DE1106846B

DE1106846B - Anordnung zur elektrischen Steuerung

Info

Publication number: DE1106846B
Application number: DEM38624A
Authority: DE
Inventors: Balthasar H Pinckaers
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1957-08-14
Filing date: 1958-08-13
Publication date: 1961-05-18
Also published as: US2911545A

Description

Anordnung zur elektrischen Steuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektrischenSteuerung inAbhängigkeit von beliebigen Größen, bei der eine Meßeinrichtung, z. B. eine Brückenschaltung, ein veränderliches Wechselstromeingangssignal liefert, das den Wert der Meßgröße, z. B. der Temperatur oder der Feuchtigkeit, darstellt, und durch die ein Gleichstromausgangssignal abgeleitet wird, dessen Polarität und Größe durch die Phase und Größe des Wechselstromeingangssignals bestimmt werden und das zum Betätigen von Schalteinrichtungen benutzt wird. Solche Schaltungen sind bekannt.
Die erfindungsgemäße Anordnung kennzeichnet sich dadurch, daß ein Transistorverstärker oder eine äquivalente Verstärkungsvorrichtung in einen Kreis mit zwei Impedanzkettenleitern und einer Quelle einer pulsierenden Gleichspannung geschaltet ist, die durch Vollweggleichrichtung einer Wechselspannung, die die gleiche Frequenz besitzt wie das veränderliche Wechselstromeingangssignal, erhalten wird, und der Strom von der O_uelle zum Transistorverstärker während einer Halbperiode der gleichgerichteten Spannung durch den einen Kettenleiter und während der anderen Halbperiode durch den anderen Kettenleiter geleitet wird, die beide je eine Gleichstromausgangsklemme speisen, und daß derTransistorverstärker von einem Eingangskreis, der das veränderliche Wechselstromeingangssignal empfängt, eine Vorspannung erhält, so daß das Wechselstromeingangssignal (außer wenn es zu der gleichgerichteten Wechselspannung eine Phasenverschiebung von 9Q° besitzt) bewirkt, daß der Transistorverstärker gemäß der Phase des veränderlichenWechselstromeingangssignals entweder mehr durch den einen oder mehr durch den anderen der Kettenleiter leitet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die beiden Eingangsklemmen 10 und 11 sind mit einer nicht dargestellten Quelle für das Wechselstromeingangssignal verbunden. Diese Quelle für das Wechselstromeingangssignal kann beispielsweise eine Brückenanordnung sein, bei der ein Meßfühler in einem Brückenzweig liegt. Dieser Fühler kann beispielsweise eine temperatur- oder eine feuchtigkeitsabhängige Vorrichtung sein, welche den Widerstand eines Brückenzweiges' in Abhängigkeit von Schwankungen der betreffenden Meßgröße verändert. Die Klemme 10 ist über die Leitung 12, einen Widerstand 13 und einen Anschlußpunkt 14 mit der Basis eines Flächentransistors 15 verbunden. Dieser Transistor 15 besitzt weiterhin einen Kollektor 17 und einen Emitter 20.
Die Eingangsklemme 11 ist über eine geerdete Leitung 11a und einenAnschlußpunkt21 mit demEmitter 20 verbunden. Der Anschlußpunkt 21 liegt direkt an der Basis eines weiteren Flächentransistors 23, der einen Kollektor 24 und einen Emitter 25 umfaßt. Der Kollektor 24 des Transistors 23 ist über eine Leitung 26 mit dem mittleren Abgriff 27 einer Sekundärwicklung 30 eines Leistungstransformators 31 verbunden. Der Transformator 31 umfaßt eine Primärwicklung 32, die mit einer geeigneten Wechselstromquelle verbunden ist, sowie weitere Sekundärwicklungen 33 und 34. Der Kollektor 17 des Transistors 15 ist über einen Widerstand 40 mit dem Anschlußpunkt 41 auf der Leitung 26 verbunden. Die beiden Enden der Sekundärwicklung 30 sind über Gleichrichterdioden 42 und 43 und Leitungen 44 und-45 mit zwei Anschlußpunkten 46 und47 verbunden. Die beiden Anschlußpunkte 46 und 47 sind über zwei in Serie geschaltete Kondensatoren 50. und 51 überbrückt. Der Anschlußpunkt 52 zwischen den beiden Kondensatoren liegt direkt an dem Emitter 25 des Transistors 23.
Der Anschlußpunkt 47 ist mit einem Widerstand 54 und einer- nachfolgenden Leitung 55- verbunden. Die Leitung 55 besitzt Anschlußpunkte 56, 57 und 58. Der Anschlußpunkt 46 ist mit- einem Widerstand 60 und einer anschließenden Leitung 61 verbunden, welche die Anschlußpunkte 62, 63 und 64 besitzt. Zwischen den. Anschlußpunkten 56 und 62 liegen zwei Kondensatoren 65 und 66. Zwischen diesen in Serie geschalteten Kondensatoren befindet sich ein Anschlußpunkt 67, der mit der Leitung 53 verbunden ist. Die beiden Anschlußpunkte 57 und 63 sind mit zwei Widerständen 70 und 71 überbrückt, an deren Verbindungsstelle 72 ebenfalls die Leitung 53 angeschlossen ist. Durch Verbindung der Anschlußpunkte 56 und 62 über Leitungen 73 und 74 sowie Widerstände 75 und 76 mit einem gemeinsamen Anschlußpunkt 77, der über eine Leitung 80, einen Anschlußpunkt81 und einen Widerstand 82 mit einem Anschlußpunkt 83 auf der Eingangsleitung 12 verbunden ist, wird eine stabilisierende Gegenkopplung hergestellt. Der Anschlußpunkt 81 ist über einen Ableitkondensator 84 mit einem Anschlußpunkt 85 auf der geerdeten Leitung 11a verbunden. Diese Maßnahme dient der Ableitung von Brummströmen. Eine konstante Stromquelle 90, die die Sekundärwicklung 33 des Transformators 31, eine Gleichrichterdiode 91, ein übliches RC-Filter und einen verhältnismäßig großen Widerstand 92 umfaßt, ist über jeweils eine Leitung 93 bzw. 94 mit dem Emitter bzw. der Basis des Transistors 15 verbunden. Durch diesen Stromkreis wird ein konstanter Ruhestrom verursacht, der vom Emitter 20 zur Basis 16 fließt und die Ruheleitungszustände der Transistoren 15 und 23 festlegt.
Der Anschlußpunkt 58 der Leitung 55 ist über eine Leitung 95 mit der Basis 97 eines Flächentransistors 96 verbunden. Dieser Transistor 96 besitzt einen Emitter98 und einen Kollektor99. Ein weiterer Transistor 100 mit Basis 101, Kollektor 102 und Emitter 103 ist so geschaltet, daß die Basis 101 über den Anschlußpunkt104 mit dem Kollektor99 des Transistors 96 verbunden ist. Der Anschlußpunkt 64 der Leitung 61 ist über eine Leitung 105 mit der Basis eines Flächentransistors 107 verbunden. Der Emitter dieses Transistors trägt das Bezugszeichen 111 und der Kollektor das Bezugszeichen 110. Der Emitter 111 ist direkt über einen Anschlußpunkt112 mit dem Emitter 98 verbunden.
Ein weiterer Transistor 113 mit Basis 114, Emitter 115 und Kollektor 116 ist mit seiner Basis 114 über den Anschlußpunkt 117 direkt mit dem Kollektor 110 des Transistors 107 verbunden. Die Emitter 103 und 115 der Transistoren 100 und 113 sind über einen Anschlußpunkt 120 miteinander verbunden.
Der Kollektor 102 des Transistors 100 ist über eine Leitung 121, einen Anschlußpunkt 122, eine Leitung 123, eine Relaiswicklung 124, einen Anschlußpunkt 125, eine Leitung 126, einen Anschlußpunkt 127, eine Leitung 130, einen Anschlußpunkt 131 und eine Leitung 132 mit dem mittleren Abgriff 35 der Sekundärwicklung 34 des Transformators 31 verbunden. Die beiden Endabgriffe der Sekundärwicklung 34 sind über Gleichrichterdioden 133 und 134 mit einem Anschlußpunkt 135 der Leitung 136 verbunden. Die Leitung 136 führt zum Anschlußpunkt 112, über den die beiden Emitter 98 und 111 miteinander verbunden sind. Ein Kondensator 137, der zwischen den Anschlußpunkten 127 und 140 liegt, dient zum Glätten der gleichgerichteten Spannung. Die Emitter 103 und 115 sind mit dem mittleren Abgriff 141 eines Spannungsteilers verbunden, der die beiden Widerstände 142 und 143 umfaßt und zwischen dem Anschlußpunkt 144 der Leitung 125 a und dem Anschlußpunkt 145 der Leitung 136 liegt.
Eine Rückkopplungsverbindung läuft von dem Anschlußpunkt 122 im Kollektorkreis des Transistors 100 über einen Widerstand 146 und eine Leitung 95 zur Basis 97 des Transistors 96. Vom Anschlußpunkt 125 aus läuft die Leitung 125 a zum Anschlußpunkt 151. Ein Vorspannungswiderstand 147 ist zwischen den Anschlußpunkt 151 und einen Anschlußpunkt 150 auf der Leitung 95 geschaltet. Die Leitung 125 a stellt die negative Kraftleitung dar. Ein Widerstand 152 liegt zwischen dem Kollektor 99 und der Basis 101 auf der einen Seite und dem Anschlußpunkt 151 der Leitung 125a auf der anderen Seite.
Eine Relaisspule 154 und Widerstände 146a., 147a und 152a sind in gleicher Weise angeordnet wie die Relaisspule 124 und die Widerstände 146, 147 und 152. Sie sind in entsprechender Weise mit den Elektroden der Transistoren 107 und 113 verbunden.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltung soll zur Vereinfachung angenommen werden, daß die Eingangsklemmen 10 und 11 mit einer wechselstromgespeisten, eine Temperatur wahrnehmenden Brücke verbunden sind. Diese Brücke kann durch die gleiche Wechselstromquelle gespeist werden, an der die Primärwicklung 32 des Transformators 31 liegt. Die Phase des Wechselstromeingangssignals aus der Brücke kann umkehrbar sein, und zwar in Abhängigkeit von der Richtung der Temperaturänderung von einem festgelegten Nullpunkt aus. Der zwischen der Klemme 10 und der Basis 16 angeordnete Widerstand 13 macht die Verwendung der Anordnung unabhängig vom Widerstand der Meßbrücke möglich, ohne daß ein Kopplungskondensator notwendig ist. Beispielsweise ergibt sich keine nennenswerte Änderung in der Gleichstromvorspannung, ob an die Eingangsklemmen 10 und 11 eine 500-Ohm-Meßbrücke oder eine 2000-Ohm-Meßbrücke geschaltet wird.
Die Verstärker- und Diskriminatorstufe umfaßt die Transistoren 15 und 23, die Sekundärwicklung 30 des Transformators 31, die Kapazitäten 50, 51, 65, 66 und andere Schaltelemente, deren Wirkungsweise weiter unten beschrieben wird. Die Transistoren 15 und 23 sind direkt miteinander verbunden, und zwar liegt die Basis 22 des Transistors 23 an dem Emitter 20 des Transistors 15. Die Kollektoren dieser Transistoren liegen an einer gemeinsamen Spannungsquelle, und zwar der Kollektor 24 direkt und der Kollektor 17 über einen strombegrenzenden Widerstand 40. Durch den Widerstand 40 wird die Belastung des Transistors 15 begrenzt. Dieser Widerstand kann auch gegebenenfalls fortgelassen werden. Der vom Emitter 20 zum Kollektor 17 im Transistor 15 fließende Strom stammt aus der Basis 22 des Transistors 23.
Zur Ausbildung einer Betriebsruhelage für die Transistoren 15 und 23 ist ein konstanter Strom vorgesehen, durch den der Transistor 15 in den gewünschten Betriebszustand vorgespannt wird. Der Wechselstrom aus der Sekundärwicklung 33 wird über die Gleichriehterdiode 91 gleichgerichtet und fließt durch den Widerstand 92 und durch den Transistor 15 vom Emitter 20 zur Basis 16. Diese Stromversorgung kann aber auch durch eine andere geeignete Gleichstromquelle, wie beispielsweise durch eine Batterie, erfolgen.
Der Ausgangskreis des Transistors 23 besitzt die Wirkung eines Phasendiskriminators, wobei sich eine reversible Ausgangsgleichspannung ergibt, deren Polarität von der Phase des Wechselstromeingangssignals an den Eingangsklemmen 10 und 11 abhängt. Die Größe der Ausgangsgleichspannung ist proportional zur Größe des Wechselstromeingangssignals. Durch die beiden Gleichrichter 42 und 43 erfolgt eine Zweiweggleichrichtung der in der Wicklung 30 induzierten Spannung. Während derjenigen Halbperiode, bei der der obere Endabgriff der Wicklung 30 gegenüber dem mittleren Abgriff 27 positiv ist, verläuft ein Stromweg über die Gleichrichterdiode 42, die Leitung 44, den Anschlußpunkt 46, den Kondensator 51, den Anschlußpunkt 52, die Leitung 53 und durch den Transistor 23 vom Emitter 25 zum Kollektor 24 und von dort zurück über die Leitung 26 zum mittleren Abgriff 27 auf der Sekundärwicklung 30. Während der nachfolgenden Halbperiode, bei der der untere Endabgriff der Wicklung 30 positiv ist, verläuft der Stromweg über die Diode 43, die Leitung 45 und den Kondensator 50 zum Anschlußpunkt 52 und von dort aus über die Leitung 53 durch den Transistor 23 und zurück zum mittleren Abgriff 27.
Der über die Kondensatoren 51 und 50 laufende pulsierende Gleichstrom lädt die Kondensatoren so auf, daß die Anschlußpunkte 46 und 47 positiv gegen den Anschlußpunkt 52 werden. Um den Kondensator 51 herum kann ein Gleichstromweg verfolgt werden, der den Widerstand 60, die Leitung 61, den Anschlußpunkt 63, den Widerstand 71, den Anschlußpunkt 72 und die Leitung 53 zum Anschlußpunkt 52 umfaßt. Ein entsprechender Gleichstromweg kann um den Kondensator 50 herum verfolgt werden, der den Widerstand 54, die Leitung 55, den Anschlußpunkt 57, den Widerstand 70, den Anschlußpunkt 72 und die Leitung 53 zum Anschlußpunkt 52 umfaßt. Die in diesen Stromwegen durch die Widerstände 71 und 70 fließenden Ströme basieren auf Ausgangsgleichspannungen an den Gleichstromausgangsklemmen 57 und 63, die gegen den Anschlußpunkt 72 positiv sind.
Wenn kein Signal an den Wechselstromeingangsklemmen 10 und 11 vorhanden ist, sind die durch den Transistor 23 während der beiden Halbperioden fließenden Ströme einander praktisch gleich. Deshalb werden die Kondensatoren 50 und 51 auf etwa das gleiche Potential aufgeladen. Die durch die Widerstände 70 und 71 fließenden Ströme sind aus diesem Grunde ebenfalls einander praktisch gleich, so daß keine Potentialdifferenz zwischen den Klemmen 57 und 63 vorhanden ist.
Es soll nunmehr angenommen werden, daß eine Änderung der Meßgröße auftritt, so daß die (nicht gezeichnete) Brücke verstimmt wird und ein Wechselstromeingangssignal an den Eingangsklemmen 10 und 1i auftritt, welches eine solche Phase besitzt, daß die Transistoren 15 und 23 während der Halbperiode, bei der der obere Endabgriff der Sekundärwicklung 30 positiv ist, stärker leitend werden. Unter diesen Bedingungen nimmt der Stromfluß durch den Transistor 23 zu, wenn der Kondensator 51 aufgeladen wird. Dieser Stromfluß nimmt ab, wenn der Kondensator 50 aufgeladen wird. Hieraus ergibt sich, daß an dem Widerstand 71 ein größerer Spannungsabfall als an dem Widerstand 70 auftritt, so daß das Potential der Leitung 61 positiv gegenüber dem Potential der Leitun- 55 wird. Wenn die Größe des Wechselstromeingangssignals zunimmt, steigt entsprechend auch die Differenz zwischen den Potentialen an den Kondensatoren 50 und 51 an, und die Ausgangsgleichspannung nimmt als Funktion der Größe des Wechselstromeingangssignals zu. Falls die Phase des Wechselstromeingangssignals sich umkehrt, erfolgt eine entsprechende Umkehr der Polarität der Ausgangsgleichspannung.
Ein Gegenkopplungskreis, der eine Gleichstromstabilisierung, jedoch keine Wechselstromrückkopplung hervorruft, liegt zwischen den Anschlußpunkten 56 und 62 und dem Eingangskreis des Transistors 15. Ein erster Stromweg verläuft von dem Anschlußpunkt 56 über die Leitung 73 und den Widerstand 75 zum Anschlußpunkt 77, von dort aus über die Leitung 80 und den Widerstand 82 zum Anschlußpunkt 83 auf der Uingaugsleitung 12. Der zweite Stromweg verläuft von dem Anschlußpunkt 62 über die Leitung 74 und den Widerstand 76 zum Anschlußpunkt 77 und von dort aus in gleicher Weise weiter wie der erstgenannte Stromweg zur Eingangsleitung 12. Die Widerstände 75 und 76 sind vorzugsweise so angepaßte Widerstände, daß sich, wenn keine Wechselstromeingangssignale vorhanden sind, eine gleiche Gleichstromgegenkopplung durch die beiden Widerstände von gleichen Potentialen an den Punkten 56 und 62 ergibt. Falls aus irgendeinem Grunde, wie beispielsweise durch Alterungseffekte oder durch eine Zunahme der Temperatur der Umgebung des Transistors, die Leitfähigkeit oder der Streustrom des Transistors 23 zunimmt, werden beide Anschlußpunkte 56 und 62 gegenüber der Leitung 53 positiver. Hierdurch wird wiederum der Gegenkopplungsgleichstrom durch die Widerstände 75 und 76 zur Basis des Transistors 15 erhöht, wodurch das Leiten des Transistors 15 und ebenfalls des Transistors 23 vermindert wird, so daß die Kollektorströme der Transistoren 15 und 23 und damit die Gleichspannung an den Kondensatoren 65 und 66 stabilisiert werden.
Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Abschnitte der Schaltung auf der rechten Seite der Gleichstromausgangsklemmen 57 und 63 nur durch die Gleichspannung betrieben werden, die zwischen diesen Klemmen liegt, nicht jedoch durch die Spannungen, die an den Kondensatoren 65 und 66 liegen. Die Spannung zwischen den Gleichstromausgangsklemmen 57 und 63 ist gleich Null oder praktisch gleich Null, wenn kein Wechselstromeingangssignal vorliegt. Dieser Zustand bleibt bei jeder Änderung des Streustromes in dem Transistor 15 und/oder in dem Transistor 23 bestehen, selbst wenn die Leitungen 73 und 74 und die Widerstände 75 und 76 weggelassen werden.
Da jedoch die Spannungen an den Kondensatoren 65 und 66 zunehmen oder abnehmen müssen, und zwar nach Maßgabe des Wechselstromeingangssignals, werden diese Spannungen in der beschriebenen Weise stabilisiert.
Der Gegenkopplungskreis liefert keine Wechselstromgegenkopplung, da ein Wechselstromsignal so wirkt, daß der Anschlußpunkt 56 positiver wird und gleichzeitig der Anschlußpunkt 62 weniger positiv wird, und zwar um den gleichen Betrag, so daß die Größe der Summe der Gegenkopplungsströme in den beiden Stromwegen unverändert bleibt.
In dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Verwendung zweier direkt gekoppelter Transistoren 15 und 23 gezeigt. Die Vorrichtung kann jedoch auch mit nur einem Transistor arbeiten, falls keine extreme Empfindlichkeit benötigt wird. In diesem Fall würde der Transistor 15 überflüssig sein, wobei dann die Stromquelle 90 für konstanten Vorspannungsstrom mit dem Transistor 23 verbunden sein müßte.
Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Phasendiskriminators liegt darin, daß die Anordnung praktisch nicht durch Signale beeinflußt wird, die um 90° gegen die gleichgerichtete Wechselspannung phasenverschoben sind. Es tritt jedoch oft das Problem auf, daß die Meßanordnung an einem von der übrigen Steueranordnung entfernten Ort gelegen ist, so daß die Verbindungsdrähte zwischen der Meßanordnung und der übrigen Steueranordnung wegen ihrer Kapazität eine parallel zur Meßanordnung liegende zusätzliche Kapazität liefern. In den meisten Anordnungen dieser Art muß unter Verwendung zusätzlicher Mittel eine Kompensation zum Eliminieren der Wirkung des um 90° verschobenen Signals vorgenommen werden, da sonst das verschobene Signal, wenn es nicht kompensiert wird, groß genug werden kann, um eins oder beide der Ausgangsrelais zu betätigen oder das Abschalten der Relais zu verhindern, wenn das Signal abnimmt.
In der hier beschriebenen phasenempfindlichen Anordnung erzeugt ein um 90° phasenverschobenes Signalwährend derjenigen Halbperiode, in der der Kondensator 50 aufgeladen wird, eine Zunahme der Leitung des Transistors 23 während der einen Viertelperiode und eine Abnahme der Leitung während der anderen Viertelperiode, so daß sich keine verbleibende Änderung der Gleichspannung an dem Kondensator 50 ergibt. Das gleiche gilt für den Kondensator 51.
Auf ein Gleichstromeingangssignal hin ergibt sich keine Spannungsänderung zwischen den Gleichstromausgangsklemmen 57 und 63. Durch ein Gleichstromsignal steigen die Spannungen an den Kondensatoren 65 und 66 um gleiche Beträge an, die verhältnismäßig klein sind. Dies beruht auf der kombinierten degenerativen Wirkung der Widerstände 75 und 76 für Gleichstrom. Die Spannung zwischen den Gleichstromausgangsklemmen 57 und 63 bleibt deshalb auf dem Wert Null.
Es Ist ebenfalls möglich, ein Eingangssignal anzulegen, das aus einem einem Gleichstromsignal überlagerten Wechselstromsignal besteht. In diesem Fall reagiert die Anordnung nur auf die Wechselstromkomponente dieses Signals.
Ein weiterer Vorteil der angegebenen Diskriminatorschaltung liegt darin, daß sie auch als Phasenverschiebungsdetektor benutzt werden kann. Falls die Größe des Wechselstromeingangssignals, welches die gleiche Frequenz wie die Bezugsspannung, durch die die Primärwicklung 32 gespeist wird, besitzt, konstant gehalten und die Phase variiert wird, hängt nämlich die Größe des Gleichstromausgangssignals von dein Phasenwinkel ab.
Die Transistoren 96 und 100 bilden einen ersten Transistorschaltkreis, und die Transistoren 107 und 113 bilden einen zweiten Transistorschaltkreis. In normalerweise ungespeistern Zustand dieser Schaltkreise leitet der Transistor 96, während der Transistor 100 praktisch nicht leitet. In entsprechender Weise leitet der Transistor 107, während der Transistor 113 praktisch nicht leitet. Ein Stromweg verläuft von dem positiven Anschlußpunkt 140 des Filterkondensators 137 über die Leitung 136 und den Anschlußpunkt 112 vom Emitter 98 zur Basis 97 des Transistors 96, von dort über die Leitung 95, den Anschlußpunkt 150, den Widerstand 147, den Anschlußpunkt 151, die Leitung 125 a. den Anschlußpunkt 125 und die Leitung 126 zum negativen Anschlußpunkt 127 des Filterkondensators 137. Durch den in dem Transistor 96 fließenden Basisstrom wird der Transistor leitend, so daß ebenfalls ein Strom vom Emitter 98 zum Kollektor 99 und durch den Widerstand 152 zu den Leitungen 125a und 126 und damit zurück zur Stromquelle fließt. Da der Transistor 96 in einen leitfähigen Zustand vorgespannt ist, ist seine Ausgangsimpedanz verhältnismäßig klein, und der größte Anteil -des Potentials der Spannungsquelle tritt an dem Belastungswiderstand 152 auf. Der Spannungsteiler, der aus den in Serie geschalteten Widerständen 142 und 143 besteht, hält die Emitterelektrode 103 des Transistors 100 auf einem Potential, das unter diesen Bedingungen leicht negativ gegenüber dem Potential an der Basiselektrode 101 ist. Hierdurch bleibt der Transistor 100 in einem praktisch nichtleitfähigen Zustand. Entsprechende Stromwege bestehen für den Transistor 107, und der Transistor 113 wird durch entsprechende Maßnahmen nichtleitend gehalten. Die Kollektorelektroden 102 und 116 sind jeweils über eine Relaiswicklung 124 bzw. 154 mit dem negativen Anschlußpunkt 127 verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand 146 bzw. 146a liegt zwischen dem Kollektor jedes Transistors 100 bzw. 113 und den Basiselektroden 97 bzw. 106 der Transistoren 96 bzw. 107. Unter den Anfangsbedingungen des Schaltkreises fließt praktisch kein Strom durch den Ausgangskreis des Transistors 100, und der Potentialabfall an der Relaiswicklung 124 ist geringfügig, so daß sich das Potential an der Kollektorelektrode 102 dem negativen Potential am mittleren Abgriff 35 annähert. Während dieser Zeit liegt der Rückkopplungswiderstand 146 effektiv parallel zum Widerstand 147, der den Widerstand für die Basisvorspannung des Transistors 96 darstellt. Der Basisstrom aus dem Transistor 96 fließt durch beide Widerstände 147 und 146.
Es soll nunmehr angenommen werden, daß eine Änderung der Meßgröße auftritt und ein entsprechendes Signal aus der Brücke an den Eingangsklemmen 10 und 11 erscheint, so daß ein Gleichstrompotential in den Leitungen 55 und 61 erscheint, bei dem die Leitung 55 positiv gegenüber der Leitung 61 wird. Die beiden letztgenannten Leitungen sind direkt mit der Basis 97 und der Basis 106 des Transistors 96 bzw. 107 verbunden. Da der Emitter 98 und der Emitter 111 der Transistoren 96 und 107 direkt miteinander verbunden sind, führt das den Basiselektroden zugeführte Gleichstrompotential zur Zunahme der Leitfähigkeit des Transistors 107 und zur Abnahme der Leitfähigkeit des Transistors 96. Wenn das Gleichstrompotential ausreichend groß ist, um eine Abnahme des Stromes vom Emitter 98 zum Kollektor 99 des Transistors 96 zu versuchen, beginnt ebenfalls der Spannungsabfall an dem Widerstand 152, der vom Kollektor des Transistors 96 abhängt, abzunehmen. Hierbei wird ein Punkt erreicht, an dem die Abnahme des Spannungsabfalls an dem Widerstand 152 so groß ist, daß ein Basisstrom in dem Transistor 100 fließen kann. Der daraus resultierende Kollektorstrom in dem Transistor 100 verursacht einen Potentialabfall an der Relaiswicklung 124: Die sich daraus ergebende Änderung des Potentials an der Kollektorelektrode 102 bewirkt eine Verminderung des Basisstromes, der durch den Rückkopplungswiderstand 146 fließt, mit dem Ergebnis, daß der Strom des Transistors 96 weiter abnimmt. Diese weitere Verminderung verursacht eine weitere Zunahme des Stromes des Transistors 100. Die Wirkung ist regenerativ, und die Anordnung geht in einen Zustand über, bei welchem der Transistor 100 leitet und der Strom des Transistors 96 aufgehört hat oder zumindest wesentlich vermindert ist. Dies bewirkt eine Speisung der Relaiswicklung 124, wodurch die zugeordneten Kontakte betätigt werden, so daß sie einen angeschlossenen Belastungskreis, der nicht zeichnerisch dargestellt ist, steuern.
Eine zur oben beschriebenen umgekehrte Wirkung ergibt sich, wenn die Meßgröße um einen bestimmten Betrag vermindert wird. Eine Umkehr der Phase des Wechselstromeingangssignals bewirkt eine Umkehr der Ausgangsgleichspannung des Diskriminators. Damit wird der zweite Transistorschaltkreis mit den Transistoren 107 und 113 entsprechend der Signalgröße wirksam und speist in analoger Weise die Relaiswicklung 154.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur elektrischen Steuerung in Abhängigkeit von beliebigen veränderlichen Größen, bei der eine Meßeinrichtung ein veränderliches Wechselstromeingangssignal liefert und durch die ein Gleichstromausgangssignal abgeleitet wird, dessen Polarität und Größe durch die Phase und Größe des Wechselstromeingangssignals bestimmt werden und das zum Betätigen von Schalteinrichtungen benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistorverstärker (15,23) oder eine äquivalente Verstärkungsvorrichtung in einen Kreis mit zwei Impedanzkettenleitern (50, 54, 65, 70 und 51, 60, 66, 71) und einer Quelle (30, 42, 43) einer pulsierenden Gleichspannung geschaltet ist, die durch Vollweggleichrichtung einer Wechselspannung, die die gleiche Frequenz besitzt wie das veränderliche Wechselstromeingangssignal, erhalten wird, und der Strom von der Quelle zum Transistorverstärker während einer Halbperiode der gleichgerichteten Spannung durch den einen Kettenleiter (50, 54, 65, 70) und während der anderen Halbperiode durch den anderen Kettenleiter (51, 60, 66, 71) geleitet wird, die beide je eine Gleichstromausgangsklemme (57 oder 63) speisen, und daß der Transistorverstärker von einem Eingangskreis (11 a, 12, 13), der das veränderliche Wechselstromeingangssignal empfängt, eine Vorspannung erhält, so daß das Wechselstromeingangssignal (außer wenn es zu der gleichgerichteten Wechselspannung eine Phasenverschiebung von 90° besitzt) bewirkt, daß der Transistorverstärker gemäß der Phase des veränderlichen Wechselstromeingangssignals entweder mehr durch den einen oder mehr durch den anderen der Kettenleiter leitet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine stabilisierende Gegenkopplung (73, 74, 75, 76, 77, 80, 81, 82, 83) von jeder der Gleichstromausgangsklemmen (57 und 63) zu dem Eingangskreis (11 a, 12, 13) des Transistorverstärkers (15, 23) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzkettenleiter (50, 54, 65, 70 und 51, 60, 66, 71) kapazitativ sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (30, 42, 43) der pulsierenden Gleichspannung eine in der Mitte abgegriffene Transformatorsekundärwicklung (30) umfaßt, wobei der mittlere Abgriff (27) mit dem Transistorverstärker (15, 23) verbunden ist, während die Endabgriffe der Sekundärwicklung über Gleichrichter (42 und 43) mit den beiden Impedanzkettenleitern (50, 54, 65, 70 und 51, 60, 66, 71) verbunden sind.
5. Anordnung nach Anspruch 2 oder Ansprüchen und 3 oder 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplung zwei Zweige (73, 75, 77, 80, 81, 82, 83 und 74, 76, 77, 80, 81, 82, 83) umfaßt, und zwar einen für jeden der Impedanzkettenleiter (50, 54, 65, 70 und 51, 60, 66, 71), und daß je ein Anpassungswiderstand (75 bzw. 76) in jedem der Gegenkopplungszweige angeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker einen Transistor (23) umfaßt, dessen Basis (22) eine Vorspannung aus dem Eingangskreis (11 a, 12, 13) erhält, dessen Kollektor (24) mit dem mittleren Abgriff (27) der Transformatorsekundärwicklung (30) verbunden ist und dessen Emitter (25) mit den Impedanzkettenleitern verbunden ist, wobei jeder Impedanzkettenleiter einen Kondensator (50 bzw. 51) umfaßt, der zwischen dem einen Endabgriff der Transformatorsekundärwicklung und dem Emitter liegt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impedanzkettenleiter weiterhin einen ersten Widerstand (54 bzw. 60), der zwischen der Gleichstromausgangsklemme (57 bzw. 63) und dem mit der Transformatorsekundärwicklung (30) verbundenen Anschlußpunkt (47 bzw. 46) des Kondensators (50 bzw. 51) liegt, und einen zweiten Kondensator (65 bzw. 66) und einen zweiten Widerstand (70 bzw. 71), die parallel zueinander zwischen der Gleichstromausgangsklemme und dem Emitter (25) des Transistors (23) liegen, umfaßt. B.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Transistor (15) vorhanden ist, der direkt mit dem ersten Transistor (23) gekoppelt ist, wobei das Wechselstromeingangssignal an die Basis (16) und den Emitter (20) des zweiten Transistors gelegt wird, während die Basis (22) des ersten Transistors mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (17) des zweiten Transistors (15) über einen Belastungswiderstand (40) mit dem Kollektor (24) des ersten Transistors (23) verbunden ist.
10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Wechselstromeingangssignal eine Gleichstromvorspannung zwischen die Basis (16) und den Emitter (20) des zweiten Transistors (15) gelegt wird.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Gleichstromausgangsklemmen (57, 63) ein auf Gleichstrom ansprechender Transistorschaltkreis gespeist wird.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorschaltkreis zwei Transistoren (96 und 100 oder 107 und 113) umfaßt, wobei der erste Transistor (96 bzw. 107) normalerweise über einen Belastungswiderstand (152 bzw. 152a) leitet und die Vorspannune des normalerweise nichtleitenden zweiten Transistors (100 bzw. 113), der in einem Kreis mit einer Relaiswicklung (124 bzw. 154) liegt, steuert, wobei die Basis (101 bzw. 114) des zweiten Transistors direkt mit dem Kollektor (99 bzw. 110) des ersten Transistors gekoppelt ist, und daß die Anordnung so getroffen ist, daß der zweite Transistor leitend wird, wenn der erste Transistor in einen nichtleitenden Zustand vorgespannt wird.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppel-Transistorschaltkreis vorgesehen ist, der aus zwei Kreisen besteht, von denen jeder zwei Transistoren (96 und 100 bzw. 107 und 113) besitzt und jeder ein Relais (124 bzw. 154) betätigt, wobei der erste (96 bzw. 107) der zwei Transistoren mit seiner Basis (97 bzw. 106) mit einer der beiden Gleichstromausgangsklemmen (57 oder 63) verbunden ist.