DE1074128B

DE1074128B - Phasenempfindliche Regelschaltung mit einem Verstärk«

Info

Publication number: DE1074128B
Application number: DENDAT1074128D
Authority: DE
Inventors: Anton Einiger Zurich Franz (Schweiz)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-04-29
Publication date: 1960-01-28
Also published as: FR1149056A; GB842862A; GB843598A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine phasenempfindliche Regelschaltung mit einem Verstärker, durch die ein durch den Phasenunterschied zwischen den Signalen zweier Spannungsquellen bedingter Strom erzeugt wird, der einem Stellglied, z. B. einem Stellmotor oder einem Relais, zugeführt wird.

Bei der bekannten Verwendung von Transistoren in einer solchen Schaltung, bei der eine Spannungsquelle zwischen der Emitter- und der Basiselektrode und die andere. Spannungsquelle zwischen der Kollektorelektrode und wenigstens einer der beiden anderen Elektroden eines Transistors liegt, tritt der Nachteil auf, daß die zweite Spannungsquelle den Kollektor-Basis-Kreis des Transistors zeitweise in der Vorwärtsrichtung betreiben kann, so daß unerwünschte Erscheinungen auftreten können, wie ein unerwünschter Strom durch den Ausgangskreis, so daß das Äusgangssignal kein richtiger Maßstab mehr für das Phasenverhältnis der beiden Eingangssignale darstellt.

Die Erfindung beseitigt die erwähnten Nachteile und weist das Kennzeichen auf, daß zur Unterdrückung des Kollektor-Basis-Stromes in der Vorwärtsrichtung des Kollektor-Basis-Übergangs ein Gleichrichter mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in Reihe mit der zweiten Spannungsquelle liegt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der

Fig. 1 ein Schaltbild der Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine Variante der Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 ein näher ausgearbeitetes Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 4 eine Variante der Fig. 3 zeigt und

Fig. 5 eine Kennlinie zur Erläuterung der Fig. 3 und 4 darstellt.

Die Schaltung nach Fig. 1 besitzt zwei Wechselspannungsquellen 1 und 2, von denen die erste zwischen der Emitter- und der Basiselektrode und die zweite zwischen der Kollektor- und der Basiselektrode eines Transistors 3 liegt. Der Transistor 3 wirkt auf diese Weise als Verstärkerelement während denjenigen Phasen der Signale der Spannungsquellen 1 und 2, bei denen die Emitterelektrode positiv und die Kollektorelektrode negativ gegenüber der Basiselektrode ist. In diesem Falle wird dem Stellglied, z. B. einem Relais 4, ein dem Phasenunterschied der beiden Signale entsprechender Strom zugeführt.

Ein Nachteil ist aber, daß durch das Relais 4 gleichzeitig ein Strom während derjenigen Phase fließen könnte, in der die Spannungsquelle 2 die Kollektorelektrode positiv gegenüber der Basiselektrode macht, da dann nämlich der Kollektor-Basis-Übergang in seiner Vorwärtsrichtung betrieben werden würde. Befindet sich dann gleichzeitig die Spannungsquelle 1 Phasenempfindliche Regelschaltung
mit einem Verstärker

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 29. April 1955

Franz Anton Winiger, Zürich. (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

noch in derjenigen Phase, bei der die Emitterelektrode negativ gegenüber der Basiselektrode ist, so würden sich sogar die Funktionen der Emitter- und der Kollektorelektrode umtauschen, so daß ein erheblicher Strom von der Spannungsquelle 2 durch die Spannungsquelle 1 fließen würde, was eine unerwünschte Erregung des Relais 4 herbeiführen könnte.

Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, liegt nach der Erfindung in Reihe mit der Spannungsquelle 2 ein Gleichrichter 5; dessen Durchlaßrichtung derjenigen des Kollektor-Basis-Übergangs entgegengesetzt ist. Folglich werden nur negative Spannungen am Kollektor zugelassen, so daß Ströme in der Vorwärtsrichtung des Kollektor-Basis-Übergangs vermieden werden und der Transistor 3 nur als Verstärkerelement wirken kann. -- '

Bei der Variante nach Fig. 2 liegt- die -Spannuiigsquellel wieder zwischen der Emitter- und der- Basiselektrode, die Spannungsquelle 2 aber zwischen der Kollektorelektrode und der Emitterelektrode. Der Gleichrichter 5 hat wieder die gleiche Funktion wie in Fig. 1.

Insbesondere werden nachstehend an Hand der Fig. 3 und 4 Schaltungen für Regelzwecke, z. B. in Servosystemen, beschrieben, bei denen die erste Spannungsquelle eine kleinere Wechselspannung liefert, deren Phase derjenigen einer von einer zweiten Spannungsquelle gelieferten, größeren Vergleichswechselspannung derselben Frequenz, z. B. der der Netzspannung, entweder gleich oder entgegengesetzt ist.

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In Fig. 3 ist die Spannungsquelle 1 über einen Aiipassungstransformator 8 zwischen den durchverbundenen Emitterelektroden und den ebenfalls durchverbundenen Basiselektroden zweier Transistoren 3 und 3' geschaltet, und das Signal der Spannungsquelle 2 wird über Anpassungstransformatoren 9 und 10 gegenphasig zwischen den Emitterelektroden und den beiden Kollektorelektroden der Transistoren 3 und 3' zugeführt. In Abhängigkeit von dem Umstand, ob die Phasen der beiden Signale gleich oder entgegengesetzt sind, fließt ein Strom über das Steuerelement 4 oder 4'; diese Elemente können z. B. die Wicklungen einer Schaltmaschine bzw. eines Differentialrelais darstellen. Die Reihengleichrichter 5 und 5' verhüten dabei wieder unerwünschte Ströme in der Vorwärtsrichtung der Kollektor-Basis-Übergänge der Transistoren 3 und 3'; solche Ströme könnten bei geringen Widerstands wer ten der Steuerelemente 4 und 4' außerdem so groß werden, daß sie die Transistoren 3 und 3' beschädigen oder sogar vernichten könnten. Bei dieser Schaltung ist der Transistor 3' gewünschtenfalls entbehrlich, indem der Gleichrichter 5' mit der Kollektorelektrode des Transistors 3 statt 3' verbunden wird.

Bei der Variante nach Fig. 4 wird das Signal der Spannungsquelle 1 gegenphasig zwischen den durchverbundenen Emitterelektroden und den beiden Basiselektroden der Transistoren 3 und 3' zugeführt, und die Spannungsquelle 2 liegt zwischen den durchverbundenen Emitterelektroden und den über die Steuerelemente 4 und 4' miteinander verbundenen Kollektorelektroden. Die Wirkung ist ähnlich derjenigen von Fig. 3, nur mit dem Unterschied, daß in Fig. 4 eine höhere Verstärkung zustande kommt.

Für die Ausgangsspannung V₀ an den Impedanzen 4-4' als Funktion der Spannung V_x der Spannungsquelle 1 ergibt sich die in Fig. 5 dargestellte Charakteristik. Eine Verringerung der Verzerrung dieser Charakteristik bei kleinen Werten von V₁ kann bewirkt werden durch Stromgegenkopplung mittels in den Emitterkreisen liegender Widerstände (nicht dargestellt) und/oder durch Zuführung eines geringen Teiles der Spannung der Spannungsquelle 2 in der Vorwärtsrichtung an die Basiselektroden, z. B. wie in Fig. 4 dargestellt, durch die Widerstände 13 und 14, an denen dann eine der Kniespannung V_K (s. Fig. 5) entsprechende Spannung erzeugt wird. Der Widerstand 14 könnte auch zwecks Herabsetzung seiner scheinbaren Impedanz durch einen in der Vorwärtsrichtung betriebenen Gleichrichter ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Phasenempfindliche Regelschaltung mit einem Verstärker, durch die ein durch den Phasenunterschied zwischen den Signalen zweier Spannungsquellen bedingter Strom erzeugt wird, der einem Stellglied, z. B. einem Stellmotor oder einem Relais, zugeführt wird, und bei der eine Spannungsquelle zwischen der Emitter- und der Basiselektrode und die andere Spannungsquelle zwischen der Kollektorelektrode und wenigstens einer der beiden anderen Elektroden eines Transistors liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des Kollektor-Basis-Stromes in der Vorwärtsrichtung des Kollektor-Basis-Übergangs ein Gleichrichter mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in Reihe mit der zweiten Spannungsquelle liegt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsquelle ein Steuersignal kleinerer Amplitude liefert und mit den Basiselektroden zweier Transistoren verbunden ist, während die zweite Spannungsquelle ein Vergleichssignal liefert, das in Reihe mit auf die erwähnte Weise geschalteten Gleichrichtern den Kollektorelektroden der Transistoren zugeführt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsquelle zwischen den miteinander verbundenen Emitterelektroden und den miteinander verbundenen Basiselektroden liegt, während das Signal der zweiten Spannungsquelle gegenphasig zwischen den Emitterelektroden und mit den beiden Kollektorelektroden verbundenen Gleichrichtern zugeführt wird.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren zu nur einem Transistor vereinigt sind.

5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der ersten Spannungsquelle gegenphasig zwischen den miteinander verbundenen Emitterelektroden und den beiden Basiselektroden und das Signal der anderen Spannungsquelle zwischen den Emitterelektroden und den miteinander über die Gleichrichter verbundenen Kollektorelektroden zugeführt wird.

6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Empfindlichkeit bei einem kleineren Steuersignal dem Basis-Emitter-Kreis eine geringe Vorwärtsspannung zugeführt wird.

7. Schaltung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Signalspannung der zweiten Spannungsquelle den beiden Basiselektroden der Transistoren zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 661 924;

USA.-Patentschriften Nr. 2 411 916, 2 589 721;

Zeitschrift »Funkschau«, Jahrgang 1955, S. 227 und 228;

Zeitschrift »Elektrotechnik und Maschinenbau«, Jahrgang 1955, S. 108, 131 und 132.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen