfrequenz gleich einem geraden Vielfachen der Viertelwellenlängen
dieser Grenzfrequenzen ist.
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Auf der Zeichnung zeigt Abb. i einen bekannten Kettenleiter zur Energieübertragung,
Abb. 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung. Abb. i zeigt eine Hochfrequenzübertragungsleitung
mit gleichförmig verteilter Reiheninduktanz und Parallelkapazität. Die Leitung besteht
aus den parallelen Leitern i und 2, von denen i die gleichmäßig gewickelte Induktanz
L enthält. Die gleichmäßig verteilten Nebenschlußkapazitäten werden durch die punktierten
Kondensatoren C dargestellt. Naturgemäß brauchen nicht besondere Spulen in der Leitung
i vorgesehen zu werden, da zwei parallele Leiter eine bestimmte Reiheninduktanz
und Parallelkapazität besitzen. Die Eingangsklemmen der Übertragungsleitung sind
an einen Spannungsgenerator e mit dem inneren Widerstand R1 angeschlossen, während
R2 die Belastung am anderen Ende der Leitung darstellt.
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Die Wirkungsweise einer solchen Übertragungsleitung ist bekannt, und
es sollen nur diejenigen Merkmale beschrieben. werden, die für das Wesen der vorliegenden
Erfindung in Frage kommen.
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Diese Merkmale sind folgende.
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i. Der Wellenwiderstand einer Übertragerleitung gemäß Abb. i oder
2 läßt sich durch den Ausdruck definieren, wo i der Betrag der Reiheninduktivität
in der übertragerleitung in Henry pro Zentimeter Leitungslänge ist und c der Betrag
der Parallelkapazität pro Zentimeter Leitungslänge in Farad.
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2. Will man einen Maximalbetrag von Energie auf einen Belastungswiderstand
R2 (Abb. i) über eine beliebige Länge der Leitung
übertragen, so
muß man dm Ausgang der Leitung mit dieser Belastung über einen Transformator verbinden,
um den Außen.-... widerstand Rs an -den Wellenwiderstand dWx Leitung anzupassen:
dabei muß man außei#-dem die Eingangsklemmen der Leitung rrl.it' dem Generator e
über einen Transformator verbinden, um auch eine Anpassung des Widerstandes R, an
den Wellenwiderstand der Leitung zu erzielen. .
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3.. Der Ausgangstransformator kann weggelassen werden, wenn die Leitung
ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge der Betriebswelle lang ist und
wenn der Wellenwiderstand der Leitung so gewählt wird, daß er
beträgt. Auch in diesem Falle ist die Leitung angepaßt.
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Ist die Übertragerleitung ein geradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge
lang, so erscheint der Ausgangswiderstand R2 am Anfang der Leitung als Eingangswiderstand,
unabhängig von dem Wellenwiderstand der Leitung.
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Abb. 2 zeigt eine Schaltung, die von diesen Grundsätzen Gebrauch macht.
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.Die Antenne A ist durch den Transformator NI mit dem Eingang 3, 4
der Röhre i' verbunden.
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Die Anode der Röhre i' ist mit deren Kathode durch den Leiter i der
Abb. i, die Primärwicklung L1, den Leiter 2 der Abb. i und eine Spannungsquelle
B verbunden. Zwischen der Anode von i' und der unteren Seite des Drehkondensators
4 ist ein Neutrokondensator 5 angeordnet. Die negative Gittervorspannung wird von
einer Batterie 6 geliefert, deren positiver Pol mit der Kathode und deren negativer
Pol über einen Widerstand von 300 Ohm mit dem Mittelpunkt der Spule 3 verbunden
ist.
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Die zweite Hochfrequenzverstärkerstufe enthält die Röhre 2', deren
Eingangsspule L2 mit der Spule L1 gekoppelt ist und mit einem Drehkondensator q'
verbunden ist, der mit dem Kondensator 4 durch das Gestänge 8 gekuppelt ist. 6'
ist die Gitterbatterie, B' die Anodenbatterie. -In einem Verstärker, bei dem die
frequenzabhängige Leitung i, 2 fehlt, ist die von der ersten auf die zweite Röhre
übertragene Leistung abhängig von dem Kopplungsgrad des Transformators L1, L2. Bei
loser Kopplung kann keine große Verstärkung erreicht werden. Anders liegen die Verhältnisse
bei Einfügen der Leitung i, 2. Wird die Leitung so gewählt, daß sie eine elektrische
Länge von 9.%4 oder einen ungeraden Vielfachen von A,/4 der zu übertragenden Welle
besitzt und wenn weiterhin der Wellenwiderstand dieser Leitung gleich der Quadratwurzel
aus dem Produkt des Eingangswiderstandes und des Abschlußwiderstandes ist, so wird
die betreffende Frequenz mit maximaler Ver-_e.tärkung übertragen, unabhängig von
-dem Kopplungsgrad der Spulen L1, L2. Der Abkhlußwiderstand wird zwischen den Klemnien
a und b von L1 gemessen, wobei der Sekundärkreis L24' auf Resonanz abgestimmt wird.
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Für die doppelte Frequenz der im obigen Beispiel betrachteten Welle
beträgt die Länge der Leitung i, 2 aber ein Vielfaches der halben Wellenlänge, so
daß, wie oben unter 4. gezeigt, die Leitung keine Rolle mehr spielt und der Abschlußwiderstand
der Leitung als Eingangswiderstand erscheint, unabhängig von dem Wellenwiderstand
der Leitung. Die doppelte Frequenz wird daher mit einer von dem Kopplungsgrad des
Transformators L, L2 abhängigen Verstärkung übertragen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, bei einem festgelegten
Verstärkungsgrad der Hohen Frequenzen, die niederen Frequenzen anzuheben. und mit
größerer Verstärkung zu übertragen. Da in normalen Verstärkern die hohen Frequenzen
meistens bevorzugt werden, während die tiefen abfallen, gibt die Erfindung ein Mittel
an die Hand, .die Verstärkung im wesentlichem frequenzunabhängig zu gestalten.
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Es werde z. B. verlangt, daß der Verstärkungsgrad bei 6oo kHz und
bei 12oo kHz gleich sei. Der Transformator Li, L2 sei so gewählt, daß die Verstärkung
bei 12oo kHz maximal ist. Ohne die erfindungsgemäße Leitung würde dann die Frequenz
von 6oo kHz stark abfallen. Wird nun zwischen die Punkte d, e und
a, b eine Leitung eingeschaltet, die ein ungerades Vielfaches von A,/4 der
6oo kHz Welle lang ist und deren Wellenwiderstand gleich dem geometrischen Mittel
zwischen dem Innenwiderstand der Röhre i' und dem Transformatoreingangswiderstand,
gemessen bei 6oo kHz, ist; so wird auch die Frequenz von 6oo kHz maximal verstärkt.
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Da die Leitung für die 12oo kHz-Welle keine Rolle spielt, ist hiermit
erreicht, daß der Verstärkungsgrad frequenzunabhängig ist.
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In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die Leitung
i, 2 verlustlos sei. Bei einer gedrängten baulichen Ausführung sind aber Verluste
nicht zu vermeiden, so daß die Abgleichung der Leitung mit Vorteil nicht durch Berechnung,
sondern durch Versuche vorgenommen wird.