DE1167425B

DE1167425B - Begrenzerschaltung

Info

Publication number: DE1167425B
Application number: DEU8436A
Authority: DE
Inventors: William C Peck
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1961-11-02
Filing date: 1961-11-02
Publication date: 1964-04-09

Description

Begrenzerschaltung Die Erfindung betrifft eine Begrenzerschaltung, die den Durchgang eines Wechselspannungssignals oberhalb einer bestimmten Größe verhindert.
In Anlagen, die die Stellung, Geschwindigkeit, Temperatur oder eine andere Größe überwachen, muß oft eine Anordnung eingebaut werden, die einen von einer Störung hervorgerufenen Fehlbetrieb verhindert. Besonders die Auto-Piloten in Flugzeugen enthalten eine Einrichtung, die Störungen in kritischen Schaltkreisen feststellt und auf diese so anspricht, daß diese Schaltkreise entweder von der Anlage abgetrennt werden oder ein unabhängiges Signal erzeugt wird, das bei fehlendem ursprünglichem Signal die Steuerung übernimmt.
Die erfindungsgemäße Begrenzerschaltung wird vorzugsweise bei solchen Auto-Piloten verwandt. Sie kann aber auch auf anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Schaltung spricht auf Fehlersignale an. Das Fehlersignal kann eine Abweichung der Stellung des Höhen- oder Seitenruders von einem bestimmten Wert übermitteln oder bei Auto-Piloten Kursabweichungen des Flugzeuges anzeigen. Dieses Fehlersignal wird gleichzeitig einem Servomotor zugeleitet, der eine Korrekturbewegung auslöst.
Bei solchen Steueranlagen sind die Fehlersignale im allgemeinen auf einen bestimmten Wertebereich beschränkt, so daß ein zu großes Fehlersignal nicht eine Übersteuerung hervorruft, die sich nachteilig oder sogar katastrophal auswirken kann. Im Normalbetrieb ist daher ein über einem bestimmten Betrag liegendes Fehlersignal nicht möglich. Erzeugt daher eine solche Steueranlage ein Fehlersignal das oberhalb eines bestimmten Bereiches liegt, zeigt dies an, daß eine Störung eingetreten ist.
Bekannt sind Begrenzerschaltungen mit zwischen deren Eingang und Ausgang liegenden, mit gleichen Polen aneinandergeschalteten und mit einer Gleichspannungsquelle in Durchlaßrichtung vorgespannten Dioden. Bei einer bekannten Schaltung wird als Vorspannungsquelle eine feste Gleichspannungsquelle verwendet. Erfindungsgemäß wird dagegen hierzu eine feste Gleichspannungsquelle in Zusammenwirkung mit einer von der Eingangsspannung abhängigen Vorspannungsquelle verwendet. In der praktischen Verwirklichung der Begrenzerschaltung sieht die Erfindung hierzu vor, daß der festen Gleichspannungsquelle eine von der Eingangsspannung abhängige Vorspannungsquelle aus einem über einen Vorwiderstand und eine Diode an den Eingang angeschalteten Kondensator entgegengeschaltet ist, welche die Dioden bei Ansteigen der Eingangsspannung über einen Grenzwert sperrt. Im Vergleich zu der bekannten Schaltung werden damit zusätzliche Mittel, nämlich der Vorwiderstand, die Diode und der Kondensator verwandt. Dies bringt den Vorteil, daß die Begrenzerschaltung in zwei Zweige zerfällt. über den einen Zweig wird den beiden Dioden die Eingangsspannung bzw. das Fehlersignal zugeführt, während über den anderen Zweig die Steuerspannung zugeleitet wird.
Weitere Maßnahmen, die zum Teil den Gegenstand von Unteransprüchen bilden, sehen vor, daß der Kondensator und die sich auf diesem bildende Ladung über einen Spannungsteiler zur Wirkung kommt. Damit kann man, ohne daß man dazu in den Stromkreis zwischen Eingang und Ausgang der Begrenzerschaltung eingreifen muß, z. B. durch andere Bemessung dieses Spannungsteilers die Steuermöglichkeiten erhöhen. Durch Austausch der den Spannungsteiler bildenden Widerstände und auch des Kondensators gegen andere Werte ergeben sich andere Begrenzungseigenschaften, ohne daß man hierzu in den Stromverlauf, der sich innerhalb der Grenzwerte abspielt, eingreifen muß.
Weiter läßt sich erreichen, daß sich der Kondensator nur langsam auflädt und der Spannung aus der festen Vorspannungsquelle entgegentritt. Dadurch werden die Dioden bei Anstieg des Fehlersignals über einen festgelegten Grenzwert nur langsam gesperrt, und es tritt ein überschwingen auf. Für bestimmte Anwendungen ist dies von Vorteil.
Mit der erfindungsgemäßen Begrenzerschaltung lassen sich damit Steueranlagen überwachen. Die Begrenzerschaltung erkennt Störungen in der Anlage, die durch Ansteigen eines Steuersignals über einen bestimmten Wert angezeigt werden. Die erfindungsgemäße Begrenzerschaltung unterbricht in diesem Falle den weiteren Betrieb der Anlage, indem der Durchgang des Steuersignals unterbunden wird.
Die Erfindung wird nun am Beispiel der dargestellten Schaltung erläutert.
Das Signal wird über den Transformator 10 der Sekundärwicklung 12 zugeführt. Von der Sekundärwicklung 12 wird das Signal über Leitungen 14 und 16 und einen Widerstand 18 dem Potentiometer 20 zugeführt. Die beiden mit gleichen Polen aneinanderliegenden Dioden 22 und 24 sind in Durchlaßrichtung vorgespannt. Hierzu dient die Gleichspannungsquelle 28, deren positiver Pol über einen Widerstand 30 an den Punkt 26 zwischen den Dioden 22, 24 angeschlossen ist. Bei in Durchlaßrichtung vorgespannten Dioden 22 und 24 läuft das Eingangssignal durch diese durch und trifft auf die Primärwicklung 32 des Transformators 34, an dessen Sekundärwicklung 36 das Signal für die folgende Stufe abgenommen wird.
Beim Durchlauf des Signals durch die Dioden 22 und 24 wird gleichzeitig dessen negative Halbwelle über einen Widerstand 38 einer Diode 40 durchgelassen und der zwischen dieser und Erde liegende Kondensator 42 lädt sich auf einen kleinen negativen Betrag auf. Der Widerstand 38 ist im Vergleich zu den Widerständen 30 und 44 sehr niedrig, während der Widerstand 44 außerdem klein gegenüber dem Widerstand 30 ist. Unter normalen Betriebsbedingungen reicht die negative Aufladung des Kondensator 42 nicht aus, um den Einfluß der Gleichspannungsquelle 28 auf den Punkt 26 auszugleichen, so daß dieser auf einem durch die Spannungsverteilung an den Widerständen 30 und 44 festgelegten Potential liegt, das leicht positiv ist und die Dioden 22 und 24 in leitendem Zustand hält. Tritt in der vor der Begrenzerschaltung liegenden Stufe ein Fehler auf und wird das Signal dabei größer, wird der Kondensator 42 bis auf ein stärker negatives Potential aufgeladen und überwiegt die von der Gleichspannungsquelle 28 herrührende positive Vorspannung, so daß das Potential am Punkt 26 ins Negative übergeht. Hierdurch werden die Dioden 22 und 24 gesperrt. Das Signal kann dann nicht mehr durch diese durchtreten, und die Sekundärwicklung 32 wird spannungslos. Bei einem im üblichen Betriebsbereich liegenden Signal der Vorstufe arbeitet daher die oben erläuterte Begrenzerschaltung so, daß das Signal auf die folgende Stufe weitergegeben wird. Wird jedoch das Signal auf Grund einer Störung groß, wird die Begrenzerschaltung undurchlässig. Die einzige Einstellung, die vorgenommen werden muß, liegt in dem Verstellen des Schleifers des Potentiometers 20 auf einem Wert, bei dem die Durchlässigkeit der Schaltung für das Fehlersignal den gewünschten Wert hat.

Claims

Patentansprüche: 1. Begrenzerschaltung mit zwischen Eingang und Ausgang liegenden, mit gleichen Polen aneinandergeschalteten und mit einer Gleichspannungsquelle in Durchlaßrichtung vorgespannten Dioden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungsquelle (28) eine von der Eingangsspannung abhängige Vorspannungsquelle aus einem über einen Vorwiderstand (38) und eine Diode (40) an den Eingang (14) angeschalteten Kondensator (42) entgegengeschaltet ist, welche die Dioden (22, 24) bei Ansteigen der Eingangsspannung über einen Grenzwert sperrt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreis der Dioden (22, 24) die Widerstandsbahn eines Potentiometers (20) liegt und dessen Abgriff an den Eingang (14) angeschlossen ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den beiden Dioden (22, 24) gemeinsame Punkt (26) über einen Spannungsteiler (30, 44) an die Gleichspannungsquelle (28) angeschlossen ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht an die Gleichspannungsquelle (28) angeschlossene Pol des Spannungsteilers (30, 44) an den Kondensator (42) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1097 539, 1060 468, 1065 925; USA.-Patentschrift Nr. 2 789 218.