Schaltungsanordnung zur Anzeige des Ladezustandes der Spannungsquelle eines batteriegespeisten Senders am Empfangsort. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Lade zustandes der Spannungsquelle eines batterie gespeisten Senders am Empfangsort. Die Er findung hat besondere Bedeutung bei Not zeichensendern mit beschränkter Betriebs dauer. Werden nämlich mehrere solcher Sen der von einem Rettungsfährzeug gleichzeitig empfangen, so ist es für dessen Besatzung wichtig, zu wissen, welcher Sender zuerst erschöpft sein wird, um diesem zunächst zu Hilfe zu kommen, bevor er seinen Dienst ver sagt.
Aber- auch bei andern ungewarteten Sendern, zum Beispiel Wettersendern, ist es oft von Vorteil, wenn der Ladezustand der Batterien am Empfangsort festgestellt wer den kann, damit die Batterien rechtzeitig ausgewechselt oder noch wichtige Messungen vor dem Aussetzen des Senders vorgenom men werden können.
Die Erfindung benutzt zur Lösung der Aufgabe die Tatsache, dass die Spannung be- lasteter Batterien annähernd proportional mit der Entladung abnimmt, und den Umstand, dass -die Kippfrequenz bestimmter Kippschal- tungen stark von der Betriebsspannung ab hängt.
Erfindungsgemäss sind Mittel vorhan den, welche selbsttätig bewirken, dass wenig stens nach dem Absinken der Batteriespan- nung, unter einen zulässigen Wert der Sen der durch eine von der Batterie gespeiste Kippschaltung mit spannungsabhängiger Kippfrequenz gemodelt, zum Beispiel ge tastet, wird. Die Kippfrequenz ist somit ein Mass für,die Batteriespannung. Am Empfän ger kann die Frequenz der Sendertastung an einem Frequenzmesser, Impulszähler oder dergleichen, abgelesen werden.
Diese Anzeige geräte können ohne weiteres in Batteriespan nungseinheiten oder Zeiteinheiten für die noch mögliche Betriebsdauer des Senders ge eicht sein.
Als Kippschaltung mit spannungsabhän- giger Kippfrequenz sind zum Beispiel die be kannten, aus einem Vorwiderstand und einem Ladekondensator mit dazu parallel liebender Glimmlampe bestehenden Schaltungen geeig net. Sie sind mit kleinstem Aufwand herzu- stellen, brauchen wenig Platz und sehr be ringe Leistung bei grosser Betriebssicherheit.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind im folgenden näher erläutert.
In Fig. 1 ist 1 eine in Dreipunktschal- tunb selbsterregte Sehwinb@inbserzeugerröhre. 2 ist der zugehörige frequenzbestimmende Schwingkreis, 3 der Gitterkondensator und 4 der Gitterableitwiderstand. In Reihe mit dem Widerstand 4 liegt ein weiterer Widerstand der mit dem negativen Pol der Anoden- spannungsquelle verbunden ist.
Dieser Wider stand dient als Ladewiderstand für den Kipp- kondensator 6, zu dem die Glimmlampe i parallel liegt. Solange ein Ladestrom über den Widerstand 5 in den Kondensator 6 hin einfliesst, wird die Schwin",unbserzeu-,seider Röhre 1 durch den Spannungsabfall, den dieser Strom am Widerstand 5 hervorruft, unterbrochen.
Während der Entladung des Kondensators über die gezündete Glimm lampe i fliesst über den Widerstand 5 nur ein kleiner Strom, und die Röhre 1 kann nun, da die Gittervorspannunb verringert wird, Schwingungen erzeugen. Eine Batterie 8 kompensiert den am Widerstand 5 während der Entladung des Kondensators 7 entstehen den Spannungsabfall.
Die Kippfrequenz der Glimmlampenschaltunb ist von der angeleg ten Spannung stark abhängig, so dass die Impulszahl in der Zeiteinheit ein direktes Mass für den Entladungszustand der Span nungsquelle, die die Glimmlampe speist und bleichzeitig als Anodenstromquelle flpr Sen- derröhre dient, darstellt.
Durch einen Wider- , stand 9 im Entladekreis des Kondensators 6 kann die Impulslänge beeinflusst werden.
Fig. ? zeigt ein ähnliches Ausführunbs- beispiel der Erfindung, bei dem der Sender nicht mit Gleichstrom betrieben wird, son dern mit Wechselstrom, der durch einen Zer- hacker oder Umformer aus einer Niederspan nungsbatterie gewonnen wird. 1 ist wieder die in Dreipunktschaltung selbsterregte Schwingröhre, 2 ihr frequenzbestimmender Schwingkreis,
3 der Gitterkondensator und 4 der Gitterableitwiderstand. Die Schaltung- ist nun so getroffen, dass der über den Gitter ableitwiderstand fliessende Strom nicht frei nach Erde abfliessen kann, sondern einen Kondensator 10 auflädt, welcher infolge der, ansteigenden. negativen Gittervorspannung die Röhre nach einer kurzen Betriebszeit sperrt.
I"be r einen Gleichrichter 11 und einen Ladewiderstand 1? wird aus einer Wechsel- spannungs\vicklunb 14 des Zerhackerüber- tra-ers bleichzeitig, aber langsamer, ein Kon densator 13 aufgeladen. Z\vischen den Kon densator 10 und en Kondensator 13 ist nun die Glimmlampe 15.
einbeschaltet, welche zündet, sobald die Spannungsdifferenz zwi schen dem negativ beladenen Kondensator 10 und dem positiv geladenen 13 die Zündspan- nung überschreitet. Infolge des Stromflusses durch die Glimmlampe wandert bei.
der Ent ladung ein Teil der Ladung des Kondensators 13 zum Kondensator 10 und bleicht einen Teil von dessen negativer Ladung aus, so dass die Gittervorspannung der Röhre 1 herab gesetzt wird und die Senderröhre öffnet, bis die Spannung des Kondensators 10 wieder einen genübend hohen negativen Wert er reicht hat. Durch geeignete Wahl der Grö ssen der Kondensatoren 10 und 1'3 und der Widerstände 12 und 4 kann praktisch jedes gewiineelite Verhältnis von Sendezeit zu Pausenzeit erreicht werden.
Für manche Zwecke besteht ein gewisser Nachteil der beschriebenen Schaltung darin, dass der Sender nur arbeiten kann, solange die Speisespannung zur Zündung der Glimm lampe ausreicht, während es erwünscht ist, die Batterien bis zum letzten auszunutzen. Eine für solche Fälle geeignete Abwandlung der Schaltung zeigt F'ib. 3. Wieder ist 1 die Sch-,vino;röhre mit ihrem Schwingkreis 2, 3 der Gitterkondensator, 4 der Gitterableit- widerstand.
Mit diesem liegt nun noch ein kleinerer Widerstand 16 in Reihe. Die Kipp schaltung mit dem Ladegleichrichter 11, .dem Ladewiderstand 12, dem Ladekondensator 13, der ZVechs,elspannungsquelle 14 und der Glimmlampe 15 gleicht derjenigen der Fig. 2 bis auf die Palung des Gleichrichters 11. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist der Gleichrichter so geschaltet, dass der Kondensator 13 negativ aufgeladen wird. Solange nun die Glimm lampe 15 nicht leitet, schwingt die Röhre 1 ungestört.
Sobald infolge der Spannungs differenz an den Polen der Glimmlampe die Zündung erfolgt, entlädt sich der Konden sator 13 über den Widerstand 16 und ruft an diesem einen Spannungsabfall hervor, der die Röhre 1 sperrt. Mit zunehmender Entla dung der Batterie wird die Zeit von einer Entladung bis zur nächsten zur Zündung genügenden Aufladung des Kondensators 13 länger und schliesslich zündet die Glimm lampe überhaupt nicht mehr. Die die Sen dung unterbrechenden Impulse folgen also immer langsamer aufeinander und fehlen zu letzt ganz. Das Fehlen der Unterbrechungen kann als besonderes Dringlichkeitszeichen am Empfänger kenntlich gemacht werden.
Wählt man die Sendezeiten klein gegen die Pausenzeiten oder in der gleichen Grö ssenanordnung wie diese, so sind die beschrie benen Schaltungen gleichzeitig zur beträcht lichen Verlängerung der Betriebsdauer der Sender geeignet, da die Batterie zwischen den Belastungszeiten Erhalungspausen hat.
Die Anzeigeeinrichtung am Empfänger braucht hier nicht beschrieben zu werden, da dafür zum Beispiel eine der bekannten Im- pulsfrequenzmessschaltungen verwendet wer den kann.
Die Glimmlampenkippschaltung zur An zeige des Ladezustandes der Batterie kann auch bei Sendern benutzt werden, bei denen während der Betriebsdauer die periodischen Unterbrechungen unerwünscht sind. Wäh rend des normalen Ladezustandes der Batte rien werden dann die Tastimpulse unter drückt und erst bei Erreichen eines bestimm ten Entladezustandes der Batterie auf :den Sender gegeben. Das Auftreten der impuls weisen Pausen dient dann unmittelbar als Warnungszeichen. F'ig. 4 zeigt eine geeig nete Schaltung.
Zwischen -dem Widerstand 16 und der Glimmlampe 15 ist der Ruhekon takt 18 eines Relais 17 mit Anzugs- und Abfallverzögerung eingeschaltet. Das Relais spricht bei der ersten Entladung der Glimm lampe 15 an und öffnet seinen Kontakt 18. Ist es beim Beginn der nächsten Entladung noch erregt, so wird die Gittervorspannung der Röhre 1 nicht beeinflusst, da der Kontakt. 18 noch geöffnet ist. Ist es dagegen schon abgefallen, da die Zeit zwischen zwei Ent ladungen der Glimmlampe grösser als die Ab fallverzögerung ist, so fliesst, bevor das Re lais 17 anspricht, ein Teil des Entladestromes über den Widerstand 16 und sperrt die Röhre kurzzeitig.
Circuit arrangement for displaying the state of charge of the voltage source of a battery-powered transmitter at the receiving location. The invention relates to a circuit arrangement for displaying the state of charge of the voltage source of a battery-powered transmitter at the receiving location. The invention is of particular importance for emergency signal transmitters with a limited operating time. If several such transmitters are received by an ambulance at the same time, it is important for the crew to know which transmitter will be exhausted first, in order to come to the rescue before it fails.
But even with other unmaintained transmitters, for example weather transmitters, it is often advantageous if the charge status of the batteries can be determined at the receiving location so that the batteries can be replaced in good time or important measurements can be made before the transmitter is switched off.
In order to achieve the object, the invention uses the fact that the voltage of loaded batteries decreases approximately proportionally with the discharge, and the fact that the toggle frequency of certain toggle circuits depends heavily on the operating voltage.
According to the invention, means are available which automatically ensure that at least after the battery voltage has dropped below a permissible value, the sensor is modeled, for example scanned, by a flip-flop circuit fed by the battery with a voltage-dependent flip-flop frequency. The sweep frequency is therefore a measure of the battery voltage. On the receiver ger, the frequency of the transmitter keying can be read on a frequency meter, pulse counter or the like.
These display devices can easily be calibrated in battery voltage units or time units for the possible operating time of the transmitter.
As a flip-flop circuit with voltage-dependent flip-flop frequency, for example, the known circuits consisting of a series resistor and a charging capacitor with a glow lamp in parallel are suitable. They can be produced with very little effort, require little space and very little performance with high operational reliability.
Some embodiments of the subject invention are explained in more detail below.
In Fig. 1, 1 is a three-point switch self-excited Sehwinb @ inbserzeugerröhre. 2 is the associated frequency-determining resonant circuit, 3 is the grid capacitor and 4 is the grid discharge resistor. In series with the resistor 4 there is another resistor which is connected to the negative pole of the anode voltage source.
This resistance was used as a charging resistor for the breakover capacitor 6, to which the glow lamp i is parallel. As long as a charging current flows into the capacitor 6 via the resistor 5, the tube 1 is interrupted by the voltage drop that this current causes across the resistor 5.
During the discharge of the capacitor through the ignited glow lamp i, only a small current flows through the resistor 5, and the tube 1 can now, since the grid bias is reduced, generate oscillations. A battery 8 compensates for the voltage drop across the resistor 5 during the discharge of the capacitor 7.
The sweep frequency of the glow lamp switching is strongly dependent on the applied voltage, so that the number of pulses in the time unit is a direct measure of the discharge status of the voltage source that feeds the glow lamp and also serves as the anode current source for the transmitter tube.
The pulse length can be influenced by a resistor 9 in the discharge circuit of the capacitor 6.
Fig.? shows a similar embodiment of the invention, in which the transmitter is not operated with direct current, but with alternating current that is obtained from a low-voltage battery by a chopper or converter. 1 is again the self-excited oscillating tube in three-point circuit, 2 is its frequency-determining oscillating circuit,
3 the grid capacitor and 4 the grid leakage resistor. The circuit is now made so that the current flowing through the grid bleeder resistor cannot flow freely to earth, but charges a capacitor 10, which as a result of the rising. negative grid bias locks the tube after a short period of operation.
In a rectifier 11 and a charging resistor 1, a capacitor 13 is charged simultaneously but more slowly from an AC voltage circuit 14 of the chopper transformer. Between the capacitor 10 and a capacitor 13 is charged now the glow lamp 15.
switched on, which ignites as soon as the voltage difference between the negatively charged capacitor 10 and the positively charged capacitor 13 exceeds the ignition voltage. As a result of the current flow through the glow lamp, it migrates.
the discharge part of the charge of the capacitor 13 to the capacitor 10 and bleaches part of its negative charge, so that the grid bias of the tube 1 is lowered and the transmitter tube opens until the voltage of the capacitor 10 has reached a sufficiently high negative value again has reached. By suitable choice of the sizes of the capacitors 10 and 1'3 and the resistors 12 and 4, practically any desired ratio of transmission time to pause time can be achieved.
For some purposes, there is a certain disadvantage of the circuit described in that the transmitter can only work as long as the supply voltage is sufficient to ignite the glow lamp, while it is desirable to use the batteries to the last. A modification of the circuit suitable for such cases is shown in F'ib. 3. Again, 1 is the Sch, vino; tube with its resonant circuit 2, 3 is the grid capacitor, 4 is the grid leakage resistance.
With this a smaller resistor 16 is now in series. The flip-flop circuit with the charging rectifier 11, the charging resistor 12, the charging capacitor 13, the ZVechs, elspannungsquelle 14 and the glow lamp 15 is similar to that of FIG. 2 except for the rectifier 11. In contrast to FIG. 2, the rectifier is like this switched that the capacitor 13 is charged negatively. As long as the glow lamp 15 is not conducting, the tube 1 oscillates undisturbed.
As soon as the ignition takes place as a result of the voltage difference at the poles of the glow lamp, the capacitor 13 discharges through the resistor 16 and causes a voltage drop at this, which blocks the tube 1. With increasing discharge of the battery, the time from one discharge to the next charge of the capacitor 13, which is sufficient for ignition, becomes longer and finally the glow lamp no longer ignites at all. The impulses that interrupt the broadcast follow one another more and more slowly and ultimately are completely absent. The lack of interruptions can be marked as a special urgency sign on the recipient.
If the transmission times are chosen to be small compared to the pause times or in the same size arrangement as these, the circuits described are also suitable for considerably extending the operating time of the transmitters, since the battery has pauses between load times.
The display device on the receiver does not need to be described here, since one of the known pulse frequency measuring circuits can be used for this purpose.
The glow lamp tilting circuit to show the charge level of the battery can also be used in transmitters in which the periodic interruptions are undesirable during the operating time. During the normal state of charge of the batteries, the tactile pulses are suppressed and only when the battery reaches a certain state of discharge: the transmitter is given. The occurrence of the impulse-wise pauses then serves as a direct warning sign. F'ig. 4 shows a suitable circuit.
Between the resistor 16 and the glow lamp 15, the rest contact 18 of a relay 17 is turned on with pull-in and drop-out delay. The relay responds to the first discharge of the glow lamp 15 and opens its contact 18. If it is still energized at the beginning of the next discharge, the grid bias of the tube 1 is not affected because the contact. 18 is still open. If, on the other hand, it has already dropped, since the time between two discharges of the glow lamp is greater than the dropping delay, then before the relay 17 responds, part of the discharge current flows through the resistor 16 and blocks the tube for a short time.