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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Spannungskonstanthaltung, vorzugsweise in
Filmkameras, mit einem an eine Spannungsquelle angeschlossenen und einem Stelltransistor vorgeschalteten
Differenzverstärker, dessen Eingänge zum Spannungsvergleich je einem Zweig einer Widerstände aufweisenden
Brücke zugeordnet sind, wobei der dem Referenzeingang des Differenzverstärkers zugeordnete Brückenzweig einerseits einenZweipol, vorzugsweise einen Vorwiderstand, und anderseitseinen einen vorbestimmtenSchwell- wert aufweisenden Spannungsbegrenzer, z. B. eine Zenerdiode, aufweist, wogegen der andere Brückenzweig zwischen dem Ausgang des Stelltransistors und einem Pol der Spannungsquelle liegt. Eine derartige Schaltung- anordnung ist bereits bekannt.
Nachteilig daran ist jedoch, dass sich der durch den Spannungsbegrenzer, näm- lich der durch die Zenerdiode fliessende Strom mit der Eingangsspannung verändert. Dies ist besonders bei niedriger Zenerspannung und bei in Durchlassrichtung geschalteten Dioden der Fall, da bei einer solchen Anord- nung die Steilheit gering ist.
Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
Die Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des verhältnismässig hochohmigen, am andern Pol der Spannungsquelle liegenden
Zweipoles bei Nennspannung der Spannungsquelle eine Spannung ergibt, die dem Schwellwert des Spannungbegrenzers entspricht, und der einen Strom aufbringt, der der Summe des Stromes am Referenzeingang des
Differenzverstärkers und des minimalen Spannungsbegrenzerstromes entspricht. Auf diese Weise fliesst durch den Vorwiderstand nur ein relativ geringer Strom, der gerade ein Starten der Anordnung zur Folge hat. Da so- mit der Spannungsbegrenzer in einem höheren Bereich seiner Charakteristik betrieben wird, wirken sich Strom- änderungen nur in geringerem Masse auf die Ausgangsspannung aus.
Im Rahmen der Erfindung kann auch der Zweipol von einer Konstantstromquelle gebildet sein, beispielsweise einer solchen, wie sie aus der österr. Patentschrift Nr. 255577 bekanntgeworden ist. Eine Konstantstromquelle wird aber nur dann mit Vorteil anwendbar sein, wenn grössere Ströme verfügbar sind. Ist dies nicht der Fall, so ist zweckmässig die Anordnung so getroffen, dass der Zweipol in einen hochohmigen Teilwiderstand und einen niederohmigen, dem Spannungsbegrenzer unmittelbar vorgeschalteten Basiswiderstand geteilt ist, wobei eine in Richtung auf den Ausgang sperrende Diode einerseits an einem Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen und anderseits an den Ausgang gelegt ist.
Hat eine solche Anordnung gestartet, so fliesst über die Diode und den niederohmigen Widerstand, somit aber auch durch den Spannungsbegrenzer, ein Strom, der um ein Vielfaches grösser als der Startstrom ist. Gleichzeitig wird aber damit der hochohmige Widerstand praktisch nach dem Starten automatisch ausgeschaltet, die Spannung an ihm wird zurückgehen, da der Spannungsabfall am niederohmigen Widerstand steigt. Dies bedeutet aber ein weiteres Absinken des an sich schon kleinen Stromes durch den hochohmigen Widerstand, so dass der Strom am Spannungsbegrenzer praktisch ausschliesslich durch den niederohmigen Widerstand und die stabile Spannung bestimmt wird. Auf diese Weise treten keine Stromänderungen am Spannungsbegrenzer mehr auf, so dass sich auch dessen Ausgangsspannung nicht mehr ändert - der Arbeitspunkt wird nicht mehr verlassen.
All diese Vorteile werden erzielt, ohne dass sich hiebei die Regelsteilheit verschlechtert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anHand der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen.
Fig. l veranschaulicht eine erfindungsgemässe Schaltung, Fig. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise.
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R.-bestehendennungsbegrenzer ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Diodenserienschaltung -D1- gebildet, wie dies für Referenzspannung unter 3, 3 V üblich ist. An Stelle der Diodenserienschaltung -D 1- kann auch eine Zenerdiode vorgesehen sein. In bekannter Weise wird nun diese Eingangsspannung mit der durch den Span-
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T-bestehendengangstransistor-T-zugeführt wird. Am Kollektor dieses Stelltransistors-T.-liegt eine Ausgangsklemme - 2-, der stabilisierte Spannung entnommen werden kann.
Um nun eine möglichst genaue Referenzspannung zu erhalten, ist der Widerstandswert des Vorwiderstandes - Rl, --so gewählt, dass bei normaler Betriebsspannung der Spannungsquelle nur ein relativ geringer Strom
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den. Dies kann nun in vorteilhafter Weise so erfolgen, dass bei einer Schaltungsanordnung mit den bisher beschriebenen Bauteilen der Vorwiderstand statt von den ohmschen Widerständen-R., R.-von einer Konstantstromquelle gebildet ist. Besonders in einem solchen Falle wird man auch die Diodenserienschaltung-D - durch eine Zenerdiode ersetzen.
Für kleinere Betriebsspannungen ist jedoch die dargestellte Schaltungsanordnung vorzuziehen, bei der der Vorwiderstand in einen hochohmigen Widerstand -RI- und einen niederohmigen Widerstand--Ri-geteilt ist. Zwischen diesen beiden Widerständen und dem Ausgang liegt eine in Richtung auf den Ausgang sperrende
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Diode --D2--. Hat eine solche Anordnung gestartet, so fliesst über die Diode --D2- und den niederohmigen Widerstand-R-, somit aber auch durch die Diodenserienschaltung-Dl-ein Strom, der um ein Vielfaches grösser als der Startstrom ist. Damit ist aber der hochohmige Widerstand praktisch ausgeschaltet, die Spannung am Widerstand-Ri-wird zurückgehen, da der Spannungsabfall am niederohmigen Widerstand --R2-- steigt.
Da nun der an sich kleine Strom durch den hochohmigen Widerstand-Rl-weiter absinkt, wird der Diodenstrom durch die Diodenschaltung --D1-- praktisch ausschliesslich durch den niederohmigen Widerstand-ruz und die stabile Spannung bestimmt. Somit ändert sich auch die Diodenspannung an der Diodenschaltung-Dnicht mehr, und es wird der Arbeitspunkt nicht verlassen.
In Fig. 2 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen Eingan gsstromschwankungen und Ausgangsspannungsschwankungen dargestellt. Hiebei sind mit --D und Z-- die Kennlinien für eine Diodenschal-
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Kennlinien verschoben, in dem verhältnismässig grosse Stromschwankungen-AI-nur geringe Referenzspan- nungsunterschiede --#UD bzw. #UZ -- zur Folge haben. Wegen der grösseren Steilheit der Kennlinie einer Zenerdiode ergeben sich bei Verwendung einer solchen auch nur geringere Spannungsschwankungen.
Um die Neigung zu Schwingungen bei einer Schaltungsanordnung gemäss Fig. 1 zu vermeiden, ist zweckmässig wenigstens ein Dämpfungskondensator vorgesehen. Dieser Dämpfungskondensator kann in der Art des dargestellten Kondensators-C-zwischen die Ausgangsspannung und den dem Differenzverstärker --T1, T2-rückgeführten Teil der Ausgangsspannung, d. i. in Fig. 1 die Basis des Transistors --T2-, gelegt sein. Es kann
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legten Kondensator-C, 7- erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Spannungskonstanthaltung, vorzugsweise in Filmkameras, mit einem an eine Spannungsquelle angeschlossenen und einem Stelltransistor vorgeschalteten Differenzverstärker, dessen Eingänge zum Spannungsvergleich je einem Zweig einer Widerstände aufweisenden Brücke zugeordnet sind, wobei der dem Referenzeingang des Differenzverstärkers zugeordnete Brückenzweig einerseits einen Zweipol, vorzugsweise einen Vorwiderstand, und anderseits einen einen vorbestimmten Schwellwert aufweisenden Spannungsbegrenzer, z.
B. eine Zenerdiode, aufweist, wogegen der andere Brückenzweig zwischen dem Ausgang des Stelltransistors und einem Pol der Spannungsquelle liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des verhältnismässig hochohmigen, am andern Pol der Spannungsquelle liegenden Zweipoles (R, R ) bei Nennspannung der Spannungsquelle eine Spannung ergibt, die dem Schwellwert des Spannungsbegrenzers entspricht, und der einen Strom aufbringt, der der Summe des Stromes am Referenzeingang des Differenzverstärkers (T, T.) und des minimalen Spannungsbegrenzerstromes entspricht.
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The invention relates to a circuit arrangement for keeping the voltage constant, preferably in
Film cameras, with one connected to a voltage source and one upstream of an adjusting transistor
Differential amplifier, the inputs of which each have a branch of a resistor for voltage comparison
Bridge are assigned, the bridge branch assigned to the reference input of the differential amplifier, on the one hand, a two-pole, preferably a series resistor, and, on the other hand, a voltage limiter having a predetermined threshold value, e.g. B. a Zener diode, while the other bridge branch is between the output of the control transistor and one pole of the voltage source. Such a circuit arrangement is already known.
A disadvantage of this, however, is that the current flowing through the voltage limiter, namely the current flowing through the Zener diode, changes with the input voltage. This is particularly the case with a low Zener voltage and with diodes switched in the forward direction, since the slope is low in such an arrangement.
The invention is intended to avoid these disadvantages.
The circuit arrangement of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention in that the resistance value of the relatively high-resistance value located at the other pole of the voltage source
Two-pole at nominal voltage of the voltage source results in a voltage which corresponds to the threshold value of the voltage limiter and which applies a current which is the sum of the current at the reference input of the
Differential amplifier and the minimum voltage limiter current. In this way, only a relatively small current flows through the series resistor, which just causes the arrangement to start. Since the voltage limiter is thus operated in a higher range of its characteristics, changes in current only have a minor effect on the output voltage.
Within the scope of the invention, the two-terminal network can also be formed by a constant current source, for example one such as has become known from Austrian patent specification No. 255577. A constant current source can only be used with advantage if larger currents are available. If this is not the case, the arrangement is expediently made so that the two-terminal pole is divided into a high-resistance partial resistance and a low-resistance base resistance connected directly upstream of the voltage limiter, with a diode blocking in the direction of the output on the one hand at a connection point between the two resistors and on the other hand is placed at the exit.
Once such an arrangement has started, a current flows through the diode and the low-resistance resistor, and thus also through the voltage limiter, which is many times greater than the starting current. At the same time, however, the high-resistance resistor is automatically switched off practically after starting, and the voltage across it will decrease, since the voltage drop across the low-resistance resistor increases. However, this means a further decrease in the already small current through the high-ohmic resistor, so that the current at the voltage limiter is determined almost exclusively by the low-ohmic resistor and the stable voltage. In this way, there are no more changes in current at the voltage limiter, so that its output voltage no longer changes either - the operating point is no longer left.
All of these advantages are achieved without the control steepness deteriorating.
Further details of the invention emerge from the following description of the drawings.
FIG. 1 illustrates a circuit according to the invention, FIG. 2 is a diagram to illustrate the mode of operation.
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In the exemplary embodiment shown, the existing limit limiter is formed by a diode series circuit -D1-, as is customary for reference voltages below 3.3V. Instead of the diode series circuit -D 1- a Zener diode can also be provided. In a known way, this input voltage is now compared with the
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T-existing gang transistor-T-is fed. At the collector of this setting transistor T.- there is an output terminal - 2- from which the stabilized voltage can be taken.
In order to obtain a reference voltage that is as precise as possible, the resistance value of the series resistor - Rl, - is selected so that only a relatively low current is generated at normal operating voltage of the voltage source
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the. This can now take place in an advantageous manner in such a way that, in a circuit arrangement with the components described above, the series resistor is formed by a constant current source instead of the ohmic resistors - R., R.. In such a case in particular, the diode series circuit - D - will also be replaced by a Zener diode.
For lower operating voltages, however, the circuit arrangement shown is to be preferred, in which the series resistor is divided into a high-resistance resistor -RI- and a low-resistance resistor - Ri. Between these two resistors and the output there is a blocking device in the direction of the output
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Diode --D2--. Once such an arrangement has started, a current that is many times greater than the starting current flows through the diode -D2- and the low-resistance resistor-R-, but also through the diode series circuit-D1. With this, however, the high-ohmic resistor is practically switched off, the voltage at the resistor-Ri-will decrease, since the voltage drop at the low-ohmic resistor -R2- increases.
Since the inherently small current through the high-ohm resistor-Rl-drops further, the diode current through the diode circuit -D1- is determined practically exclusively by the low-ohm resistor-ruz and the stable voltage. Thus, the diode voltage at the diode circuit-D no longer changes, and the operating point is not left.
In Fig. 2 is a diagram to illustrate the relationship between input current fluctuations and output voltage fluctuations. With --D and Z-- the characteristic curves for a diode circuit
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Shifted characteristic curves, in which relatively large current fluctuations - AI - result in only small reference voltage differences - # UD or #UZ -. Because of the greater steepness of the characteristic curve of a Zener diode, only smaller voltage fluctuations result when using such a diode.
In order to avoid the tendency to oscillations in a circuit arrangement according to FIG. 1, at least one damping capacitor is expediently provided. This damping capacitor can, in the manner of the capacitor-C-shown, between the output voltage and the part of the output voltage fed back to the differential amplifier -T1, T2, i.e. i. in Fig. 1, the base of the transistor -T2- be laid. It can
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put capacitor-C, 7- done.
PATENT CLAIMS:
1. Circuit arrangement for keeping the voltage constant, preferably in film cameras, with a differential amplifier connected to a voltage source and upstream of a setting transistor, the inputs of which for voltage comparison are each assigned to a branch of a bridge having resistors, the bridge branch assigned to the reference input of the differential amplifier on the one hand being a two-pole, preferably one Series resistor, and on the other hand a voltage limiter having a predetermined threshold value, e.g.
B. a Zener diode, whereas the other bridge branch is between the output of the control transistor and one pole of the voltage source, characterized in that the resistance value of the relatively high-resistance two-pole (R, R) at the other pole of the voltage source at the rated voltage of the voltage source The result is a voltage which corresponds to the threshold value of the voltage limiter and which applies a current which corresponds to the sum of the current at the reference input of the differential amplifier (T, T.) and the minimum voltage limiter current.