DE1160510B - Circuit arrangement for automatically holding constant the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems - Google Patents
Circuit arrangement for automatically holding constant the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systemsInfo
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Description
Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Konstanthalten der Spannung von Transistor-Pilotspannungsquellen für Trägerfrequenzsysteme Trägerfrequenzstrecken werden im allgemeinen durch Pilotfrequenzen überwacht. Die Pilotspannungen werden am Anfang der Trägerfrequenzleitung eingespeist. Die Pilotfrequenzen liegen zwischen den übertragenen Nutzbändern. Am Ende der Strecke kann der Pilotpegel selektiv gemessen werden. Wird der Piloteingangspegel konstant gehalten, so läßt sich die Streckendämpfung durch den Pilotpegel am Ende der Strecke überwachen. An die Amplitudenkonstanz dieser Pilotspannungsquellen werden deshalb relativ hohe Anforderungen gestellt. Die Pilotfrequenz wird meistens von einer Grundfrequenz abgeleitet und einem Verzerrer, der die Trägerfrequenzen des Systems liefert, zusätzlich entnommen. Sie wird durch Filter gesiebt und dann verstärkt. Die Ausgangsspannung des Pilotverstärkers speist die Trägerfrequenzstrecke.Circuit arrangement for automatically keeping the voltage constant of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems carrier frequency paths are generally monitored by pilot frequencies. The pilot voltages are fed in at the beginning of the carrier frequency line. The pilot frequencies are between the transmitted useful bands. At the end of the route, the pilot level can be measured selectively will. If the pilot input level is kept constant, the path attenuation can be reduced monitor by the pilot level at the end of the route. The constant amplitude of this Pilot voltage sources are therefore made relatively high demands. The pilot frequency is mostly derived from a fundamental frequency and a distorter, which the carrier frequencies of the system supplies, additionally taken. It is sifted through filters and then reinforced. The output voltage of the pilot amplifier feeds the carrier frequency path.
Zur Verstärkung der Pilotfrequenz sind geregelte Röhrenverstärker bekannt. Die Regelung eines bekannten Röhrenverstärkers erfolgt dabei beispielsweise so, daß dem Eingang des Röhrenverstärkers aus Halbleiterdioden und ohmschen Widerständen bestehende Spannungsteiler unmittelbar vorgeschaltet sind, wobei das Spannungsteilerverhältnis dadurch geändert wird, daß der Durchlaßwiderstand der Halbleiterdioden abhängig von einer der Ausgangswechselspannung des Röhrenverstärkers proportionalen Gleichspannung verändert wird. Diese Regelung ist jedoch für den Einsatz bei Transistorverstärkern sehr nachteilig, da der Eingangswiderstand von Transistorverstärkern auf Grund physikalischer Eigenschaften der Transistoren wesentlich geringer ist, als der Eingangswiderstand von Röhrenverstärkern. Dieser geringe Eingangswiderstand hat nämlich eine Minderung der Regelsteilheit der Halbleiterdioden bzw. der gesamten Regelschaltung in dem Verhältnis zur Folge, in dem sich der Eingangswiderstand einer Röhrenschaltung zum Eingangswiderstand der Transistorschaltung verhält.Regulated tube amplifiers are used to amplify the pilot frequency known. A known tube amplifier is controlled, for example so that the input of the tube amplifier consists of semiconductor diodes and ohmic resistors existing voltage dividers are connected directly upstream, the voltage divider ratio is changed in that the forward resistance of the semiconductor diodes is dependent from a DC voltage proportional to the output AC voltage of the tube amplifier is changed. However, this regulation is for use with transistor amplifiers very disadvantageous, since the input resistance of transistor amplifiers is due to physical Properties of the transistors is much lower than the input resistance of tube amplifiers. This low input resistance has a reduction the control slope of the semiconductor diodes or the entire control circuit in the Relation to the consequence in which the input resistance of a tube circuit to the Input resistance of the transistor circuit behaves.
Es ist auch bekannt, die Regelschaltung so auszubilden, daß die Regelung erst von einem bestimmten Schwellwert an in Funktion tritt. Das läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die der Ausgangswechselspannung proportionale Gleichspannung einer Festspannungsquelle parallel geschaltet ist, wobei unterhalb des Wertes der Festspannungsgröße nur die Festspannung als Diodenvorspannung dient, bei Erreichen des Festspannungswertes die Festspannung mittels Dioden abgeschaltet wird und die Regelspannung in ihrer vollen Größe als Steuerspannung dient.It is also known to design the control circuit so that the control only comes into operation after a certain threshold value. That can be done, for example achieve that the output AC voltage proportional DC voltage a fixed voltage source is connected in parallel, below the value of the Fixed voltage magnitude only the fixed voltage serves as diode bias when reached of the fixed voltage value, the fixed voltage is switched off by means of diodes and the Control voltage in its full size is used as the control voltage.
Es sind auch Regelschaltungen bei Transistorverstärkern bekanntgeworden, bei denen eine Transformation des Wechselstromwiderstandes der Dioden vorgenommen wird. Die Steuerung des Arbeitspunktes dieser Dioden erfolgt jedoch über eine Stromsteuerung. Eine Stromsteuerung setzt aber hohe Innenwiderstände der Steuerstromquelle voraus, wodurch nur eine geringe Regelsteilheit erreichbar ist.Control circuits for transistor amplifiers have also become known, in which a transformation of the alternating current resistance of the diodes is carried out will. The control of the operating point of these diodes takes place via a current control. A current control requires high internal resistances of the control current source, which means that only a low control steepness can be achieved.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Konstanthalten der Spannung von Transistorpilotspannungsquellen für Trägerfrequenzsysteme, bei welchen aus einer Grundfrequenz mittels eines Verzerres Oberwellen erzeugt werden und aus diesen durch Filter die Pilotfrequenz ausgesiebt und einem Transistorverstärker mit endlichem Eingangswiderstand zur automatisch auf konstante Ausgangsspannung regelnden Verstärkung der Pilotfrequenz zugeführt wird, dem ein mindest eine Halbleiterdiode enthaltendes, von der Ausgangsspannung des Transistorverstärkers geregeltes Dämpfungsglied vorgeschaltet ist.The invention relates to a circuit arrangement for automatic Keeping the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems constant, in which harmonics are generated from a fundamental frequency by means of a distortion and from these the pilot frequency is filtered out and a transistor amplifier with finite input resistance to automatically maintain a constant output voltage regulating gain of the pilot frequency is supplied to which at least one semiconductor diode containing, controlled by the output voltage of the transistor amplifier attenuator is upstream.
Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung so ausgebildet, daß das regelbare Dämpfungsglied einen oder mehrere Spannungsteiler mit mindestens je einer vorgespannten Halbleiterdiode als Stellglied enthält, daß die Vorspannung für die Halbleiterdiode aus der Differenz der gleichgerichteten Ausgangswechselspannung des Transistorverstärkers und einer von der Versorgungsspannung für den Transistorverstärker abgeleiteten, durch eine Zenerdiode stabilisierten Bezugsspannung gebildet ist, daß der Wechselstromwiderstand der die Regelung des Dämpfungsgliedes bewirkenden Halbleiterdiode auf den Eingangswiderstand des Transistorverstärkers derart übersetzt ist, daß der auf den Eingang des Transistorverstärkers übersetzte Diodenwiderstand wesentlich niedriger ist als der Eingangswiderstand des Verstärkers, und daß die stabilisierte Bezugsspannung zur Einstellung der Ausgangsspannung des Transistorverstärkers veränderbar ist.According to the invention, the circuit arrangement is designed so that the controllable attenuator one or more voltage dividers with at least each a biased semiconductor diode as the actuator that contains the bias for the semiconductor diode from the difference of the rectified output alternating voltage of the transistor amplifier and one of the supply voltage for the transistor amplifier derived reference voltage stabilized by a Zener diode is formed, that the alternating current resistance effect the regulation of the attenuator Semiconductor diode translated to the input resistance of the transistor amplifier in this way is that the diode resistance translated to the input of the transistor amplifier essential is lower than the input resistance of the amplifier, and that the stabilized Reference voltage for setting the output voltage of the transistor amplifier can be changed is.
Durch diese Maßnahmen wird eine hohe Reaelsteillieit der gesamten Schaltungsanordnung erreicht. Ferner wird die Ausgangsspannung des Transistorverstärkers bei geringem Aufwand an Schaltelementen und mit einem geringen Bedarf an aufzuwendender Regelleistung annähernd konstant gehalten.Through these measures, a high real part of the entire Circuit arrangement achieved. Furthermore, the output voltage of the transistor amplifier with little expenditure on switching elements and with a low need for expenditures Control power kept almost constant.
Schwankungen der Verzerrerausgangsspannung, der Filterdämpfung und der Versorgungsspannung werden erfaßt und ausgeregelt. Bekannte Schaltungen, bei denen Heiß- und/oder Kaltleiter als Stellglieder verwendet sind, benötigen demgegenüber eine erheblich höhere Regelleistung. Die thermische Zeitkonstante von Heiß- und Kaltleitern begrenzt außerdem die Regelgeschwindigkeit. Bei Verwendung von regelnden Dioden ist die Eigenzeitkonstante dagegen verschwindend klein. Außerdem ist die Abhängigkeit der geregelten Spannung von der Temperatur sehr gering.Fluctuations in the distortion output voltage, the filter attenuation and of the supply voltage are recorded and regulated. Known circuits, at which hot and / or PTC thermistors are used as actuators, need on the other hand a significantly higher control power. The thermal time constant of hot and PTC thermistors also limit the control speed. When using regulating Diodes, on the other hand, the proper time constant is vanishingly small. Besides, the The controlled voltage depends on the temperature very little.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung so ausgebildet, daß im regelbaren Dämpfungsglied zwei Halbleiterdioden derart angeordnet sind, daß sie in Serie an den Klemmen der steuernden Gleichspannung liegen, von der speisenden Piloteingangsspannung aber gegenphasig durchgesteuert werden. Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß im regelbaren Dämpfungsglied zwei Spannungsteiler mit je einem Widerstand und je zwei Halbleiterdioden derart hintereinandergeschaltet sind, daß die beiden Widerstände im Längszweig in Serie und die Halbleiterdioden in den Querzweigen paarweise antiparallel liegen, und daß sämtliche Dioden in Serie an den Klemmen der steuernden Gleichspannung liegen, aber paarweise zusammengefaßt jeweils gegenphasig von der speisenden Piloteingangsspannung durchgesteuert sind, wobei Kondensatoren zur Trennung des Regelgleichstromes von der Pilotspannung dienen. Man kann auch zwei von der Piloteingangsspannung abgeleitete Teilspannungen gegeneinanderschalten, eine der Teilspannungen durch eine Halbleiterdiode steuern und die Differenzspannung aus beiden Teilspannungen dem Transistorverstärker zuführen. Die Schaltungsanordnung kann ferner vorteilhaft so ausgebildet werden, daß das regelbare Dämpfungsglied eine Gabelschaltung enthält, bei der die an einem Widerstand im Längszweig sich aufbauende Spannung ; durch eine transformatorisch in den Querzweig eingekoppelte Zusatzspannung veränderbar ist, welche durch den Widerstand einer vorgespannten Halbleiterdiode einstellbar ist und umgekehrtes Vorzeichen wie die ursprünglich am Längswiderstand , vorhandene Spannung aufweist.In a further embodiment of the invention, the circuit arrangement designed so that two semiconductor diodes are arranged in such a way in the controllable attenuator are that they are connected in series to the terminals of the controlling DC voltage, of the feeding pilot input voltage can be controlled in phase opposition. the Arrangement can also be designed so that two voltage dividers in the controllable attenuator each with a resistor and two semiconductor diodes connected in series in this way are that the two resistors in the series branch in series and the semiconductor diodes in the shunt branches are in pairs antiparallel, and that all diodes are in series at the terminals of the controlling DC voltage, but combined in pairs are each controlled out of phase by the feeding pilot input voltage, capacitors are used to separate the control direct current from the pilot voltage. You can also switch two partial voltages derived from the pilot input voltage against each other, control one of the partial voltages through a semiconductor diode and the differential voltage feed from both partial voltages to the transistor amplifier. The circuit arrangement can also be advantageously designed so that the controllable attenuator contains a hybrid circuit in which the resistor in the series branch is connected building tension; by a transformer coupled into the shunt branch Additional tension is changeable, which by the resistance of a biased Semiconductor diode is adjustable and opposite sign to the original at the series resistance, has existing voltage.
Die Erfindung wird an Hand der in den F i g. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is illustrated with reference to the FIGS. 1 to 7 shown Embodiments explained in more detail.
Die Wirkungsweise der Schaltung wird durch F i g. 1 veranschaulicht. Der Transistorverstärker V mit dem Eingangswiderstand R., wird über ein Dämpfungsglied in Form eines Spannungsteilers an die speisende Pilotspannung U,. gelegt. Der Spannungsteiler besteht aus dem Längswiderstand R1 und dem durch einen Übertrager iül entsprechend übersetzten Wechselstromwiderstand der Halbleiterdiode D, als Querwiderstand. Letzterer kann durch vei'.a-derliches Vorspannen der Diode Dl mit einer Gie:clispannung U", in weiten Grenzen als Stellglied geändert werden. Die am Übertrager Ü., erhaltene Ausgangswechselspannung U" des Verstärkers wird mittels der Dioden D., und D.; Qleichgericrtet und einer Bezugsspannung Uz entgegenaesclal:et. Die Bezugsspannung U, wird Tiber einen Widen,tand R.. von der N7ersoi-Qun2sspannung ti-; abgeleitet und durch die ?e:.erdiode ,@@ stabili@.iert. Die Differenz beider Gleiclisliannt:yigen, die Regelgröße, dient als veränderliche Vorspannung der Regeldiode Dl und bestimmt iliiei, Wecliselstroiiiv,-idei-stand. Röhrenverstärker haben fasi immer einen bohen Ein'ean,cs.-,,"ider#-tarid. Der Eingangs,viders@and @-on Transistor-Schaltungen ist bedeutend kleiner, wodurch die Regelsteilheit der Diode verriii-ert :wird. gier `tJecljselstromwiderstand der Regeldiode wird daher auf den Eingangswiderstand des Transistorversiä rkers entsprechend übersetzt. Die Ausgiingsspann!iig des Verstärkers V ist durch Ändern der stabili-,:ierten Vergleichsspannung U, veränderbar. Hierzu wird nach F i g. ? der Zenerdiode Dl das Potentiometer P parallel geschaltet, durch welches die Vergleichsspannung und damit die Verstärkerausgangsspannung stetig verändert werden kann.The operation of the circuit is illustrated by F i g. 1 illustrates. The transistor amplifier V with the input resistance R. is via an attenuator in the form of a voltage divider to the feeding pilot voltage U ,. placed. The voltage divider consists of the series resistance R1 and that of a transformer iül accordingly translated alternating current resistance of the semiconductor diode D, as a transverse resistance. The latter can by variously biasing the diode D1 with a voltage U ", can be changed within wide limits as an actuator. The received at the transformer Ü AC output voltage U "of the amplifier is rectified by means of the diodes D., and D .; Qleichgericrtet and a reference voltage Uz against aesclal: et. The reference voltage U, becomes Tiber a Widen, tand R .. from the N7ersoi-Qun2ssspannung ti-; derived and through the ? e: .erdiode, @@ stabili @ .iert. The difference between the two equivalents: yigen, the controlled variable, serves as a variable bias voltage of the control diode Dl and determines iliiei, Wecliselstroiiiv, -idei-stand. Tube amplifiers almost always have a bohen Ein'ean, cs .- ,, "ider # -tarid. The input, viders @ and @ -on transistor circuits is significantly smaller, which reduces the steepness of the control Diode locked: is. The current resistance of the control diode is therefore greedy translated accordingly to the input resistance of the transistor versiä rker. the The output voltage of the amplifier V is by changing the stabilized comparison voltage U, changeable. For this purpose, according to FIG. ? the zener diode Dl the potentiometer P connected in parallel, through which the comparison voltage and thus the amplifier output voltage can be changed continuously.
Die Schaltung der Regeldiode kann entsprechend den vorliegenden Bedingungen abgewandelt werden. F i g. 3 zeigt eine Anordnung, die das durch die nichtlineare Kennlinie der Diode bedingte Klirren stark vermindert. Zwei Dioden D,. D@ liegen in Serie an den Klemmen der steuernden Gleichspannung L',1. Von der speisenden Piloteinaangsspannung werden aber beide Dioden gegenphasig durchgesteuert, so daß die geradzahligen Oberwellen des Klirrspektrums unterdrückt werden. Der Längswiderstand des Spannungsteilers ist mit R, die zur Trennung des Regelstromes vom Pilotstrom vorgesehenen Kondensatoren sind mit C bezeichnet.The switching of the control diode can be done according to the prevailing conditions be modified. F i g. Fig. 3 shows an arrangement that allows this to be achieved by the non-linear Clinking caused by the characteristic of the diode is greatly reduced. Two diodes D ,. D @ lie in series at the terminals of the controlling direct voltage L ', 1. From the feeding pilot input voltage but both diodes are switched through in phase opposition, so that the even harmonics of the distortion spectrum can be suppressed. The series resistance of the voltage divider is with R, the capacitors provided for separating the control current from the pilot current are denoted by C.
Eine weitere Verbesserung der Regelsteilheit kann durch Hintereinanderschaltung mehrerer Spannungsteilerstufen erfolgen. F i g. .1 zeigt zwei hintereinandergeschaltete Teiler mit R1 und R4 als Längswiderstände und den Dioden Dl. D p D(;, D- als gesteuerte Querwiderstände. Die Dioden sind entsprechend F i g. 3 klirrkompensierend paarweise zusammengefaßt. Die Kondensatoren C; bis C, sperren den Regelgleichstrom.The steepness of the regulation can be further improved by connecting several voltage divider stages in series. F i g. .1 shows two dividers connected in series with R1 and R4 as series resistors and the diodes Dl. D p D (;, D- as controlled transverse resistances. The diodes are combined in pairs as shown in FIG. 3 to compensate for distortion. The capacitors C; to C, block the regulating direct current.
Durch Versteilerungsschaltungen nach den F i g. 5, 6 und 7 können die Regeleigenschaften weiter verbessert werden. Zwei von der Eingangsspannung abgeleitete Teilspannungen werden gegeneinandergeschaltet. Die Differenzspannung speist den zu regelnden Verstärker. Die eine Teilspannung kann durch die Regeldiode D verändert werden. Relative Änderungen einer Teilspannung wirken sich auf die- Differenzspannung um so stärker aus, je größer die Teilspannungen absolut genommen sind. Durch sinnvolle Auslegung kann auf diese Weise erreicht werden, daß sich die Widerstandsänderung der Regeldiode vielfach verstärkt auf die Ausgangsspannung des regelnden Netzwerks auswirkt. Bei der Schaltung nach F i g. 5 erfolgt die Versteilerung durch eine Regelbrücke. Die Wechselspannung am Widerstand R wird mit der sich an der Regeldiode D aufbauenden Spannung verglichen. F i g. 6 zeigt eine Anordnung, bei der eine durch den Wechselstromwiderstand der Regeldioden D1 und D ;bestimmte Teilspannung nach entsprechender übersetzun` der vollen Eingangs- Spannung entgegengeschaltet wird. Eine Versteilerung durch eine Gabelschaltung zeigt F i g. 7. Die am Widerstand R sich aufbauende Spannung wird durch eine transformatorisch eingekoppelte Zusatzspannung verändert. Die Änderung erfolgt ihrer Größe nach durch den Widerstand der Regeldiode D. Die Zusatzspannung hat umgekehrtes Vorzeichen wie die ursprünglich an R vorhandene Spannung. Die Differenzwirkung versteilert wieder die Regelung.By steepening circuits according to FIGS. 5, 6 and 7 can the control properties can be further improved. Two derived from the input voltage Partial voltages are switched against each other. The differential voltage feeds the amplifier to be controlled. One of the partial voltages can be changed by the control diode D. will. Relative changes in a partial voltage affect the differential voltage the stronger, the greater the partial voltages are taken in absolute terms. Through meaningful Design can be achieved in this way that the change in resistance the control diode is often amplified on the output voltage of the regulating network affects. In the circuit according to FIG. 5, the steepening takes place by means of a control bridge. The alternating voltage across the resistor R is equal to that of the control diode D. Voltage compared. F i g. Fig. 6 shows an arrangement in which one is caused by the alternating current resistance of the control diodes D1 and D; certain partial voltage after corresponding translation the full entrance Voltage is switched in the opposite direction. A steepening through a hybrid circuit shows F i g. 7. The voltage that builds up across resistor R. is changed by an additional voltage coupled into the transformer. The change takes place according to their size through the resistance of the control diode D. The additional voltage has the opposite sign to the voltage originally present at R. The difference effect the regulation steepens again.
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| DES72701A DE1160510B (en) | 1961-02-24 | 1961-02-24 | Circuit arrangement for automatically holding constant the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems |
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| DES72701A DE1160510B (en) | 1961-02-24 | 1961-02-24 | Circuit arrangement for automatically holding constant the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems |
Publications (1)
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| DE1160510B true DE1160510B (en) | 1964-01-02 |
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ID=7503404
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| DES72701A Pending DE1160510B (en) | 1961-02-24 | 1961-02-24 | Circuit arrangement for automatically holding constant the voltage of transistor pilot voltage sources for carrier frequency systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1160510B (en) |
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