DE621465C

DE621465C - Circuit arrangement for the automatic gain control

Info

Publication number: DE621465C
Application number: DEI46963D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1932-04-23
Filing date: 1933-04-13
Publication date: 1935-11-07
Also published as: NL35429C

Description

Schaltungsanordnung für die automatische Verstärkungsregelung Die Erfindung bezieht sich auf einen automatischen Verstärkungsregler, der insbesondere bei Radioempfängern verwendet werden" kann. Bei einem solchen Verstärkungsregler ändert sich der Grad der Verstärkung im umgekehrten Sinne wie die Intensität der ankommenden Wellen, so daß die Ausgangsleistung des Empfängers in weiten Grenzen konstant bleibt.Circuit arrangement for the automatic gain control Invention relates to an automatic gain controller, in particular can be used in radio receivers ". With such a gain control the degree of amplification changes in the opposite sense as the intensity of the incoming waves, so that the output power of the receiver within wide limits remains constant.

Bei der. Schaltung der Erfindung wird ein Punkt des Stromkreises, dessen Gleichspannung sich entsprechend der Intensität der ankommenden Zeichen ändert, vermittels einer Glimmröhre mit einer - der Elektroden der Verstärkerröhre verbunden, deren Verstärkung geregelt werden soll.In the. Circuit of the invention becomes a point of the circuit, whose DC voltage changes according to the intensity of the incoming characters, connected to one of the electrodes of the amplifier tube by means of a glow tube, whose gain is to be regulated.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird die Verstärkung der Zeichen von dem Ausgangsstrom einer Detektörröhre in der Weise geregelt, daß ein Punkt des Anodenkreises der Detektorröhre über eine Glimmröhre mit dem Gitter der vorangehenden Verstärkerröhre verbunden ist und die Kathode der Verstärkerröhre auf einem höheren positiven Potential als dem des Gitters gehalten wird.According to a further characteristic of the invention, the gain of the characters from the output current of a detector tube regulated in such a way that a point of the anode circle of the detector tube over a glow tube with the grid of the preceding amplifier tube and the cathode of the amplifier tube is held at a higher positive potential than that of the grid.

Es ist bekannt, daß sich bei der automatischen 'Verstärkungsregelung von Radioempfängern Schwierigkeiten ergeben, weil die Ausgangslautstärke merklich konstant bleibt, so daß es praktisch unmöglich ist, nach dem Gehör auf die gewünschte Station genau abzustimmen.It is known that in automatic 'gain control radio receivers cause difficulties because the output volume is noticeable remains constant, so that it is practically impossible to adjust by hearing the one you want Station exactly.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung erhält man durch die erwähnte Glimmröhre eine optische Anzeige des Punktes, wo der Empfänger genau auf die gewünschte Station abgestimmt ist.According to a further characteristic of the invention, the The mentioned glow tube provides a visual indication of the point where the receiver is exactly on the desired station is coordinated.

In der Schaltung der Abb. i, , welche eine Ausführungsform der Erfindung angibt, sind die Kathodenhcizkreise usw. der Einfachheit halber fortgelassen. Die Abb. 2 zeigt eine veränderte Schaltung, die ebenfalls zur automatischen Verstärkungsregelung geeignet ist. In der Abb. 3 ist eine Detektorschaltung mit Gitterableitung dargestellt. In der Abb.4 sehen wir eine Kombination der Schaltungen nach Abb. i und 2.In the circuit of Fig. I, which is an embodiment of the invention indicates, the cathode heating circuits, etc. are omitted for the sake of simplicity. the Fig. 2 shows a modified circuit that is also used for automatic gain control suitable is. In Fig. 3 a detector circuit with grid derivation is shown. In Fig. 4 we see a combination of the circuits according to Fig. I and 2.

Von der Antenne i der Abb. i werden die hochfrequenten Schwingungen aufgefangen und dann durch den Kopplungskondensator 2 dem Abstimmungskreis, der aus der Induktivität 3, dem Drehkondensator 4 und dem Blockondensator 5 besteht, zugeführt. Die Hochfrequenzströme werden dann dem Gitter der Verstärkerröhre 6 zugeleitet und gelangen nach Verstärkung durch die Primärwicklung 7 zu dem Sekundärkreis 8 und 9 und dem Gitter der Gleichrichterröhre io. Diese Röhre erhält in bekannter Weise über den Widerstand i i in der Kathodenschaltung eine Vorspannung, so daß sie als Anodengleichrichter arbeitet. Die hochfrequenten Ströme des Gitterkreises können durch den Kondensator i2. fließen,- Ein Filter, welches aus den Kondensatoren 13 und 15 und der Drosselspule 1q. besteht, verhindert, daß hochfrequente Ströme in den Niederfrequenzverstär= ker eindringen können, der mit dem Anodenkreis über den Kondensator 18 gekoppelt ist, so daß die über dem Widerstand 16 entstehenden niederfrequenten Spannungen verstärkt . werden. Der Anodenstrom der Gleichrichterröhre io wird von dem positiven Pol der Anodenstromquelle über den Widerstand 2o entnommen, welcher in Verbindung mit dem Kondensator 17 zur Entkopplung des Anodenkreises dient. Eine Glimmröhre i9, 'welche beim Durchfließen des Stromes aufleuchtet, ist zwischen die Punkte C und A geschaltet und über den Widerstand 2,1 mit dem negativen Pol, der Anodenspannungsquelle verbunden. Die Klemmen der Anodenspannung sind über ein besonderes Potentiometer 22 geschlossen. Die Kathode der indirekt geheizten Verstärkerröhre 6 ist mit einem Punkt B des Potentiometers 22 verbunden, während die Spannung des Punktes A dem Gitter dieser Röhre als Vorspannung zugeführt wird. Über den Kondensator 23 fließen die hochfrequenten Ströme des Kathodenkreises.The high-frequency oscillations are generated by the antenna i in Fig. I caught and then through the coupling capacitor 2 the tuning circuit, the consists of the inductance 3, the variable capacitor 4 and the blocking capacitor 5, fed. The high-frequency currents are then fed to the grid of the amplifier tube 6 and, after being amplified by the primary winding 7, they reach the secondary circuit 8 and 9 and the grid of the rectifier tube io. This tube gets in well known Way via the resistor i i in the cathode circuit a bias voltage, so that them as anode rectifiers is working. The high frequency currents of the grid circle can through the capacitor i2. flow, - A filter, which from the capacitors 13 and 15 and the choke coil 1q. exists, prevents high-frequency currents can penetrate the low-frequency amplifier with is coupled to the anode circuit via the capacitor 18, so that the via the resistor 16 resulting low-frequency voltages are amplified. will. The anode current the rectifier tube io is connected to the positive pole of the anode power source the resistor 2o removed, which in connection with the capacitor 17 for decoupling of the anode circuit is used. A glow tube, which when the current flows through it lights up, is connected between points C and A and via the resistor 2.1 connected to the negative pole, the anode voltage source. The terminals of the Anode voltages are closed via a special potentiometer 22. The cathode the indirectly heated amplifier tube 6 is connected to a point B of the potentiometer 22 connected, while the voltage of point A biases the grid of this tube is fed. The high-frequency currents of the cathode circuit flow through the capacitor 23.

Die Wirkungsweise der Schaltung soll im folgenden erklärt werden, wobei die Spannung des geerdeten negativen Polen der Spannungsquelle als Bezugspunkt genommen wird. Die Spannung des Punktes B ist ungefähr + g:o Volt. Die Kathode der-Röhre 6 hat daher eine positive Spannung von 40 Volt gegen Erde. Wir wollen jetzt die Spannung des Punktes A feststellen unter der Voraussetzung, daß die Anodenspannung 25ö Volt sei. Zu dem Zwecke müssen wir die Widerstandswerte 2o und 2i, die Zünd-Spannung der Glimmlampe ig und den mittleren Anodenstrom der Röhre io kennen. Diese Werte seien folgende: Widerstand 2o (R20) - ioo ooo Ohm, - 21 (R21) ^ 200 000 - , Zündspannung der Röhre i9 = Zoo Volt. Anodenstrom der Detektorröhre io, wenn keine Wellen auftreffen, IQ == o, 13 . m/A.The mode of operation of the circuit will be explained below, taking the voltage of the grounded negative pole of the voltage source as a reference point. The voltage of point B is approximately + g: o volts. The cathode of the tube 6 therefore has a positive voltage of 40 volts to earth. We now want to determine the voltage of point A, assuming that the anode voltage is 256 volts. For this purpose we need to know the resistance values 2o and 2i, the ignition voltage of the glow lamp ig and the mean anode current of the tube io. Let these values be as follows: Resistance 2o (R20) - 100,000 ohms, - 21 (R21) ^ 200,000 -, ignition voltage of the tube i9 = zoo volts. Anode current of the detector tube io, if no waves hit, IQ == o, 1 3 . m / A.

Für diese Werte ergibt sich als Spannung des Punktes C EI 250 -T, X io--a X R21, - 250 -0,13 X 10--3 X 100 000, -- 237 Volt.For these values, the voltage of point C EI 250 -T, X io - a X R21, - 250 -0.13 X 10--3 X 100,000, - 237 volts results.

Die Spannung des Punktes A (E")' ist -- 237 -200 = 37 Volt.The voltage of point A (E ") 'is -237-200 = 37 volts.

Da die Spannung der Kathode der Verstärkerröhre + 40 Volt und die Gitterspannung -f- 37 Volt ist, hat das Gitter eine negative Vorspannung von 3 Volt gegenüber der Kathode.Since the voltage of the cathode of the amplifier tube + 40 volts and the Grid voltage -f- is 37 volts, the grid has a negative bias of 3 volts opposite the cathode.

Wenn auf das Gitter der Detektorröhre zehn Zeichen auftreffen, wird der Anodenstrom vergrößert, da die Röhre als Anodengleichrichter arbeitet. Nehmen wir an, daß der Anodenstrom auf 0,3 m/A ansteigt; dann ist die Spannung des Punktes C - EI = 250 -0,3 X 10-3 X 100 000, 2,20 Volt, und die Spannung des Punktes A ist .EA = 22O -200 = 20 Volt.If ten characters hit the grid of the detector tube, the anode current is increased because the tube works as an anode rectifier. Let us assume that the anode current increases to 0.3 m / A; then the voltage of point C - EI = 25 0 -0.3 X 10-3 X 1 00 000, 2.20 volts, and the voltage of point A is .EA = 220 -200 = 20 volts.

Das Gitter der Verstärkerröhre6 hat nun eine negative Vorspannung von 40 -20 = 20 Volt. Der Verstärkungsgrad der ankommenden Zeichen ist daher entsprechend vermindert, insbesondere dann, wenn die Röhre 6 eine geeignete Charakteristik, z. B. die der Exponentialröhre hat.The grid of the amplifier tube 6 now has a negative bias from 40 -20 = 20 volts. The degree of amplification of the incoming characters is therefore appropriate reduced, especially when the tube 6 has a suitable characteristic, e.g. B. has that of the exponential tube.

Bei der obigen Rechnung wurde der Stromverbrauch der Glimmröhre vernachlässigt, so daß die Werte nur angenäherte sind. Man erkennt aber aus der Rechnung die Wirkungsweise der Schaltung.In the above calculation, the power consumption of the glow tube was neglected, so that the values are only approximate. But you can see the mode of action from the calculation the circuit.

Wenn die prozentuale Änderung der Spannung des Punktes C mit der Spannungsänderung des Punktes A verglichen und der Einfachheit halber angenommen wird, daß die Spannung des Punktes C in Übereinstimmung mit der obigen Rechnung zwischen Zoo und 22o Volt schwankt, während sich die Spannung des Punktes A zwischen 40 und 2o Volt ändert, sieht man, daß eine Änderung von 10°J0 in der Spannung des Punktes C eine Änderung von 5o'/, in der Spannung des Punktes A hervorruft.If the percentage change in the voltage of point C with the change in voltage of point A is compared and, for the sake of simplicity, it is assumed that the voltage of point C in accordance with the above calculation between zoo and 22o volts fluctuates while the voltage of point A changes between 40 and 20 volts, it can be seen that a change of 10 ° J0 in the voltage at point C is a change of 5o '/, in the tension of point A.

Wenn man die Widerstandswerte 2o und 21 geeignet wählt 'und die veränderliche Gittervorspannung zwei oder mehr in Kaskade geschalteten Hochfrequenzverstärkerröhren zuführt, kann man einen hohen Regelungsgrad erhalten, so daß die Ausgangsleistung des Empfängers praktisch unabhängig von der Intensität der ankommenden Zeichen wird.If you choose the resistance values 2o and 21 appropriately 'and the variable Grid biasing two or more high frequency amplifier tubes connected in cascade supplies, one can obtain a high degree of regulation, so that the output power of the recipient is practically independent of the intensity of the incoming characters.

Eine besondere von Hand zu betätigende Regelung der Verstärkung kann man durch Verschieben des Punktes B längs des Potentiometers 22 erhalten. Wenn der Kondensator 5 kurzgeschlossen ist, wird der Verstärkungsgrad nur durch die Lage und Spannung des Punktes B bestimmt.A special manual control of the gain can be used is obtained by moving point B along potentiometer 22. If the Capacitor 5 is short-circuited, the gain is only increased by the location and voltage of point B is determined.

In Abb.2 ist eine geänderte Schaltung i dargestellt, bei welcher die Spannung des Schirmgitters einer Schirrngitterröhre 6 ge- `ändert wird, um die Verstärkung zu regeln. Daß man den Verstärkungsgrad einer Schirmgitterröhre durch Verringern der Schirmgitterspannung vermindern kann, ist bekannt. Bei der Schaltung der Abb. 2 wird, wie man ohne weiteres sieht, die Spannung des Schirmgitters vermindert, wenn die Intensität der ankommenden Zeichen zunimmt.In Fig.2 a modified circuit i is shown, in which the Tension of the screen grid of a tubular grid tube 6 `changes is used to regulate the gain. That one is the gain of a screen grid tube by decreasing the screen grid voltage is known. In the The circuit of Fig. 2, as can be easily seen, the voltage of the screen grid decreases as the intensity of the incoming characters increases.

In Abb. 3 ist eine Schaltung dargestellt, bei welcher ein Audiongleichrichter verwendet wird. Der Widerstand 2o liegt jetzt zwischen der Kathode der Gleichrichterröhre io, die in Audionschaltung arbeitet, und dem negativen Pol der Anodenspannungsquelle. Bei der Gittergleichrichtung wird der Anodenstrom bei Zunahme der Zeichenintensität vermindert. Daher wird die Spannung des Punktes C bei einer Zunahme der Zeichenintensität negativer, und diese negative Spannung wird dem Gitter der Röhre 6 zugeführt, welche mit dem Punkt A verbunden ist.In Fig. 3 a circuit is shown in which an audio rectifier is used. The resistor 2o is now between the cathode of the rectifier tube io, which works in audio circuit, and the negative pole of the anode voltage source. In the grid rectification, the anode current increases as the character intensity increases reduced. Therefore, the stress of the point C becomes with an increase in the character intensity more negative, and this negative voltage is applied to the grid of the tube 6, which connected to point A.

Wenn eine Schirmgitterröhre an Stelle der Röhre 6 benutzt wird, kann das Schirmgitter mit dem Punkt A (Abb. 2) verbunden werden, so daß man, auf diese Weise eine Verstärkungsregelung erhält.If a screen grid tube is used in place of the tube 6, can the screen grid can be connected to point A (Fig. 2) so that you can, on this Way receives a gain control.

Wenn ein noch höherer Grad der Verstärkungsregelung gewünscht wird, kann man die Schaltungen der Abb. i und 2 kombinieren, wie es in Abb. q. zu sehen ist. Hier werden zwei Glimmröhren ig und ig' in Verbindung mit einem Widerstand 21', der dem Widerstand 2i der Abb. i entspricht, verwendet, so daß sowohl die Spannung des Steuergitters als auch die des Schirmgitters der Röhre 6 geregelt wird, wobei der Sinn dieser Spannungsänderung in jedem Fälle so ist, daß der Verstärkungsgrad bei einer Zunahme der Zeichenintensität vermindert wird. Bei einem mit einer automatischen Verstärkungsregelung versehenen Radioempfänger ist es schwierig, ihn genau auf die gewünschte Station einzustellen:- Ein gewöhnlicher Radioempfänger kann einfach dadurch eingestellt werden, daß man abhört, wenn die Lautstärke der Station am größten ist. Wenn aber der Empfänger mit einer automatischen Verstärkungsregelung ausgestattet ist, kann man den Resonanzpunkt nur schwer finden, weil nach Überschreiten dieses Punktes die Lautstärke abfallen will und daher der automatische Verstärkungsregeler in Tätigkeit tritt und die Ausgangsleistung wiederherstellt und damit die Lautstärke über einen beträchtlichen Teil der Abstimmskala konstant hält. Es ist ,daher notwendig, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, an der man optisch erkennen kann, ob. genau auf die Station eingestellt ist. Diese optische Anzeige wird bei der Erfindung durch das Aufleuchten der Glimmröhre ig erzielt. Wenn man Anodengleichrichtung in dem Gleichrichter io, wie z. B. in der Schaltung nach Abb. i benutzt, nimmt die Lichtintensität der Röhre ig ab, wenn man auf eine Station abgestimmt hat, weil der Anodenstrom des Gleichrichters dann zunimmt und infolgedessen die Spannung des Punktes C und damit die Spannung über der Röhre ig fällt. Die Änderung in der Stromverteilung durch die Widerstände 2o, 21 usw., welche die Änderung der Lichtintensität der Röhre ig hervorrufen, kann man aus dem folgenden Rechnungsbeispiel erkennen.If an even higher degree of gain control is desired, the circuits of Fig. i and 2 can be combined as shown in Fig. q. to see is. Here two glow tubes ig and ig 'in connection with a resistor 21 ', which corresponds to the resistor 2i of Fig. I, is used, so that both the voltage of the control grid and that of the screen grid of the tube 6 is regulated, wherein the sense of this voltage change in each case is such that the gain is decreased with an increase in character intensity. For one with an automatic Gain control fitted radio receivers make it difficult to target it accurately set the desired station: - An ordinary radio receiver can simply do this set so that you can listen when the volume of the station is at its highest. But if the receiver is equipped with an automatic gain control is, it is difficult to find the point of resonance because after crossing this Point the volume wants to drop and therefore the automatic gain control goes into action and restores the output power and thus the volume holds constant over a considerable part of the tuning scale. It is, therefore, necessary To create a display device by means of which one can visually recognize whether. Exactly is set to the station. This visual display is in the invention by the glow tube lights up ig achieved. If you have anode rectification in the Rectifier io, such as B. used in the circuit according to Fig. I, the light intensity increases the tube ig off when you have tuned to a station, because the anode current of the rectifier then increases and consequently the voltage of point C and so that the voltage across the tube ig falls. The change in power distribution through the resistors 2o, 21, etc., which change the light intensity of the tube ig can be seen from the following calculation example.

Es sei, der Widerstand R21- 2o0 öoo Ohm und der Spannungsabfall über diesem Widerstande schwanke zwischen 37 und 2o Volt, wobei der erste Wert gilt, wenn-keine Zeichen empfangen werden, und der zweite Wert, wenn kräftige Zeichen aufgenommen werden.Let the resistor R21-2o0 ooo ohms and the voltage drop across this resistance fluctuates between 37 and 2o volts, the first value being valid, if-no characters are received, and the second value if strong characters be included.

Der Strom durch den Widerstand 21 ist also, wenn kein Zeichen empfangen wird, während der Strom durch den Widerstand 2i für ein kräftiges Zeichen Dieser Strom fließt aber auch durch die Glimmlampe 1g, so daß ihre Lichtstärke ein Minimum ist, wenn der Empfänger genau auf die Station abgestimmt ist.The current through resistor 21 is so, if no character is received, while the current through the resistor 2i for a strong mark However, this current also flows through the glow lamp 1g, so that its light intensity is a minimum when the receiver is precisely matched to the station.

Wenn Audiongleichrichtung in dem Gleichrichter io, wie z. B. bei der Schaltung der Abb-.3, verwendet wird, nimmt die Lichtstärke der Glimmlampe zu, wenn genau auf die gewünschte Welle abgestimmt ist. Der Anodenstrom des Audiongleichrichters fällt ab, wenn ein kräftiges Zeichen aufgenommen wird. Dieser Anodenstrom fließt durch den Widerstand 2o. Wenn daher der Anodenstrom abnimmt, nimmt die Spannung des Punktes C zu und infolgedessen auch der Strom durch die Röhre ig, wodurch eine Zunahme der Lichtintensität der Glimmlampe bewirkt wird.When audio rectification in the rectifier io, e.g. B. at the Circuit of Fig-.3, is used, the luminous intensity of the glow lamp increases when is precisely matched to the desired shaft. The anode current of the audio rectifier falls off when a strong character is picked up. This anode current flows through the resistance 2o. Therefore, when the anode current decreases, the voltage decreases of point C to and consequently also the current through the tube ig, whereby a Increase in the light intensity of the glow lamp is caused.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for automatic gain control of electrical Character, characterized in that a glow lamp with a resistor in series a potentiometer forms that between the point under the influence of the incoming Signs of variable direct current potential and a point of fixed potential and the connection point between the glow lamp and the potentiometer is connected to an electrode of the amplifier tube to be regulated. a. Circuit arrangement according to claim i, wherein the gain is provided by the output energy of a detector tube is regulated, characterized in that the glow lamp with a point in the Anode circuit of the detector tube is connected, and that the connection point between the glow lamp and the potentiometer resistor with the grid of a preceding one Amplifier tube is connected, and that the cathode of the amplifier tube on a relative to the grid is held positive potential. 3. Circuit arrangement according to Claim i, in which a screen grid tube is used as the amplifier tube, characterized in that the connection point between the glow tube and the Potentiometer resistor is connected to the screen grid of the amplifier tube. Circuit arrangement according to Claims 1 to 3, characterized in that the detector tube is either an anode or an audio rectifier. 5. Circuit arrangement according to Claims i to q., Characterized in that the connection point. between the Glow lamp and the resistor with two or more electrodes of the amplifier tube to be controlled connected is. 6. Circuit arrangement according to claim i to 5, characterized in that that the glow tube is attached so that it is a visible indicator of the precise adjustment of the coordination to the desired station there.