Широкополосный усилитель

Зареаистрировако в Бюро изоорепеипй Госнлпна СССР ССОЮ о,1. .,Главное управление элгктрослаооточной промышленности ЛА 7 фцдДействительный изобретатель ин-ц Кларенс В, Хенселл ф 11 сГ;,виья 5;,",1 ИИРОКОИОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Заявлено 7 января 1940 года в Наркогпэлсктропром аа ЛЪ 36399 (308410) Опуопиновано 31 августа 1945 года Действие патента распространяется на 13 лет от 7 января 1940 годаВ некоторых передатчиках, в частности телевизионных, очень трудно обеспечить пропускание достаточно широкой полосы частот в каскадах усиления модулированных колебаний, С тем же затруднением приходится считаться и в приемниках.Недостаточная ширина полосы объясняется наличием собственных емкостей ламп и цепей. При некоторой частоте, обычно несущей, эту емкость удается компенсировать индуктивностью, однако, на частотах выше или ниже резонансной, емкость и индуктивность уже не компенсируют друг друга, Поэтому на частоте резонанса усилительные лампы работают в режиме активной нагрузки, а на повышенных или пониженных частотах - в режиме комплгксной нагрузки, т. е, долины давать как активную, так и реактивную составляющие тока. Отсюда следует, что поток электронов доложен увеличиватъся. Однако до настоящего времени не удавалось сделать лампы с эмиссией, достаточной для создания такого реактивного тока в выходной цепи какой по существу должен был бы возникнуть при крайних частотах полосы, необходимои для хорошей передачи изображений. Для телевизионных усилителей требуются поэтому лампы со значительно увеличенным отношением пиковой эмиссии к междуэлектродной емкости, Однако в этом направлении улучшение ламп двигается очень медленно. Самые лучшие из существующих ламп, повидимому, близки и возможному в этом направлении пределу, но они все же недостаточно удовлетворяют указанным условиям.Пргдлагаемый усилитель, не требующий дальнейшего улучшения ламп, обеспечивает пропускание широкой полосы частот. В нем применены два усилителя, работающие на общую нагрузку. При этом они не только отдают во внешнюю цепь надлежащую активную модулированную энергню, но таиже взаимно уменьшают один у другого реактивную составляющую анодного тока. Для этого выходные контуры того и другого усилителя соединены искусственной или действительной линией, длина которой равна четверти средней волны полосы, т, е. несу- шей волны, или, в некоторых случаях, нечетному числу четвертейэтой волны, Если передача идет на обеих боковых полосах, то длина лин 5 ии должна быть равна нечетному числу четвертей, несущей волны. Подводимые к усилителям напряжения высокой частоты должны отличаться друг от друга на 90. Усиленная энергия снимается с того конца четвертьволнэвэй линии, который соединен с усилителем, возбуждаемым отстаюшим по фазе напряжением. Иными словами, изобретение Основано на применении иивертэра импеданцев в влде чгтвертьвэлновэй линии, включенной между двумя усилителями, чем и достигается расширение частотной хара 5 ктеристики,Изобргтение поясняется дальигйшим описанием и чертежом, Фиг. 1 поясняет примеигние принципов изобргтения к двум усилителя 15, работающим в качестве послгднегэ каскада телевизионного передатчика. На фиг, 2 даны срав 5:(итгльные характвритики предлагаемого у стро 5 йства и обычного однсламповсгэ усилителя,На представленной фиг. 1 схеме каждый из двух усилителей А и В состоит из двух ламИ 1 и 2, включенных по,двухтактной схеме. Как входные контуры 3 и 4, так и вы:ходные контуры 5 и б соответственно соединены между собэй четвертьвэлиовыми линиями Т 1. и Т 1., чем и достигается разность фаз 90,Если желательно, тэ мэжно Обойтись без трансформаторов и подвэдить несущую частсту нвпосргдственю к сеткам усилителей А и В, применяя такиг элементы настрэйки и нагрузки, чтобы импеданц их был равен характеристическому импеданцу линии. Электрическая длин 1 а лиання Т 1. должна быть равна чепверти средней волны полосы; для этого геэметрическая длина линии должна быть немного меньше четверти волны. Можно, очевидно, применить любой другой спосо 5 получения необходимой разности фав в контурах 3 и 4. Например, можно связать контуры 3 и 4 с общим исвочнкком несущел частоты и аолучить разность фаз 90 расстрэйкой этих контуров в противоположныхнаправлениях,Лампы 1 и 2 обоих усилителейнейтрализованы, как обычно, конденсаторами, включенными междуанодом одной и сеткой другой лампы, На сетки ламп через провод 15задается отрицательное смешение.Выходы обоих усилителей связаны четвертьволновой линией ТГ,присоединенной как можно ближе 5;анэдам ламп того и другого усилителя. К тому концу ЭТОЙ линии КОторый присоединен к анодам лампусилителя В (с отстаю 5 цей фазой),присоединена другая линия Т 1., соединенная с антенной; характерлстичгский импеданц этой втэрэйлинии равен половине импеданцапервой четвертьвэлновой линии.Если для передачи присченяютсяОбе боковые пэлэсы, тэ усилителиА и В настралваются на среди:Ою,т. е. несущую частоту. Оба усилителя должны отдавать в линию ТГодлнаковую мощность. Выходныеконтуры усилителей состоят из емкостей и индуктивностей, однаковместо них можно воспользоватьсясистемой Лехера,Если нужно модулировать сеткиусилителей А и В, то модулируюшее устрэйство включается в прэвод 15. Вместо такой сеточной модуляции можно модулировать несущую частоту в одном из предыдущих каскадов.В некоторых случаях выгоднееанодная модуляция усилителей А иВ. Вы 5 ор того или, иного способамодуляции зависит от многих обстэятельств, в том числе и От мощности м Одуляторн Ой схемы,Допустим, что принята сетэчнаямодуляция, так что потенциал сето 5 к меняется с видео-частотой. Изменения мощности на выходе тогои другого усилителя будут Одинаковы и по фазе, н по величине, т. е,этносительно модулируюшей частоты усилители параллельны, хотя 5радию-частоты на выходах тэго идругого уоилитмя отличиотся пофазе.на 90,Если благодаря модуляции появится частота выше или ниже резонансной частоты выходных конту651 Ь 1ров усилителей, то реактивная со"ставляющая тока будет тем больше, чем больше разность между указанными частотами. В прежних усилителях лампы должны были давать этот реактивный ток, иначе ухудшалась бы модуляционная характеристика, т. е. на боковых частотах уменьшалась бы мощность и сдви; алась бы фаза относительно несущей волны, что сопрэвокдалось бы соответственными искажениями модуляции несущей волны. В пред,агаемом устройстве усилители влияют друг на друга через чгтвгртьвс.овуо л ио Т Такпз образом, что реактивный ток в лампах значительно ослабляется.Ес;и на выходе имеется в данный момент верхняя бокогая частота, то каждый из двух выходных контуров сам по сесе представляет ксмбинаци о емкостного и омического сспротивлен. В предлагаемой схеме, благодаря наличию четвертьволновэй линии, емкостног сопрэтив- ление одного контура появляется на другом контуре в виде эквивалентногс индуктивного сопротивления и, таким образом, реактивные сопротлвления обоих выходных кон- туров уравнсвешивают друг друга. Это уравновешивание тем слабее, чем дальше боковая частота отстоит от несущей, так как четвертьволновая линия на этой частоте теряет свои свойства и так как при слишком сильном отражении вдоль линии реактивный ток на одном конце линии не сопровождается появлением на другом конце линии такого же реактивного тока обратногэ знака. Желательно, чтобы характеристический импеданц четвертьволновой линии Т 1, между усилителями А и Б был вдвое больше импеданца линии Т 1., идущей к антенне, и был равен оптимальной для ламп омической нагрузке. Для получения максимальной мощности зтэт импг-данц следует, по возможности, сделать равным внутречнему сопрэтивленшо ламп, но,чля получения более пологой частотнои характер-гстк .ожет сказаться неээхсдилп: с,с.ать его лгвше доп ская ексторуо потео:.эщнссти и узгг к, и. д. В других слуаях может пснадэбтся работсплтг,:я с умггпшгнной мощностью и пс.-.ьпгнэй эффективностыс, д,я чего нжнэ псвыс.ть нмпедагц нагрузк, ламп. Во ьсяксм слу;аг, настоящее изобретение дает ьозможность применять более высокиг нагрузочные сопротивления и получать больший к. п. д., чем это возможно с существующими усилителями, если последние должны работать на широкой полосе частот.Компенсация реактивных токов происходит как в выходных, так и во входных контурах, что особенно выгодно при усилении широкой по.ссы частот.Предмет п ате нт аШирокополосный усилитель высокой частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что выходные цепи двух ламп, питаемых напряжениями, сдвинутыми по фазе на 90, соединены между собой линией длинною в четверть волны или в нечетное кратног этой величины.