-
Leistungsendstufe mit einer oder mehreren Röhren Bei Endverstärkern
ist die maximale Aussteuerung .nach der einen Seite hin durch den bei möglichst
kleiner Spannung zwischen Anode und Kathode erreichbaren Anodenstrom der Rohre begrenzt.
Die Größe dieses erreichbaren Anodenstroms ist bei Schutzgitterendröhren proportional
der Schutzgitterspannung, da hier die Anodenspannung wegen des geringen Durchgriffes
von geringem Einfluß ist. Damit eine derartige Endstufe eine möglichst hohe Wechselstromendleistung
hergeben kann; wird daher die Schutzgittergleichspannung möglichst hoch gewählt.
Die maximale Größe dieser Schutzgittergleichspännung wird aber begrenzt durch die
zulässige Schutzgitterverlustleistung. Der erreichbare Anodenstromhöchstwert ist
hierdurch begrenzt. Diese Zusammenhänge sind bekannt. Die Erfindung ermöglicht eine
weitere Steigerung des Anodenstr omhöchstwertes und der abgegebenen Wechselstromendleistung.
-
Im allgemeinen wird bekanntlich die Schutzgittergleichspannung wegen
der zulässigen Schutzgitterverlustleistung kleiner als die Spannung der Anodenstromquelle
gewählt. In diesem Falle verwendet rnan, um für die Anoden- und Schutzgitterspannung
das gleiche Netzanschlußgerät benutzen zu können, für die Schutzgitfergleichspannung
einen über der Gesamtanodenspannung liegenden Spannungsteiler oder auch einen Widerstand,
der für Wechselströme über einen in der Zuleitung zum Schutzgitter liegenden Kondensator
überbrückt wird. Diese bekannten Anordnungen haben aber den -Nachteil, daß beim
Durchsteüern der Röhre zu hohem Anodenstrom hin durch das Anwachsen des Schutzgitterstronis
die
Schutzgittergleichspannung sich verringert. Es wird also dieser Schutzgitterspannungsrückgang
eine Verringerung des maximal erreichbaren Anodenstroms bewirken und somit die erreichbare
Wechselstronileistung der Endstufe herabsetzen. Dieser Leistungsverlust ist auch
dann vorhanden, wenn durch Anwachsen der Belastung des -Netzanschlul.;gerätes infolge
großer Aussteuerung des Verstärkers die gesamte gleichgerichtete Spannung und mit
ihr die Anodenspannung und vor allein die Schutzgittergleichspannung sinkt. Dieser
Fall ist vorwiegend bei B-Verstärkern und solchen .l-Verstärkern gegeben, welche
stark unsvnimetrisch ausgesteuert werden.
-
Die Erfindung betrifft eine Leistungsendsttlfe mit einer oder mehreren
Röhren, die, von der Kathode aus gesehen, der Reihe nach mindestens ein Steuergitter,
ein Schutzbitter, dessen positive Vorspannung während des Betriebes sinkt, und ein
Bremsgitter besitzen. Gemäß der Erfindung wird bei einer derartigen Anordnung mit
der Anodenwechsefspannung oder einem Teil derselben und/oder mit einer dein Anodenwechselstrom
proportionalen Wechselspannung eine derartige Rückkopplung auf das Schutzgitter
ausgeübt, daß einer sinkenden Anodenspannung eine steigende Schutzgitterspannung
entspricht, und es ist dabei zugleich der zur Erzielung einer möglichst großen Wechselstroinleistung
bemessene Außenwirlerstand der Endstufe entsprechend dem grölleren aussteuerbaren
Strom so viel kleiner als ohne Rückkopplung gewählt, daß die abgegebene "\@-ecliselstronileistung
der Endröhre vergrößert ist.
-
ist proporti(3iial (Juni durch ihn Es ist bekannt, im Niederfrequenzteil
eines Verstärkers an einer Röhre eine positive Rückkopplung auf deren Schutzgitter
auszuüben, uni die Verstärkung zu erhöhen. Bei Amcendung der Erfindung steigt jedoch
die Spannungsverstärkung nicht, da der Außenwiderstand zur Erzielung einer höheren
Leistung kleiner bemessen ist als bei nicht rückgek@-ippelten Röhren, clereu Belastungswiderstand
für möglichst große Wechselstromleistung gewählt ist. Die Erfindung wird nachstehend
an Hand der als Beispiel dienenden Abbildungen näher erläutert.
-
In Abb. i wird beispielsweise die Schutzgitte rzuleitung über eine
Wicklung I_1 geführt, die induktiv finit clcin -@ttsgangsübertrager T gekoppelt
ist. Bei dieser Rückkopplung ist die Erhöhung der Schutzgitterspannung proportional
der -\no@leilwecliselspannulig.
-
_1b. j zeigt. eine Schutzgitterriickkopplung, die ini wsentlichen
proportional dein Anodenwechselstrom ist, denn die Wechselspannting an dein Ohnischen
Widerstand R Stroin und auch frequ@nzuiiabIiäiigig, «-e1111 die parallel liegende
Kopplungswicklung eine gen#igeiic1 große Induktivität hat. Bei richtiger Polung
der Übertrager-@v icklung wird in beiden Fällen bei steigendein Anoclenstroin, d.
h. sinkender Anodenspannung, die Schutzgitterspannung größer werden. "Man kann die
Sclititzgitterrückkopplang auch von der Anodenspannung und dein Anodenstrom gleichzeitig
abhängig machen. indem die Schaltungen nach Abb. i und kombiniert werden.- Die Wahl
der verschiedcnen Rückkopplungsarten hängt von der Frequenzabhängigkeit des Außenwiderstandes
ab.
-
Diese Schaltungen haben die entgegengesetzte Wirkung wie die bekannte
Schutzgittergegenkoppluiig. Bei der Schutzgittergegenkopplung will inan das hennlinienfeld
der Endröhre linearisieren und den Innenwiderstand der Schutzgitterröhre herabsetzen.
Zti diesem Zweck wird auf das Schutzgitter negativ rückgekoppelt, so daß bei steigendem
-@no:lenstroni entsprechend sinkenderAnodenspannung die Schutzgitterspannung ebenfalls
sinkt und unigekehrt. Die erwünschte Linearisierung tritt ein, jedoch sinkt gleichzeiti.-
dic erreichbare Wechselstromleistunb ah, weil der maximale Anodenstrom erniedribt
wird.
-
Demgegenüber wirrt bei der nach der Erfindung bemessenen Schtitzgitterrückkopplung
die Endleistung erhöht, allerdings werden, umgekehrt wie bei der Gegenkopplung,
die nichtlinearen Verzerrungen der Endröhre ebenfalls vergrößert. Diese Vergrößerung
der nichtlinearen `'erzerrungen kann aber in Kauf genonnnen werden, da gemäß einem
weiteren Gegenstand der Erfindung durch die bekannten Gegenkopplungen der Anodenspannung
oder des Anodenstroms auf das Steuergitter vier Endröhre oder ein Gitter der Vorröhren
die Gesaintverzerrtingen verkleinert «erden können, ohne daG -ein Leistungsverlust
eintritt. Es ist daher vorteilhaft, bei Endverstärkern mit Schutzgitterröhren außer
der zur Erhöhung der Endleistung vorgenomnienen gemäß der Erflädung bemessenen Schutzgitterrückkopplttng
eine der üblichen Gegenkopplungen zu verwenden, welche die durch die Schutzgitterriickkopplung
bedingten nichtlinearen Verzerrungen «-leder herabsetzt oder den Verstärker noch
weitergehend linearisiert.
-
Durch eine Rück- oder Gegenkopplung der Anodenspannung oder des Anodenstroms
auf das Steuergitter tritt weder eine @`erringerung noch eine Erhöhung der mit der
Endröhre erzielbaren Leistung ein, da die Begrenzungskenälinie für den Anodenstrom.
z. B. die Kennlinie für die Gitterspannuilg r' = o: ini Anodenstrom-Anodenspanntnigs
hennlinienfeld
(Abb.3) durch eine Gegen-oder Rückkopplung nicht verändert wird. Die Durchsteuerbarkeit
der Röhre bleibt also unabhängig von der Gegenkopplung am Steuergitter in gleichem
Maße erhalten, weil in die Arbeitsweise der Röhre selbst nicht eingegriffen wird.
-
Ganz anders ist dies bei der Schutzgitterrück- oder -gegenkopplung.
-
Die Begrenzungstrennlinie des Anodenstroms im Anodenstrom Anodenspannungs-Kennlinienfeld
ist nämlich abhängig von der Schutzgitterspannung, - da bekanntlich bei Schutzgitterröhren
der Anodenstrom im wesentlichen durch die Höhe der Schutzgitterspannung bestimmt
ist. Mit wachsender Schutzgitterspannung verlagert sie sich zu größerem Anodenstrom
hin. Verwendet man nun erfindungsgemäß eine Schutzgitterrückkopplung, so wird diese
Begrenzungstrennlinie bei steigendem Anodenstrom (entsprechend dem . fallenden Augenblickswert
der Anodenspannung) zu noch höherem Anodenstrom und bei fallendem Anodenstrom (entsprechend
dem steigenden Augenblickswert der Anodenspannung) zu noch kleinerem Anodenstrom
verlagert.
-
In Abb.3 ist das Kennlinienfeld einer Schutzgitterröhre (Anodenstrom
IQ in Abhängigkeit von der Anodenspannung EJ gezeichnet. Die Begrenzung der
Aussteuerbarkeit der Röhre ist bei hohem Anodenstrom z. B. durch die Kennlinie Ea
= o gegeben. Die ausgezogenen Kennlinien in Abb.3 gelten für eine bestimmte konstante
Schutzgitterspannung. Wenn man die Schutzgitterspannung erhöhen würde, würden sich
sämtliche Kennlinien für die einzelnen Gitterspannungen zu höheren Anodenströmen
hin verlagern. Diese Verlagerung wäre proportional der Vergrößerung der Schutzgitterspannung.
Wird nun gemäß der Erfindung die Schutzgitterspannung nicht um einen konstanten
Betrag vergrößert, sondern entsprechend dem Rückkopplungsgrad proportional mit dem
Augenblickswert der Anodenspannung, so erfolgt die Anhebung der einzelnen Kennlinien
proportional zur Abweichung des Augenblickswertes der Anodenspannung von der Anodengleichspannung
Eä in Abb. 3. Wird also die Anodenspannung beispielsweise um den Betrag
A e" verringert, so wird wegen der Kopplung des Anodenkreises mit dem Schutzgitterkreis
die Schutzgitterspannung vergrößert. Dieser vergrößerten Schutzgitterspannung aber
entspricht für Eg = o ein Anodenstrom, der um den Betrag dia vergrößert ist. Man
erhält mithin eine neue Kennlinie für Eg. = o, die in der Abb. 3 gestrichelt eingezeichnet
ist. Die zwischen der Kennlinie E" = o ohne Rückkopplung und derjenigen für E; =
o mit Rückkopplung entstehende Fläche stellt den durch die Schutzgitterrückkopplung
erreichten Gewinn dar. Der erreichbare Anodenstrom bei der Gitterspannung Eg. =
o ist also beträchtlich vergrößert. Hierdurch wächst die Endleistung der Röhre.
An Stelle des Außenwiderstandes entsprechend der Arbeitstrennlinie A tritt dann
ein kleinerer Außenwiderstand entsprechend der Kennlinie Al. Die neuen Röhrentrennlinien
sind in Abb.3 nur für zwei Gitterspannungen eingezeichnet, jedoch ändern sich auch
die übrigen Kennlinien. Dieses neue Kennlinienfeld gilt für die Röhre einschließlich
der Schutzgitterrückkopplung.
-
In Abb.3 ist noch eine strichpunktierte Kennlinie eingezeichnet, welche
die Verschiebung der Kennlinie Eg = o in dem eingangs erwähnten Falle darstellt,
daß die Schutzgitterspannung während der Aussteuerung des Verstärkers absinkt. Bei
Anwendung der Erfindung wird diese abgesunkene Kennlinie auf die ursprüngliche ausgezogene
Kennlinie oder noch weiter angehoben.
-
Die Schutzgitterrückkopplung hat die Wirkung, daß eine Erhöhung der
Schutzgitterspannung nur bei der Aussteuerung des Verstärkers auftritt und auch
da nur in den Gebi@ten kleiner Anodenspannung entsprechend großem Anodenstrom. Gegenüber
einer Vergrößerung der Schutzgittergleichspannung zur Erzielung der gleich großen
Anodenstromspitze hat die Schutzgitterrückkopplung den wesentlichen Vorteil, daß
infolge der nur augenblicklichen Erhöhung der Schutzgitterspannung die Schutzgitterverlustleistung
nicht erhöht zu werden braucht. Man kann daher z. B. bei gleich großen Anodenspitzenströmen
wie ohne Anwendung der Erfindung die Ver-Lustleistung auf dem Schutzgitter durch
Schutzgitterrückkopplung wesentlich vermindern.
-
Bei einem Gegentaktverstärker kann die Schutzgitterrückkopplung zweckmäßig
so ausgestaltet werden, daß das Schutzgitter der Röhre i (Abb. q.) mit einem Abgriff
der Ausgangstransformatorwicklung der Röhre 2 verbunden ist und das Schutzgitter
der Röhre :z mit einem Abgriff der zu der Röhre i gehörigen Wicklung. Durch die
magnetische Verkettung dieser beiden Wicklungen wird erzwungen, daß z. B. bei wachsendem
Anodenstrom in der Röhre i entsprechend dem fallenden Anodenstrom in der Röhre 2
die Schutzgitterspannung der Röhre i größer wird, also eine positive Rückkopplung
bewirkt wird. Das gleiche gilt für- die Röhre 2. Die- Abb. d. zeigt neben der Schutzgitterrückkopplung
auch gleichzeitig eine der bekannten, zur I inearisierung des Verstärkers dienenden
Gegenkopplungen.