Schaltung mit Einrichtung zum kontinuierlichen Übergang von Parallel zu Serieschaltung zweier Impedanzen. Es ist in der Elektrotechnik allgemein bekannt, @dass durch Verwendung von elek trischen Schwingkreisen in Schaltungen Re sonanzerscheinungen auftreten, indem die Impedanz dieser greise bei bestimmten Fre quenzen mehr oder weniger ausgeprägte Maxima oder Minima aufweisen.
Der Zusam menhang zwischen der Impedanz eines. sol chen Schwingkreises und der Frequenz des Wechselstromes, auch mit Resonanzkurve be zeichnet, kann durch Veränderung und die Art der Anordnung der Schaltelemente, nä.m- .lich Kapazitäten, Induktivitäten und Wider stände des Schwingkreises gewählt und ver ändert werden.
Man unterscheidet je nach Anordnung der Schaltelemente Saug- und Sperrkreise, wobei unter Saugkreis eine Serieschaltung dieser Schaltelemente und unter Sperrkreis eine Parallelschaltung verstanden werden soll. So wohl in Saug- wie in Sperrkreisen wird die Lage des Resonanzmaximums bezw. -mini- mums durch die Grösse,der Kapazitäten und Induktivitäten bestimmt, während die Höhe und Breite der Resonanzspitzen durch die ohmschen Widerstände bestimmt werden.
Mit .den bekannten Schaltungen ist es jedoch nicht möglich, .die Resonanzkurven in einer für die Praxis ausreichenden Weise zu beeinflussen. Insbesondere ist es oft er wünscht, während des Betriebes einen kon tinuierlichen Übergang von einem Saug- zu einem Sperrkreis zu erreichen, was ebenfalls mit den bekannten Schaltungen nicht reali sierbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung mit Einrichtung zum kon tinuierlichen Übergang von Parallel- zu Serieschaltung zweier Impedanzen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung be steht diese Einrichtung aus einer Brücken- schaltung, die in zwei sich diagonal gegen überliegenden äussern Zweigen je eine der beiden Impedanzen und in den beiden andern diagonal gegenüberliegenden Zweigen je einen regelbaren ohm.schen Widerstand auf weist.
Ausführungsbeispiele der erfindungsge mässen Schaltung werden an Hand der bei liegenden Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Aufbau der Brückenschaltung und Fig.2 bis 4 Schaltungen, in denen die Brückenschaltung nach Fig.l zur Anwen dung kommt.
Fig.l zeigt eine Brückenschaltung mit den Anseblussklemmen 1 und 2. In zwei dia gonal gegenüberliegenden Zweigen befinden sich zwei Impedanzen 3 und 4, in den beiden andern Zweigen entsprechend zwei ohmsche Regelwiderstände 5 und 6. Die Brücke bildet ein Schalter 7.
Mit Hilfe dieser Einrichtung lässt sich bei Gleich- und Wechselstrom ein kontinuierli cher Übergang von Parallel- zu Serieschal- tung der Impedanzen 3 und 4 erreichen. was gegenüber dem sprunghaften Vorgang des Umschaltens bedeutende Vorteile haben kann, bei Versuchen oder Messvorgängen vielleicht direkt nötig ist.
Der kontinuierliche Übergang spielt sich folgendermassen ab: Anfangs Parallelschal tung der Impedanzen 3 und 4"%13o Schalter 7 offen und Regelwiderstände 5 und 6 gleich "Null". Dann langsames Vergrössern der Widerstände, und zwar so weit, dass nach Einschalten -des Brückenschalters 7 an den Impedanzen dieselben Spannungen herrschen wie vorher (bei Wechselstrom kann dabei ein Phasensprung stattfinden). Darauf werden die Widerstände zu "Unendlich" gemacht, wodurch schliesslich die Impedanzen für sich in Serie geschaltet sind. In umgekehrter Rei henfolge erfolgt der umgekehrte Übergang von Serie- zu Parallelschaltung.
Bei gleichen Impedanzen können für Gleich- und Wechselstrom die Widerstände gekuppelt werden. Bei gleichen Spannungen an den Impedanzen, die gleich der halben Spannung an den Klemmen 1 und 2 ist, wird der Brückenschalter eingelegt, der auch me chanisch mit -den Reglern gekuppelt sein kann.
Werden als Impedanzen einerseits eine Spule und anderseits ein Kondensator ver wendet, so kann die Brückenschaltung als Frequenz-Korrekturglied dienen, und zwar in der Hoch- und Niederfrequenztechnik vor, nach oder innerhalb eines Verstärkers. Fig. 2 zeigt einen Niederfrequenzverstärker, in wel chem die Brückenschaltung als Niederfre- quenzgangkorrektor .dient und die Stelle des Gitterwiderstandes zwischen zwei kondensa- torgekoppelten Verstärkerstufen 8 und 9 ein nimmt.
Diese sogenannten gemischten Schwingkreisschaltungen, worunter ein Par allelschwingkreis mit zur Spule und Konden sator in Serie geschalteten ohmschen Wider ständen oder ein Serieschwingkreis mit zur Spule und Kondensator parallelgeschalteten ohmschen Widerständen verstanden wird, haben den Vorteil, dass. sie auch rein ohmisch wirken können, wenn die Dämpfungswider- stände den kritischen Wert erreichen.
Dieser Wert R" <I>=</I> @IL/C ist für die Anpassung der Brückenschaltung von ausschlaggebender Be deutung, ebenso wie die ideale Schwing frequenz
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für den wirksamen Frequenzbereich.
Die Brückenschaltung erlaubt nun einen kontinuierlichen Übergang von Parallel- zu Serieschaltung, also von Sperr- zu Saugwir kung, da im Grenzfall bei kritischer Dämp fung beide Kreise gleich wirken, und zwar aperiodisch wie ein ohmscher Widerstand,
also frequenzunabhängig sind und nicht als Korrekturglied arbeiten Fig.3 zeigt eine Schaltung zur Anpas sung von zwei Lautsprechern 3 und 4 an den Ausgangstransformator 10 eines Verstärkers mit Hilfe der Brückenschaltung. Der Über gang von Parallel- zu Serieschaltung kann ohne Spannungssprung an den Lautsprechern durch Einschalten des Brückenschalters 7 erreicht werden, wenn das Spannungsverhält nis an den Laut; prechern ihrem Impedanzver- hältnis entspricht.
Werden zweckmässig Laut sprecher gleicher Impedanz verwendet, so er folgt die Umschaltung, wenn die Spannung an den Lautsprechern gleich der halben Transformatorspannung ist. Aber die Ein stellbarkeit von zwei Widerständen ermög licht auch eine energiemässige oder klang liehe Anpassung und sprunglosen Schaltungs übergang bei etwas verschiedenen Impe danzen.
Der kontinuierliche Übergang von Par a.11el- zu Serieschaltung kann in der Mess- technik zur Bestimmung der Gütewerte von Spulen und Kondensatoren nach Schaltung Fig.4 in der für #sie bestimmten Schwing kreisordnung benutzt werden.
Nach Einstellung der Widerstände 5 und > 6 auf Null wird der Wechselstromgenerator <B>11</B> mit der Spannung U auf Resonanzfrequenz eingestellt, was sich im Amperemeter 12 mit einem Stromminimum I" anzeigt. Daraufhin werden die Widerstände so weit aufgedreht, o dass bei gleichen Zweigströmen Aperiodizität eintritt, was: sich mit einem Spannungsmini mum Ub am Brückenvoltmeter 7 anzeigt. Da bei hat der zugeführte Strom einen Wert von- I" (Strom bei Abgleich) erreicht.
s Das Verhältnis IoJIa, ist nun proportional der Summe der Verlustwiderstände von Spule und Kondensator (also des Kreises), während das Verhältnis UbfU proportional zur Differenz der Verlustwiderstände ist, o woraus sieh die Einzelverluste oder die dazu umgekehrt proportionalen Gütewerte von Spule und Kondensator finden lassen.
Mit Hilfe -der am Generator eingestellten Schwing frequenz lassen sich dann auch die Induk- 5 tivität L und die Kapazität C berechnen. Die Fig. 2 bis 4 zeigen nur einige Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des, um die zahlreichenVerwendungsmöglich- keiten der Brückenschaltung darzulegen.
> Selbstverständlich ist diese Darstellung nicht erschöpfend, sondern jeder Fachmann wird in der Lage sein, weitere Beispiele für die Verwendung der Brückenschaltung anzu geben.
Circuit with device for the continuous transition from parallel to series circuit of two impedances. It is well known in electrical engineering that resonance phenomena occur through the use of elec tric resonant circuits in circuits, in that the impedance of these olds has more or less pronounced maxima or minima at certain frequencies.
The relationship between the impedance of a. Such a resonant circuit and the frequency of the alternating current, also referred to as a resonance curve, can be selected and changed by changing the type of arrangement of the switching elements, namely capacities, inductances and resistances of the resonant circuit.
Depending on the arrangement of the switching elements, a distinction is made between suction and blocking circuits, whereby the term “suction circuit” should be understood to mean a series connection of these switching elements and the term “blocking circuit” should be understood as a parallel connection. So well in suction as in trap circuits, the position of the resonance maximum respectively. -minimum determined by the size, the capacitances and inductances, while the height and width of the resonance peaks are determined by the ohmic resistances.
With the known circuits, however, it is not possible to influence the resonance curves in a manner sufficient for practice. In particular, it is often he wishes to achieve a continuous transition from a suction to a trap circuit during operation, which is also not possible with the known circuits.
The present invention relates to a circuit with a device for the continuous transition from parallel to series connection of two impedances.
According to the present invention, this device consists of a bridge circuit which has one of the two impedances in two diagonally opposite outer branches and a controllable ohmic resistance in the other two diagonally opposite branches.
Embodiments of the circuit according to the invention are explained with reference to the accompanying drawings. It shows Fig. 1 the structure of the bridge circuit and Fig. 2 to 4 circuits in which the bridge circuit according to Fig.l is used.
Fig.l shows a bridge circuit with the connection terminals 1 and 2. In two diagonally opposite branches there are two impedances 3 and 4, in the other two branches there are correspondingly two ohmic control resistors 5 and 6. The bridge is formed by a switch 7.
With the help of this device, a continuous transition from parallel to series connection of impedances 3 and 4 can be achieved with direct and alternating current. which can have significant advantages over the sudden changeover process, and which may be necessary directly in experiments or measuring processes.
The continuous transition takes place as follows: Initially parallel connection of impedances 3 and 4 "% 13o switch 7 open and control resistors 5 and 6 equal to" zero ". Then slowly increase the resistances, to the extent that after switching on the bridge switch 7 The same voltages prevail at the impedances as before (with alternating current a phase jump can take place). The resistances are then made "infinite", whereby the impedances are connected in series. In reverse order, the reverse transition from series occurs. to parallel connection.
If the impedances are the same, the resistors can be coupled for direct and alternating current. If the voltages at the impedances are equal to half the voltage at terminals 1 and 2, the bridge switch is inserted, which can also be mechanically coupled to the controllers.
If on the one hand a coil and on the other hand a capacitor are used as impedances, the bridge circuit can serve as a frequency correction element, in high and low frequency technology before, after or within an amplifier. 2 shows a low-frequency amplifier in which the bridge circuit serves as a low-frequency response corrector and takes the place of the grid resistance between two capacitor-coupled amplifier stages 8 and 9.
These so-called mixed resonant circuit circuits, which include a parallel resonant circuit with ohmic resistors connected in series with the coil and capacitor or a series resonant circuit with ohmic resistors connected in parallel with the coil and capacitor, have the advantage that they can also act purely ohmically if the Damping resistances reach the critical value.
This value R "<I> = </I> @ IL / C is of decisive importance for the adaptation of the bridge circuit, as is the ideal oscillation frequency
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for the effective frequency range.
The bridge circuit now allows a continuous transition from parallel to series circuit, i.e. from blocking to suction effect, since in the borderline case with critical damping both circuits have the same effect, aperiodically like an ohmic resistor,
thus are frequency-independent and do not work as a correction element Fig.3 shows a circuit for the adaptation of two speakers 3 and 4 to the output transformer 10 of an amplifier with the help of the bridge circuit. The transition from parallel to series connection can be achieved without a voltage jump at the speakers by turning on the bridge switch 7 when the voltage ratio to the sound; prechern corresponds to their impedance ratio.
If loudspeakers of the same impedance are used appropriately, the switchover takes place when the voltage at the loudspeakers is equal to half the transformer voltage. But the adjustability of two resistors also enables an energy-related or sound adjustment and a smooth switching transition with slightly different impedances.
The continuous transition from Par a.11el to series circuit can be used in measurement technology to determine the quality values of coils and capacitors according to circuit Fig. 4 in the resonant circuit order intended for you.
After the resistors 5 and> 6 have been set to zero, the alternating current generator <B> 11 </B> is set to the resonance frequency with the voltage U, which is indicated in the ammeter 12 with a current minimum I. Then the resistors are turned up so far, o that with the same branch currents aperiodicity occurs, which: is indicated by a voltage minimum Ub at the bridge voltmeter 7. Since the supplied current has reached a value of -I "(current during adjustment).
The ratio IoJIa is now proportional to the sum of the loss resistances of the coil and capacitor (i.e. the circuit), while the ratio UbfU is proportional to the difference in the loss resistances, o from which you can find the individual losses or the inversely proportional quality values of the coil and capacitor .
With the help of the vibration frequency set on the generator, the inductivity L and the capacitance C can then also be calculated. FIGS. 2 to 4 show only a few exemplary embodiments of the subject matter of the invention, in order to illustrate the numerous possible uses of the bridge circuit.
> Of course, this presentation is not exhaustive, but every person skilled in the art will be able to give further examples for the use of the bridge circuit.