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Schaltungsanordnung zur Anzeige des Vorhandenseins einer vorgegebenen
Mindestspannung Die Messung von Mindestspannungen spielt insbesondere bei batterie-
bzw. akkumulatorgespeisten Geräten, wie z. B. tragbaren nachrichtentechnischen Geräten,
Schallplatten- und Tonbandgeräten, elektrischen Spielzeugen od. dgl., eine wesentliche
Rolle.
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Ist beispielsweise die Kapazität einer Batterie nach längerer Betriebszeit
soweit erschöpft, daß die Funktionen des Gerätes nicht mehr im gewünschten Umfange
erfüllt werden, so ist es für den Benutzer zunächst nicht ersichtlich, ob ein Fehler
in der Schaltung oder eine zu geringe Batteriespannung vorliegt. Für Messungen der
Batteriespannung kann aus wirtschaftlichen Gründen kein üblicher Spannungsmesser,
z. B. ein Drehspulmeßgerät, in die Geräte eingebaut werden. Außerdem wären derartige
Meßinstrumente gegenüber mechanischen Stoßbeanspruchungen, die bei tragbaren elektrischen
Geräten unvermeidbar sind, besonders empfindlich. Schließlich könnte auch auf eine
kontinuierliche Spannungsanzeige verzichtet werden, wenn festgestellt werden könnte,
ob die Batteriespannung zum Zeitpunkt der Messung noch über der unteren Spannungsgrenze
liegt, d. h. über der Mindestspannung, bei der das Gerät gerade noch einwandfrei
arbeitet.
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Es ist bekannt, zur Mindestspannungsanzeige eine Glimmlampe zu verwenden,
die bei ausreichender Batteriespannung durch einen Induktionsstromstoß gezündet
wird, der bei einem kurzzeitigen Öffnen des Batteriestromkreises an einer Induktionsspule
auftritt.
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Die Anzeigevorrichtung hat jedoch den Nachteil des lediglich kurzzeitigen
Aufleuchtens der Glimmlampe bei vorhandener Mindestspannung, weil das Öffnen des
Batteriestromkreises schlagartig erfolgen muß, damit die Induktionsspannung einen
möglichst hohen zur Zündung der Glimmlampe ausreichenden Wert erreicht. Eine gewisse
Verbesserung schafft ein mehrmaliges kurz aufeinanderfolgendes Öffnen des Batteriestromkreises,
das aber zu einer erhöhten Abnutzung des Schalters führt.
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Es ist weiterhin bekannt, zur Mindestspannungsanzeige einen rückgekoppelten
Transistor-Oszillator zu verwenden, der nur innerhalb eines gewissen Spannungsbereiches
schwingt und dann eine Überwachungsspannung an einen Ausgangsübertrager liefert.
Diese Schaltungsanordnung hat jedoch einen wesentlichen Nachteil, und zwar wird
eine konstante Vergleichsspannungsquelle benötigt, aus der im Vergleich mit der
zu messenden Spannung eine Differenzspannung zur Steuerung des Oszillators gebildet
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrische Mindestspannungen
mit möglichst geringem
Aufwand zu messen und dabei die Nachteile der bekannten Schaltungen
zu vermeiden.
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Bei einer Schaltungsanordnung zur Anzeige des Vorhandenseins einer
vorgegebenen Mindestspannung der Betriebsspannungsquelle von batterie- oder akkumulatorgespeisten
Rundfunk-, Fernseh- oder Schallspeichergeräten mit Röhren und/oder Transistoren
unter Verwendung eines mit der zu messenden Spannung betriebenen Oszillators, der
nur innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches schwingt und in einem Ausgangsübertrager
eine Anzeigespannung erzeugt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Oszillator aus für die Rundfunk-, Fernseh- oder Schallspeichergeräte-Schaltungen
vorgesehenen Röhren bzw. Transistoren und einem Übertrager durch Umschaltung gebildet
wird.
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Es ist jedoch auch denkbar, einen an anderer Stelle der Geräteschaltung
vorgesehenen Übertrager, beispielsweise einen Anpassungsübertrager zwischen zwei
Transistor- oder Röhrenstufen, zu verwenden.
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In bezug auf die Belastbarkeit der bei Transistorgeräten in Miniaturbauweise
hergestellten Übertrager sind keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, da
die für den Betrieb beispielsweise einer Anzeigeglimmlampe benötigte Energie sehr
gering ist.
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An Stelle einer Glimmlampe kann jedoch auch eine Glühlampe verwendet
werden, die ebenso wie die Glimmlampe nur dann aufleuchtet, wenn sich die Oszillatorschaltung
im Schwingzustand befindet. Ein Nichtaufleuchten der Glimm- oder Glühlampe zeigt
also an, daß die noch verfügbare Kapazität der Speisespannungsquelle zu gering ist,
die dann entweder ausgewechselt, regeneriert oder aufgeladen werden muß.
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Es ist auch möglich, zur Anzeige der Mindestspannung eine Anzeigeröhre
mit geringerAnodenspannung und Heizleistung zu verwenden. In diesem Falle wird die
vom Oszillator erzeugte Wechselspannung gleichgerichtet und der Anode und dem Steuergitter
der
Anzeigeröhre zugeführt. Bei geeignetem Aufbau des Anzeigeschaltungsteiles
ändert der Anzeigestrich (Leuchtstrich) seine Länge in Abhängigkeit von der Speisespannung,
so daß nicht nur die Mindestspeisespannung, sondern auch Zwischenwerte dieser Spannung
ablesbar sind. Durch Umschaltung kann die Anzeigeröhre auch zur Abstimmanzeige,
z. B. in einem tragbaren Rundfunkgerät, herangezogen werden, wobei die Anodenspannung
für dieAnzeigeröhre, wie bei der Mindestspannungsanzeige, aus der Oszillatorschaltung
gewonnen und dem Steuergitter der Anzeigeröhre die demodulierte Hochfrequenzspannung
des Rundfunkempfangsteils zugeführt wird.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es bedeutet F i g. 1 ein Prinzipschaltbild
einer als Oszillatorschaltung umschaltbaren Transistor-Gegentaktendstufe eines Rundfunkempfängers,
deren Ausgangsübertrager sekundärseitig eine Anzeigeglimmlampe enthält, Fig.2 den
Sekundärkreis einer Schaltung nach F i g. 1 mit einer Anzeigeglühlampe und F i g.
3 den Sekundärkreis einer Schaltung nach F i g. 1 mit einer Anzeigeröhre.
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Gemäß F i g. 1 besteht eine Gegentaktendstufe für ein batterie- oder
akkumulatorbetriebenes Transistor--Rundfunkgerät aus zwei Transistoren 1, 2 in Emitterschaltung,
deren Emitter 3, 4 direkt oder über einen Widerstand mit Masse verbunden sind. Die
Basiselektroden 5, 6 der Transistoren sind für die Niederfrequenzverstärkung über
die oberen Kontakte 7, 8 eines Umschalters 9 beispielsweise an eine nicht dargestellte
Treiberstufe angekoppelt. Die durch die Gegentakttransistoren 1, 2 verstärkte Niederfrequenz
wird von den KollektorenlO, 11 der Transistoren über die oberen Kontakte 12, 13
eines gleichzeitig mit dem Umschalter 9 betätigbaren Schalters 14 der Primärwicklung
15 eines Ausgangsübertragers 16 zugeführt. Die Sekundärwicklung 17 des Übertragers
weist eine Anzapfung 18 auf, zwischen der und dem masseseitigen Ende der Wicklung
ein Lautsprecher 19 angeschlossen ist. Eine nicht dargestellte Batterie oder ein
Akkumulator liefert die Kollektorspannung für die Transistoren, und zwar liegt der
negative Pol an einer Mittelanzapfung 20 der Primärwicklung 15 des Ausgangsübertragers,
während der positive Pol mit Masse verbunden ist. Die Basisgleichspannung kann in
bekannter und deshalb nicht näher erläuterter Weise gewonnen werden.
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Durch die Betätigung beispielsweise einer besonderen Drucktaste des
Rundfunkempfängers oder durch gleichzeitiges Betätigen zweier für die Wellenbereichsumschaltung
vorgesehener Drucktasten mit den Umschaltern 9, 14 wird die Gegentaktendstufe in
eine Gegentaktoszillatorschaltung umgebildet. Hierzu werden die Basiselektroden
5, 6 von der Treiberstufe abgetrennt und über die geschlossenen Kontakte 7 a, 8
a an eine Rückführungswicklung 21 des Ausgangsübertragers angeschlossen, die die
für das Schwingen der Oszillatorschaltung benötigte Kopplung zwischen dem Kollektor-Emitter-Kreis
und dem Basiskreis der Transistoren ergibt. Der Schwingungseinsatzpunkt der Oszillatorschaltung
ist mit einem Regelwiderstand 22 einstellbar, der zwischen einer Mittelanzapfung
23 der Wicklung 21 und einem mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbundenen
Widerstand 24 liegt.
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Bei der Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel
wird der Regelwiderstand
22 so eingestellt, daß die Oszillatorschaltung nur dann anschwingt, wenn die Speisespannungsquelle
die erforderliche Mindestspannung aufweist. Speisespannungen, die unterhalb der
Mindestspannung liegen, führen zu einer verminderten Basisvorspannung und zu einer
Unterbrechung des Schwingvorganges. Eine an die Sekundärwicklung 17 des Übertragers
angeschlossene Anzeigeglimmlampe 25 leuchtet beim Vorhandensein der Mindestspannung
oder einer darüberliegenden Speisespannung auf, wenn sich die Umschalter 9, 14 in
der gezeichneten Schaltstellung befinden. Zweckmäßigerweise werden die Umschalter
durch eine federnde Taste betätigt, die nur so lange in der gezeichneten Schaltstellung
verharrt, wie die Taste gedrückt ist.
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Da der Ausgangsübertrager einer Gegentaktendstufe gewöhnlich ein
Übersetzungsverhältnis unter 1 aufweist, ist bei der erfindungsgemäßen Schaltung
eine Umschaltung der Windungszahl der Primärwicklung 15 vorgesehen, damit die in
der Sekundärwicklung induzierte Spannung zum Zünden einer Glimmlampe ausreicht.
Für die Umschaltung dienen die unteren Schaltkontaktpaare 26 und 27 des Umschalters
14, die die Kollektoren der Transistoren mit symmetrisch zu der Mittelanzapfung
20 liegenden Anzapfungen 28 und 29 verbinden. Die Anzapfungen sind so gewählt, daß
sich ein Obersetzungsverhältnis von mehr als 1 ergibt, vorzugsweise von 2 oder darüber.
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Damit die während der Mindestspannungsanzeige in der Sekundärwicklung
25 induzierte Oszillatorwechselspannung nicht im Lautsprecherl8 hörbar wird, ist
als Oszillatorfrequenz zweckmäßig eine Frequenz zu wählen, die oberhalb des Hörbereichs
liegt.
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Ist dies aus schaltungstechnischen Gegebenheiten nicht möglich, so
müßte in einer der Lautsprecherzuleitungen ein Ruhekontakt vorgesehen sein, der
nur im Falle der Mindestspannungsanzeige geöffnet ist.
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Der Kondensator 30 dient zur Beruhigung der in der Sekundärwicklung
17 induzierten Spannung.
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In der F i g. 2 ist nur die Sekundärwicklung 17 mit dem Lautsprecher
18 einer Schaltung gemäß F i g. 1 dargestellt. Zur Mindestspannungsanzeige dient
hierbei eine Glühlampe 31, die nur bei vorhandener Mindestspannung, d. h. bei schwingendem
Oszillator, aufleuchtet.
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Die F i g. 3 zeigt ebenfalls die Sekundärwicklung 17 und den Lautsprecher
18 wie in F i g. 1. Zur Anzeige der Mindestspannung dient gemäß diesem Ausführungsbeispiel
eine Anzeigeröhre32, z. B. vom Typ DM 70, die zu ihrem Betrieb eine Anodenspannung
von 85 V benötigt und direkt beheizt wird. Als Anodenspannung läßt sich die hochtransformierte
Oszillatorspannung - nach Gleichrichtung mittels einer Diode 33 - verwenden. Der
in der Kathodenleitung 34 der Anzeigeröhre 32 liegende Widerstand 35 setzt die Speisespannung
des Transistorgerätes auf den für die Röhrenheizung benötigten Wert herab.
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Dabei fällt an diesem Widerstand eine Spannung ab, die gleichzeitig
die negative Gittervorspannung für die Anzeigeröhre bildet. Mit einem Regelwiderstand
36, der zusammen mit dem Widerstand 37 einen Spannungsteiler darstellt, wird ein
bestimmter Teil der Anodenspannung als Steuerspannung bzw. anzuzeigende Spannung
bei voller Speisespannung eingestellt.
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Der sich dabei ergebende Leuchtstrich auf der Anzeigeröhre ist dann
der maximalen Speisespannung proportional. Sinkt die Speisespannung im Laufe der
Zeit ab, so verringert sich automatisch die Steuerspannung
und
somit auch die Leuchtstrichlänge, an Hand der der jeweilige Ladungszustand zu erkennen
ist. Sinkt die Speisespannung schließlich unter den Mindestspannungswert ab, so
setzen die Oszillatorschwingungen aus, und die Anzeigeröhre erhält weder eine Anoden-
noch eine Steuerspannung.
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Damit der Heizfaden der Anzeigeröhre nicht dauernd geheizt wird,
liegt zwischen dem negativen Pol der Speisespannungsquelle und dem Kathodenwiderstand
35 ein Schaltkontakt38, der nur im Falle der Mindestspannungsanzeige den Heizstromkreis
schließt.
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Mit der Schaltung nach F i g. 3 läßt sich nicht nur das Unterschreiten
der Mindestspannung erkennen, sondern darüber hinaus auch eine gewisse Kontrolle
des Ladungszustandes der Speisespannungsquelle erreichen. Zur Vereinfachung der
Ablesung des Ladezustandes können auf oder neben der Anzeigeröhre Markierungen angebracht
sein, die beispielsweise 3/4 bis ¾ der maximalen Speisespannung entsprechen.
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Die Anzeigeröhre läßt sich auch zur Abstinunanzeige heranziehen.
Hierzu ist ein weiterer Schaltkontakt 39 zwischen den Widerständen 36 und 37 erforderlich,
der bei der Abstimmanzeige die demodulierte Hochfrequenz des Rundfunkempfangsteils
an das Gitter der Anzeigeröhre führt und die Gleichstromsteuerspannung während dieser
Zeit abschaltet.
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Anodenspannung und Gittervorspannung werden in diesem Falle in gleicher
Weise wie bei der Mindestspannungsanzeige erzeugt, und der Schaltkontakt 38 bleibt
auch während der Abstimmanzeige in der gleichen Stellung.
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Es kann an Stelle einer Gegentaktoszillatorschaltung mit gleichem
Erfolg eine einfache Schwingschaltung mit nur einem Transistor treten. Es ist weiterhin
möglich, an Stelle eines Ausgangsübertragers mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung
einen sogenannten Spartransformator zu verwenden.