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Elektromechanisches Pegelregelungssystem für Vielkanal-Weitverkehrsträgerfrequenzsysteme
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quelle ist der ohmsche Widerstand 28 geschaltet. Die positive Emitterspannung wird dem Transistor Tl über den ohmschen Widerstand 29 und die negative Kollektorspannung über den ohmschen Wider- stand 30 zugeführt. Der Kollektor des Transistors Tl ist über den ohmschen Widerstand 31 mit der Basis des zweiten Transistors T2 verbunden. Die Basis dieses Transistors liegt über dem ohmschen Widerstand 32 am positiven Pol der Speisespannungsquelle. Ausserdem ist sie über den Kondensator 33 mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden.
Die Emitterspannung wird diesem Transistor und dem dritten Transistor T3 über den ohmschen Widerstand 34 zugeführt. Die Basis des dritten Transistors
T3 ist ausserdem mit demEmitter des erstenTransistors Tl gekoppelt und parallel zumEmitterwider- stand 29 liegt ein zur Temperaturkompensation verwendeter Heissleiter 35. Im Kollektorkreis des Transistors T2 liegt das Umschalterelais U.
Sowohl der Kollektor des Transistors T2 als auch der
Kollektor des Transistors T3 sind jeweils über den ohmschen Widerstand 36 bzw. 37 an den ohmschen
Widerstand 38 geführt. Die Kollektorspannung des Transistors T3 wird über den ohmschen Widerstand 39 demKollektordiesesTransistors zugeführt. Über denohmschen Widerstand 38 gelangt die Steuerspannung USt andieBasisdeserstenTransistors T4 derAusgangsstufedesTaktgebers. DemerstenTransistor T4 der
Ausgangsstufe des Taktgebers ist ein weiterer Transistor T5 derart nachgeschaltet, dass beide Transistoren einen Gleichstromverstärker bilden. Der Taktgeber ist als astabiler Multivibrator aufgebaut.
Die Basis des
Transistors T4 führt über die Kapazität 40 an den Kollektor des dritten Transistors T6 des Taktgebers. DieBasisdiesesTransistorsistwiederüberdieKapazität 41 mitdemKollektordeszweitenTransistors T5 derAusgangsstufe verbunden.
Der Kollektor des ersten Transistors T4 der Ausgangsstufe des Taktgebers ist über den ohmschen Widerstand 42 mit der Basis des dritten Transistors 1'6 des Taktgebers gekop-
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Emitter des dritten Transistors T 6 des Taktgebers ist über die ohmschen Widerstände 43 und43a, die Basis über den ohmschen Widerstand 44 und der Emitter des ersten Transistors T4 der
Ausgangsstufe des Taktgebers über den Heissleiter 45 mit dem Ruhekontakt des aj-Kontaktes des in der
Pilotüberwachungseinrichtung liegenden A-Relais verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors T5 derAusgangsstufe desTaktgebers liegt über dem ohmschen Widerstand 46 am Gelenkpunkt des uI-Kon- taktes des Umschalterelais U.
Der Kollektor des zweiten Transistors T5 des Taktgebers ist einer- seits über die Wicklung R des Schaltmagneten des Schrittschallwerkes mit dem Ruhekontakt des uy-Kon- taktes und anderseits über die Wicklung S des Umschaltemagneten des Schrittschaltwerkes mit dem Ar- beitskontakt des uI-Kontaktes des U-Relais verbunden. Jede der Wicklungen der beiden Schaltmagnete
R, S kann mit Hilfe des Umschaltekontaktes k über einen ohmschen Widerstand 47 bzw. 48 kurz geschlossen werden.
Die Dioden 49 und 50, die ebenfalls parallel zu den Wicklungen der Schaltma- gnete R, S geschaltet sind, dienen zur Unterdrückung von induktiven Spannungsstössen. Zwischen dem Gelenkpunkt des uI-Kontaktes und dem positiven Pol der Speisespannungsquelle liegt die Kapazität 51.
Zwischen dem negativen Pol der Speisespannungsquelle und dem mit dem Gelenkpunkt des uI-Kontaktes verbundenen Pol des Kondensators ist der ohmsche Widerstand 52 geschaltet.
DieStromkonstanthalterschaltung 21 besteht im wesentlichen aus den beiden Transistoren T7, T8 undderZenerdiode 53. Die über den Widerstand 54 gespeiste Zenerdiode 53 hält das Basispoten- tial der Transistoren 1'7 und T8 konstant. Über die Widerstände 55, 56 und 57 wird dadurch ein kon- stanter Strom erzwungen, so dass der Spannungsabfall an diesen Widerständen zusammen mit der Emitter- und Basisspannung der Transistoren gleich der Zenerspannung der Zenerdiode 53 ist. Mit dem veränderbaren Widerstand 57 wird die Toleranz derZenerspannung ausgeglichen und derKonstantstrom auf einen gewünschten Wert eingestellt.
Der Heissleiter 58 bewirkt ein Ansteigen des Stromes bei tiefen Temperaturen, um die hiebei stärkere Kühlwirkung der Aussenluft auf die im Regelentzerrer 11 befindlichen Heissleiter zu kompensieren. Der konstante Strom wird dem Mittelabgriff des Potentiometers 8 zugeführt und dort in zwei Teilströme aufgeteilt, von denen der eine Teilstrom als Heizstrom des im Regelentzerrer befindlichen Heissleiters dient.
Am Eingang der Pilotüberwachungseinrichtung liegt ebenfalls ein aus drei ohmschen Widerständen 59, 60 und 61 bestehender Spannungsteiler und parallel zu diesem Spannungsteiler ist ein zweiter Spannungsteiler, bestehend aus den ohmschen Widerständen 62 und 63, geschaltet. Der ohmsche Widerstand 60 und der ohmsche Widerstand 62 sind als Schleifpotentiometer ausgebildet. Der Schleifkontakt des Schleifpotentiometers 60 ist über die beiden Halbleiterdioden 64 und 65 mit der Basis des zweiten Transistors T9 und der Schleifkontakt des Schleifpotentiometers 62 über ebenfalls zwei Halbleiterdioden 66 und 67 mit derBasis des ersten Transistors T10 der Pilotüberwachungseinrichtung verbunden. Den Basen der beiden Transistoren wird die positive Speisespannung über die ohmschen Widerstände 68 und 69 zugeleitet.
Die Emitter beider Transistoren sind über die Halbleiterdiode 76 mit dem positiven Pol der Speisespannungsquelle verbunden. Dieser Diode ist ein ohmscher Widerstand 77, der
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mit seinem einen Ende am negativen Pol der Speisespannungsquelle liegt, in Reihe geschaltet. Der Ge- lenkpunkt des aI-Kontaktes liegt ebenfalls am positiven Pol der Speisespannungsquelle und derArbeits- kontakt des aI-Kontaktes ist mit dem Gelenkpunkt des u, -Kontaktes verbunden. Zwischen dem Gelenk- punkt des Arbeitskontaktes des un-Kontaktes und negativem Pol der Speisespannungsquelle ist jeweils eine Anzeigelampe 78 bzw. 79 geschaltet. Die Kontakte an und am betätigen jeweils eine akusti- sche Alarmanlage.
Im folgenden soll nun die Zusammenarbeit der vorstehend beschriebenen Baugruppen untereinander beschrieben werden. Die Steuerschaltung hat die Aufgabe, den gleichgerichteten Pilotstrom auszuwerten.
Dabei müssen zweiKriterien berücksichtigt werden. BeiAbweichung des Pilotpegels um einen bestimmten einstellbaren Wert vom Sollwert muss der Taktgeber in Tätigkeit treten. Ferner muss die Steuerschaltung unterscheiden, ob die Abweichung positiv oder negativ ist, d. h. ob der Istwert grösser oder kleiner als der
Sollwert ist. Diese Unterscheidung ist erforderlich, um die Drehrichtung des Schrittschaltwerkes zu bestimmen. Wird die Ansprechschwelle überschritten, dann beginnt der Taktgeber zu arbeiten und setzt seinerseits das Schrittschaltwerk in. Bewegung. Gleichzeitig wird mit dem Umschalterelais U die Drehrichtung des Schrittschaltwerkes festgelegt.
Die Auswertung der gleichgerichteten Pilotspannung geschieht folgendermassen : Über den Eingangsspannungsteiler 22, 23, 24 der Steuerschaltung fliesst ein Teil des gleichgerichteten Pilotstromes. Dieser Gleichstrom ist dem Pilotpegel proportional. Am Potentiometer 23 dieses Spannungsteilers wird die abgegriffene Spannung so eingestellt, dass beim Sollwert die als Zenerdiode ausgebildete Halbleiterdiode 26 gerade durchlässig wird. Somit erhält die Basis des ersten Transistors Tl der Steuerschaltung über den ohmschen Widerstand 28 und die Halbleiterdiode 26 negatives Potential und der Transistor wird leitend.
Für Pegelwerte, die kleiner als der Sollwert sind, wird der erste Transistor Tl gesperrt. Der Basis des Transistors T2 wird über den ohmschen Widerstand 31 negatives Potential zugeführt. Der Transistor T2 ist leitend. Durch den Emitterwiderstand 29 des ersten Transistors Tl fliesst kein Strom, somit findet die Basis des dritten Transistors T3 kein negatives Potential. T3 ist gesperrt.
Für Pegelwerte, die grösser als der Sollwert sind, wird der erste Transistor Tl leitend. Die Basis von T2. erhält über den ohmschen Widerstand 31 vom Kollektor des ersten Transistors Tl positives Potential. Es wird der Transistor T2 gesperrt. Der Emitterstrom des ersten Transistors Tl erzeugt am ohmschen Widerstand 29 einen Spannungsabfall, der den dritten Transistor T3 durchsteuert. Zwischen diesen beiden Zuständen, d. h. also genau beim Sollwert, gibt es einen Zustand, bei dem der Transistor T2 gerade noch und der dritte Transistor T, 3, schon leitend ist. In diesem Bereich, in dem beide Transistoren leitend sind, wird der Taktgeber, der mit den beiden hochohmigen Widerständen 36 und 37 angekoppelt ist, stillgesetzt.
Die Funktion der Kollektorspannungen in Abhängigkeit vom Pilotstrom ist aus dem Diagramm nach Fig. 3 ersichtlich. Die Abhängigkeit der dem Taktgeber zugeführten Steuerspannung vom Pilotstrom zeigt das Diagramm nach Fig. 4. Aus diesem Diagramm ist deutlich die durch die gleichzeitige Aussteuerung der beiden Transistoren T2 und T3 erzielbare Totzeit, bei der das Regelsystem nicht anspricht, ersichtlich. Durch diese Totzeit wird ein Eigenschwingen des Regelsystems vermieden. Durch entsprechende Spannungsverhältnisse an den Transistoren T2 und T3 lässt sich diese Totzeit verändern. Das in den Kollektorzweig des zweiten Transistors T2 der Steuerschaltung eingeschaltete Umschalterelais U ist bei Pegelwerten unter dem Sollwert erregt und fällt bei Pegelwerten, die grösser als der Sollwert sind, ab.
Das Umschalterelais U schaltet mit seinem Kontakt ui die richtige Drehrichtung des Schaltwerkes ein. Der Kontakt un steuert die Signallampe 78, 79 der Pilotüberwachungseinrichtung.
Das Schrittschaltwerk ist das eigentliche Stellglied in der gesamten Regelanordnung. Das Schaltwerk besteht aus einem hochwertigen Drehpotentiometer mit Zahnradgetriebe und zwei Schaltmagneten. Die Achse des Potentiometers wird von den Ankern der Magnete über das Getriebe schrittweise bewegt. Für beide Drehrichtungen sind getrennte Schaltmagnete R, S vorgesehen.
Wird der Taktgeber 20 durch die Steuerschaltung ; 1. 9 in Betrieb genommen, so gibt er in, durch die Dimensionierung festgelegten Abständen, einen durch den zweiten Transistor T5 des Taktgebers verstärktenImpuls zur Weiterschaltung des Schrittschaltwerkes ab. Um eine Rückwirkung der Schaltstromstösse auf die Stromversorgung zu vermeiden, wird die Energie für das Weiterschalten des Schrittschaltwerkes aus dem in der Impulspause über den ohmschen Widerstand 52 aufgeladenen Elektrolytkondensator 51 entnommen. An den Kollektor des zweiten Transistors T5 des Taktgebers wird über den ui-Kontakt des Umschalterelais U jeweils eine der beiden Magnetwicklungen geschaltet.
Bei abgeschaltetemTaktgeber und während derImpulspausen sind die beiden Transistoren T 4 und T 5 der Ausgangsstufe des Taktgebers gesperrt. Dadurch erhält die Basis des ersten Transistors T6 über die
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ohmschen Widerstände 81 und 42 negatives Potential und ist leitend. Der Kollektor des dritten Transistor T 6 hat im wesentlichen Emitterpotential, so dass der Kondensator 40 entladmist. Wenn die Steuerschaltung eine Pegelabweichung festgestellt hat, erhält die Basis des ersten Transistors T4 des Taktgebers über die ohmschen Widerstände 38 und 36 bzw. 37 negatives Potential und wird leitend.
Gleichzeitig wird auch der zweite Transis'jr T5 leitend und schaltet das Schrittschaltwerk einen Schritt weiter. Für die Dauer des Schaltimpulses wird der dritte Transistor T6 gesperrt. Durch diese kurzzeitige Sperrung wird der Kondensator 40 aufgeladen, der nun während der Impulspause den ersten Transistor T4 gesperrt hält und sich langsam über den ohmschen Widerstand 38 entlädt. Wenn sich der Kondensator 40 ganz entladen hat, wird der erste Transistor T4 desTaktgebers wieder leitend und der Vorgang beginnt von neuem, so lange, bis die Pegelabweichung kleiner als der Totzeitwert geworden ist.
In den beiden Endstellungen des Schrittschaltwerkes wird der Umschaltekontakt k betätigt. Er schliesst jeweils eine der beiden parallel zu den Wicklungen der beiden Schaltmagnete R, S Hegenden Dioden 49, 50 kurz. Damit wird jeweils der betreffende Magnet ausser Betrieb genommen, weil seine Wicklung durch den jeweiligen niederohmigen Widerstand 47 bzw. 48, der parallel zur entsprechenden Magnetwicklung liegt, überbrückt wird. Der Schaltmagnet für die andere Drehrichtung bleibt betriebsfähig.
Mit dem Schalter S kann die Pagelregelung ausserbetrieb gesetzt und das Potentiometer im Schritt- schaltwerk von Hand betätigt werden. Die Kontrollampe L zeigt an, dass die Regelung stillgelegt ist.
Die Pilotüberwachungseinrichtung hat die Aufgabe, bei einem unzulässigen Unter- bzw. Überpegel eine Alarmierung hervorzurufen. Ein Teil des vom Gleichrichter 5 abgegebenen Stromes fliesst über die beiden am Eingang der Pilotilberwachungseinrichtung liegenden, parallelgeschalteten Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 59, 60. 61 bzw. 62, 63. Die jeweils an den ohmschenWiderständen 60 bzw. 62 abgegriffenen Spannungen werden mit den Zenerspannungen der Halbleiterdioden 65 bzw. 67 verglichen. Mit den Potentiometern 60 bzw. 62 können die Ansprechgrenzen der Alarmierung für Über- und Unterpegel getrennt eingestellt werden.
. Beim Über-oder Unterschreiten der eingestellten Grenzpegelwerte wird über die Kontakte des A-Re- lais Pilotalarm gegeben. Je nachdem, ob Über- oder Unterpegel vorhanden ist, leuchtet eine derbeiden Signallampen 78 bzw. 79 auf. Die Signallämpchen werden vom Umschalterelais U gesteuert.
Bei Sollpegel ist die Zenerdiode 67 niederohmig. Der Transistor T10 ist dann durchgesteuert.
Damit erhält die Basis des Transistors T9 keine negative Spannung. Die Zenerdiode 65 ist hoch- ohmig, so dass die Basis des Transistors T9 über den ohmschen Widerstand 69 positives Potential er- hält. Der Transistor T9 ist daher gesperrt.
Bei Unterpegel reicht der Spannungsabfall am Spannungsteiler 62, 63 nicht mehr aus, um die Ze- nerdiode 67 durchzusteuern. Diese wird hochohmig und sperrt den Transistor T10. Dadurch gelangt über den ohmschen Widerstand 73, die Halbleiterdiode 75 und den ohmschen Widerstand 80 ne- gative Spannung an die Basis des Transistors T9. Dieser Transistor wird leitend und das A-Relais zieht an. Der Kontakt ar schaltet über den Kontakt un des Umschalterelais U die Signallampe für Un- terpegel ein. Der Kontakt a gibt Pilotalarm.
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