DE1239357B - Adjustable electrical amplifier - Google Patents

Adjustable electrical amplifier

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Publication number
DE1239357B
DE1239357B DE1966A0051313 DEA0051313A DE1239357B DE 1239357 B DE1239357 B DE 1239357B DE 1966A0051313 DE1966A0051313 DE 1966A0051313 DE A0051313 A DEA0051313 A DE A0051313A DE 1239357 B DE1239357 B DE 1239357B
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DE
Germany
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voltage
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Application number
DE1966A0051313
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Ivan Horvat
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BBC Brown Boveri France SA
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BBC Brown Boveri France SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/38—DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers
    • H03F3/387—DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers with semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03fH03f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/02 German class: 21 a2- 18/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

A 51313 VIII a/21 a2
14. Januar 1966
27. April 1967A 51313 VIII a / 21 a2
January 14, 1966
April 27, 1967

Die Erfindung betrifft einen Verstärker mit hohem Eingangswiderstand und einer Regelung des Ausgangsstromes in Abhängigkeit von der Eingangsspannung, welcher besonders vorteilhaft als Rechen- " verstärker in Ferameßanlagen verwendet werden kann.The invention relates to an amplifier with a high input resistance and a regulation of the output current depending on the input voltage, which is particularly advantageous as a computing " amplifier can be used in Ferameßanlagen.

Es sind Rechenverstärker für Fernmeßanlagen bekannt, die zum Anzeigeort einen eingeprägten Strom liefern, der auf den Eingang des Rechenverstärkers rückgeführt wird. Es kommt nun häufig vor, daß ίο durch Wechselspannungsfelder, die z. B. in Kraftwerksanlagen kaum zu vermeiden sind, Störspannungen in der Rückkopplungsschleife induziert werden, was sich bei Verstärkersystemen mit Amplitudenmodulation besonders störend auswirkt. Vielfach sind dann teure Absehirmmaßnahmen erforderlich, um den einwandfreien Betrieb solcher Systeme zu sichern.There are computer amplifiers for telemetry systems known, which deliver an impressed current to the display location, which is fed to the input of the processing amplifier is returned. It now often happens that ίο by alternating voltage fields that z. B. in power plants can hardly be avoided, interference voltages are induced in the feedback loop, which is particularly disruptive in amplifier systems with amplitude modulation. Multiple expensive screening measures are then required to ensure the proper operation of such systems to secure.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine als Rechenverstärker brauchbare Verstärkereinrichtung mit Regelung des Ausgangsstromes in Abhängigkeit zur •Eingangsspannung zu schaffen, bei der die in der Rückkopplungsschleife induzierten Störspannungen .keine nachteilige Wirkung auf das Fernmeßsystem ausüben und die überdies mit einer in weiten Grenzen beliebigen induktiven oder kapazitiven Belastung des Ausganges arbeiten kann, ohne daß Schwingungsneigung eintritt; Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, die Zeitkonstante der Verstärkung bei _ starken Regelabweichungen zu verringern. 'It is the aim of the invention to provide an amplifier device which can be used as an arithmetic amplifier Control of the output current depending on the • input voltage at which the in the Feedback loop induced interference voltages. No adverse effect on the telemetry system exercise and, moreover, with any inductive or capacitive load within wide limits the output can work without a tendency to oscillate; It's another goal of the Invention to reduce the time constant of the gain in the case of large deviations. '

Der erfindungsgemäße Verstärker ist gekennzeichnet durch einen Wechselspannungsvorverstärker, einen Gleichspannungsendverstärker, eine Umschalteinrichtung zum abwechselnden und periodischen Anschluß der Eingangsspannung und einer vom Ausgangsstrom abgeleiteten Spannung an den Eingang des Wechselspannungsvorverstärkers, dessen Ausgang ein Relais steuert, und einen Rechteckspannungsgenerator, der einerseits die Umschalteinrichtung steuert und andererseits eine durch die Schaltstrecke des Relais periodisch und im Takt der Schaltvorgänge der Umschalteinrichtung getastete Rechteckspannung dem Eingang des Gleichspannüngsendverstärkers zuführt.The amplifier according to the invention is characterized by an AC voltage preamplifier, a DC output amplifier, a switching device for alternating and periodic Connection of the input voltage and a voltage derived from the output current to the input the AC voltage preamplifier, the output of which controls a relay, and a square-wave voltage generator, which on the one hand controls the switching device and on the other hand one through the switching path of the relay periodically and in time with the Switching operations of the switching device gated square-wave voltage to the input of the DC output amplifier feeds.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren beispielsweise erläutert.The invention is explained using the figures, for example.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild des Verstärkers. Die den Sollwert der Spannungsregelung bildende Eingangsspannung U0 wird durch die Umschalteinrichtung S1 periodisch und abwechselnd mit der vom Ausgangsstrom I1 abgeleiteten Istspannung U1 an den Eingang eines Wechselspannungsvorverstär-Regelbarer elektrischer VerstärkerFig. 1 shows a basic circuit diagram of the amplifier. The setpoint of the voltage regulation forming the input voltage U 0 is determined by the switching means S periodically and alternately with the electrical derived from the output current I 1 actual voltage U 1 at the input of a controllable amplifier as Wechselspannungsvorverstär-1

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.: Public company Brown, Boveri & Cie. :

Baden (Schweiz)Baden (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,

München 23, Dunantstr. 6Munich 23, Dunantstr. 6th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Ivan Horvat, Wettingen (Schweiz)Dipl.-Ing. Ivan Horvat, Wettingen (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 7. Dezember 1965 (16 848)Switzerland of 7 December 1965 (16 848)

kers A1 gelegt, dessen Ausgangsspannung ein Relais S2 steuert. Die Schaltstrecke des Relais S2 tastet die Ausgangsspannung eines Rechteckspannungsgenerators G. Die so getastete Ausgangsspannung wird dem Eingang eines Gleichspannungsendverstärkers A2 zugeführt. Der Rechteckspannuhgsgenerator G steuert seinerseits die Umschalteinrichtung S1. Dies hat zur Folge, daß, je nachdem U1 größer oder kleiner als U0 ist, entweder nur die positiven oder nur die negativen Augenblickswerte der vom Generator G gelieferten Rechteckspannung ausgetastet und dem Eingang des Gleichspannungsendverstärkers Az zugeführt werden.kers A 1 placed, the output voltage of which controls a relay S 2. The switching path of the relay S 2 samples the output voltage of a square-wave voltage generator G. The output voltage sampled in this way is fed to the input of a DC voltage output amplifier A 2. The square-wave voltage generator G in turn controls the switching device S 1 . This has the consequence that, depending on whether U 1 is greater or less than U 0 , either only the positive or only the negative instantaneous values of the square-wave voltage supplied by the generator G are blanked and fed to the input of the DC output amplifier A z.

Der Eingang des Endverstärkers A2 weist ein durch den Widerstand Rz und den Kondensator Cz gebildetes i?C-Glied auf, das im wesentlichen die Zeitkonstante des Endverstärkers As bestimmt, die so groß ist, daß der Ausgangsstrom Z1 des Endverstärkers keine von der Frequenz der Rechteckspannung herrührende Welligkeit aufweist.The input of the output amplifier A 2 has an i? C element formed by the resistor R z and the capacitor C z , which essentially determines the time constant of the output amplifier A s , which is so large that the output current Z 1 of the output amplifier is not has ripple resulting from the frequency of the square wave voltage.

Durch das Fehlen einer entsprechenden Dämpfung schwankt der Wert von EZ1 immer um den Wert der Sollspannung U9. Steigt U0 an, so werden die Zeitabschnitte, während denen U1 größer als U9 ist, kürzer und die, während denen U1 kleiner als i/? ist, länger. Dies hat zur Folge, daß die Länge der Zeitabschnitte, während denen dem Kondensator Cz Ladung zugeführt wird, sich derart verändert, daß die Mittelwerte von I1 und U1 ihrerseits ansteigen, bis letzterer den neuen Wert von U0 erreicht hat. Bei einer Verringe-Due to the lack of a corresponding damping, the value of EZ 1 always fluctuates around the value of the setpoint voltage U 9 . If U 0 increases , the time segments during which U 1 is greater than U 9 become shorter and those during which U 1 is smaller than i / ? is longer. The consequence of this is that the length of the time segments during which charge is supplied to the capacitor C z changes in such a way that the mean values of I 1 and U 1 in turn increase until the latter has reached the new value of U 0 . With a decrease

709 577/240709 577/240

Claims (4)

rung von U9 wirkt der Regelmechanismus auf analoge Weise im entgegengesetzten Sinn. Die relativ große Zeitkonstante des Endverstärkers A2 bewirkt eine Verzögerung der Nachregelung, die sich bei einer raschen Veränderung von U0 störend bemerkbar machea würde. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist eine Regelbeschleunigungsschaltung C vorgesehen, die von einem vom Vorverstärker A1 abgeleiteten Signal derart gesteuert wird, daß sie den Widerstand Rz kurzschließt, wenn der absolute Betrag der Regelabweichung einen Schwellwert überschreitet. Fig. 2 zeigt das Schema einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verstärkers. Die Umschalteinrichtung S1 ist mit Schalttransistoren V1, F2 versehen, die U0 und U1 abwechselnd und periodisch an den Eingang des Wechselspannungsvorverstärkers A1 legt, der die Transistoren F3, F4 und den Ausgangstrafo T1 aufweist, aus dessen Sekundärwicklung das durch den Schalttransistor F5 und die Graetzschaltung D1 bis D4 gebildete Relais S2 gesteuert wird. Der Rechteckspannungsgenerator G weist eine Multivibratorschaltung mit den Transistoren F6, F7 und einen Ausgangstrafo T2 mit zwei Sekundärwicklungen auf. Eine dieser Sekundärwicklungen liefert eine Rechteckspannung, die durch das Relais S2 getastet an den i?C-Eingang i?2, C2 des zweistufigen Gleichspannungsendverstärkers A2 mit den Transistoren F8, F8 gelegt wird, während aus der zweiten Sekundärwicklung die Schalttransistoren F1, F2 der Umschalteinrichtung S1 gesteuert werden. Der vom Endverstärker A2 gelieferte eingeprägte iii 2gpg 1 erzeugt über einen Präzisionswiderstand/? die Spannung U1. Die Regelbeschleunigungsschaltung C weist zwei Schalttransistoren F10, F11 auf, deren Emitter-Kollektor-Strecken den Kurzschluß des Widerstandes Rz in je einer Spannungsrichtung besorgen, wobei sie durch ein von der ersten Stufe des Wechselspannungsvorverstärkers A1 abgeleitetes Rechteckspannungssignal derart gesteuert werden, daß ihre Emitter-Kollektor-Strecken Strom führen wenn die Amplitude dieses Steuersignals einen durch die Dioden D5, D8 bestimmten Schwellwert überschreitet. Patentansprüche:When U9 is used, the control mechanism works in an analogous way in the opposite sense. The relatively large time constant of the output amplifier A2 causes the readjustment to be delayed, which would be noticeable if U0 were to change rapidly. To avoid this disadvantage, a control acceleration circuit C is provided which is controlled by a signal derived from the preamplifier A1 in such a way that it short-circuits the resistor Rz when the absolute amount of the control deviation exceeds a threshold value. Fig. 2 shows the scheme of an advantageous embodiment of the amplifier according to the invention. The switching device S1 is provided with switching transistors V1, F2, which alternately and periodically apply U0 and U1 to the input of the AC voltage preamplifier A1, which has the transistors F3, F4 and the output transformer T1, from whose secondary winding the switching transistor F5 and the Graetz circuit D1 until D4 formed relay S2 is controlled. The square-wave voltage generator G has a multivibrator circuit with the transistors F6, F7 and an output transformer T2 with two secondary windings. One of these secondary windings supplies a square-wave voltage, which is keyed by the relay S2 to the i? C input i? 2, C2 of the two-stage DC voltage output amplifier A2 with the transistors F8, F8, while the switching transistors F1, F2 of the switching device from the second secondary winding S1 can be controlled. The impressed iii 2gpg 1 supplied by the power amplifier A2 generates /? the voltage U1. The control acceleration circuit C has two switching transistors F10, F11, the emitter-collector paths of which short-circuit the resistor Rz in one voltage direction each, whereby they are controlled by a square-wave voltage signal derived from the first stage of the AC voltage preamplifier A1 in such a way that their emitter-collector Line conduct current when the amplitude of this control signal exceeds a threshold value determined by the diodes D5, D8. Patent claims: 1. Verstärker mit hohem Eingangs widerstand und einer Regelung des Ausgangsstromes in Abhängigkeit von der Eingangsspannung, gekennzeichnet durch einen Wechselspannungsvorverstärker (A1), einen Gleichspannungsendverstärker (A2) eine Umschalteinrichtung (S1) zum abwechselnden und periodischen Anschluß der Eingangsspannung (U0) und einer vom Ausgangsstrom (I1) abgeleiteten Spannung (U1) an den Eingang des Wechselspannungsvorverstärkers (Aj), dessen Ausgang ein Relais (S2) steuert, und einen Rechteckspannungsgenerator (G), der einerseits die Umschalteinrichtung (S1) steuert und andererseits eine durch die Schaltstrecke des Relais (S2) periodisch und im Takt der Schaltvorgänge der Umschalteinrichtung getastete Rechteckspannung dem Eingang des Gleichspannungsendverstärkers (A2) zuführt.1. Amplifier with a high input resistance and a regulation of the output current depending on the input voltage, characterized by an AC voltage preamplifier (A 1 ), a DC voltage output amplifier (A 2 ) a switching device (S 1 ) for alternating and periodic connection of the input voltage (U 0 ) and a voltage derived from the output current (I 1) (U 1) (1 S) drives the input of the Wechselspannungsvorverstärkers (Aj) whose output controls a relay (S 2), and a square-wave voltage generator (G), on the one hand the switching and on the other hand, a square-wave voltage gated through the switching path of the relay (S 2 ) periodically and in time with the switching operations of the switching device is fed to the input of the DC output amplifier (A 2 ). 2. Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Gleichspannungsendverstärkers (F8, F9) ein i?C-Glied aufweist, zu dessen Widerstand (R2) eine Regelbeschleunigungsschaltung (C) parallel geschaltet ist, die den Widerstand (Rz) kurzschließt, wenn die Regelabweichung einen Schwellwert überschreitet. 2. Amplifier according to claim 1, characterized in that the input of the DC voltage output amplifier (F 8 , F 9 ) has an i? C element, to the resistor (R 2 ) of which a control acceleration circuit (C) is connected in parallel, which the resistor ( R z ) short-circuits when the system deviation exceeds a threshold value. 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelbeschleunigungsschaltung zwei Schalttransistoren (F10, F11) aufweist, deren Emitter-Kollektor-Strecken den Kurzschluß des Widerstandes (Rz) in je einer Spannungsrichtung besorgen und die durch ein vom Vorverstärker (F8, F4) abgeleitetes Wechselspannungssignal gesteuert werden.3. Amplifier according to claim 2, characterized in that the control acceleration circuit has two switching transistors (F 10 , F 11 ), the emitter-collector paths of which short-circuit the resistor (R z ) in one voltage direction each and which are provided by a preamplifier ( F 8 , F 4 ) derived AC voltage signal can be controlled. 4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckspannungsgenerator (G) eine Multivibratorschaltung (V9, F7) aufweist mit einen Ausgangstransformator (T2), aus dessen Sekundärwicklungen einerseits die Steuerspannung für die Umschalteinrichtung (S1) und andererseits die durch das Relais (S2) zu tastende Rechteckspannung entnommen wird.4. Amplifier according to claim 1, characterized in that the square-wave voltage generator (G) has a multivibrator circuit (V 9 , F 7 ) with an output transformer (T 2 ) from whose secondary windings on the one hand the control voltage for the switching device (S 1 ) and on the other hand the by the relay (S 2 ) to be sampled square wave voltage is taken. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 577/240 4.67 © Bundesdruckerei Berlin709 577/240 4.67 © Bundesdruckerei Berlin
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