DE1263924B

DE1263924B - Display device for an electrical direct voltage

Info

Publication number: DE1263924B
Application number: DE1966Z0011977
Authority: DE
Inventors: Arno Ritze
Original assignee: Zeiss Ikon AG
Current assignee: Zeiss Ikon AG
Priority date: 1966-01-15
Filing date: 1966-01-15
Publication date: 1968-03-21

Description

Anzeigevorrichtung für eine elektrische Gleichspannung Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für eine Gleichspannung mit Hilfe einer in den Kollektorkreis eines Transistors geschalteten Glühlampe.DC electrical voltage display device The invention relates to a display device for a DC voltage with the aid of an in the Collector circuit of a transistor-switched incandescent lamp.

Es ist bekannt, mittels einer elektrischen Glühlampe das Fließen eines elektrischen Stromes anzuzeigen, die bei einem Stromfluß aufleuchtet. Es ist ferner bekannt, parallel zu einer Spannungsquelle eine Glühlampe zu legen, die das Vorhandensein einer elektrischen Spannung anzeigt. It is known to flow by means of an electric incandescent lamp of an electric current, which lights up when a current flows. It is also known to put an incandescent lamp in parallel with a voltage source, which the Indicates the presence of an electrical voltage.

In beiden Fällen werden elektrische Zustände gemessen. Eine Aussage über die Größe, z. B. des Stroms oder der Spannung, ist nur in sehr weiten Toleranzbereichen möglich. Dies ist unter anderem in dem Aufbau und in der Wirkungsweise der Glühlampe begründet. Legt man eine Glühlampe an eine Spannung und steigert diese von Null ausgehend, so wird vor Beginn einer Lichtemission zunächst der Glühfaden erwärmt. Der Übergang zwischen dem Zustand der Erwärmung und dem der gleichzeitigen Lichtemission erfolgt über einen größeren Spannungsbereich, so daß diejenige Spannung, bei der die Lichtemission beginnt bzw. deutlich wahrnehmbar ist, nur mit einer großen Unsicherheit angegeben werden kann. In both cases electrical states are measured. A statement about the size, e.g. B. the current or the voltage, is only within very wide tolerance ranges possible. This is due, among other things, to the structure and mode of operation of the incandescent lamp justified. If you put an incandescent lamp on a voltage and increase this from zero starting, the filament is first heated before light emission begins. The transition between the state of heating and that of simultaneous light emission takes place over a larger voltage range, so that the voltage at which the light emission begins or is clearly perceptible, only with great uncertainty can be specified.

Aus den genannten Gründen ist die Verwendung einer Glühlampe ohne zusätzliche Hilfsmittel zur Anzeige des Wertes einer elektrischen Größe ungeeignet. For the reasons mentioned, the use of an incandescent lamp is without Additional tools for displaying the value of an electrical variable are unsuitable.

Es ist bekannt, zur Anzeige des Absinkens der Speisespannung unter einen vorbestimmten Wert eines mittels eines Fliehkraftschalters drehzahlgeregelten Gleichstrommotors die von diesem Fliehkraftschalter in Abhängigkeit der Motordrehzahl erzeugten Schaltimpulse in einer RC-Kombination zu speichern und sie der Basis eines Transistors zuzuführen, in dessen Kollektorkreis eine Anzeigevorrichtung, z. B. eine Signallampe, vorgesehen ist, die aufleuchtet, wenn die der RC-Kombination zugeführten Schaltimpulse infolge des Absinkens der Batteriespannung unter einem bestimmten Sollwert liegen. Infolgedessen muß der Transistor von einem RC-Glied gesteuert werden, das selbst wieder durch de Fliehkraftschalter gesteuert wird. Eine solche Anzeigevorrichtung dient daher nicht zur Festlegung einer bestimmten Gleichspannung, sondern nur zur Anzeige eines bestimmten Betriebszustandes des fliehkraftschalters. Wenn dieser nämlich längere Zeit geschlossen bleibt, wird unter Vermittlung des RC-Gliedes der Transistor geöffnet. Um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, wird gemäß der Erfindung die Basis des Transistors an den Kollektor eines vorgeschalteten Transistors ange- schlossen, wobei an der Basis dieses letzteren Transistors die zu überprüfende Gleichspannung liegt. It is known to indicate the drop in the supply voltage below a predetermined value of a speed-controlled by means of a centrifugal switch DC motor that is controlled by this centrifugal switch depending on the engine speed to store generated switching pulses in an RC combination and make them the basis of a Supply transistor, in the collector circuit of which a display device, for. B. a signal lamp is provided which lights up when the RC combination is supplied Switching pulses as a result of the battery voltage dropping below a certain level Setpoint. As a result, the transistor must be controlled by an RC element, which is again controlled by the centrifugal switch. Such a display device is therefore not used to define a specific DC voltage, but only for Display of a certain operating status of the centrifugal switch. If this namely remains closed for a long time, is mediated by the RC element of the Transistor open. In order to achieve the object on which the invention is based, according to the invention the base of the transistor to the collector of an upstream Transistor closed, at the base of this latter transistor the DC voltage to be checked is present.

Die Charakteristik eines Transistors in Abhängigkeit der Spannung zwischen Basis und Emitter und dem durch den Kollektor fließenden Strom zeigt, daß je nach der Beschaffenheit des Transistors der Kurvenverlauf von einer bestimmten Spannung ab steil zunimmt. Je steiler diese Kurve verläuft, um so eindeutiger liegt der Schwellwert fest, ab dem der Transistor Strom durchläßt. Andererseits spricht die Signallampe um so eindeutiger an, je kleiner der Bereich der Spannung zwischen Basis und Emitter ist. The characteristics of a transistor as a function of the voltage between base and emitter and the current flowing through the collector shows that depending on the nature of the transistor the curve shape of a certain Tension increases steeply. The steeper this curve, the clearer it is the threshold above which the transistor lets current through. On the other hand speaks The smaller the voltage range between, the more clearly the signal lamp lights up Base and emitter is.

Wird nun ein Transistor benutzt, so erstreckt sich der Schwellwert über einen gewissen Bereich dieser Spannung, der bei Verwendung von mehreren Transistoren in Serienschaltung wesentlich eingeengt werden kann, so daß ein schlagartiges Einsetzen des Aufleuchtens der Signallampe bewirkt wird.If a transistor is now used, the threshold value extends over a certain range of this voltage when using multiple transistors can be significantly narrowed in series connection, so that a sudden onset the lighting of the signal lamp is caused.

Diejenige Spannung, bei der der Stromfluß zustande kommen soll, hängt von der Größe der zu messenden Ausgangsspannung U ab. Sofern diese größer ist als die zur Erreichung des Kollektorstroms im vorgeschalteten Transistor erforderliche Spannung an der Basis dieses Transistors, kann der veränderbare Spannungsteiler zur gewünschten Festlegung des Zeitpunktes verwendet werden, bei dem die Glühlampe aufleuchtet. The voltage at which the current is supposed to flow depends on the size of the output voltage U to be measured. If this is greater than the necessary to achieve the collector current in the upstream transistor Voltage at the base of this transistor, the variable voltage divider can can be used to determine the point in time at which the incandescent lamp lights up.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Einschaltung der Glühlampe auch bei einer geringeren Spannung mit Hilfe einer Rückkopplung erzielt werden, was dadurch erreicht wird, daß die Basis des vorgeschalteten Transistors, an der die zu überprüfende Meßgröße liegt, zusätzlich über einen Spannungsteilerwiderstand an den Emitter des gleichen Transistors gelegt wird. In an embodiment of the invention, the incandescent lamp can be switched on can also be achieved with a lower voltage with the help of feedback, what is achieved in that the base of the upstream transistor on the the measured variable to be checked is additionally via a voltage divider resistor is applied to the emitter of the same transistor.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung erläutert. The invention is explained with reference to the drawing.

Gemäß F i g. 1 liegt an den Klemmen 2 und 3 die zu messende elektrische Größe, z. B. die Spannung Ux. Wird von Null ausgehend diese Spannung langsam erhöht, so fließt zwar in dem Basisstromkreis des Transistors T1 über den Spannungsteiler 4 ein Strom. Gemäß der Transistorcharakteristik ist ein Mindeststrom erforderlich, damit im Transistor T ein Kollektorstrom zu fließen beginnt. Der Kollektorstrom des Transistors T, stellt zugleich den Basisstrom des nachgeschalteten Transistors T2 dar. Sobald dessen Wert eine der Charakteristik entsprechende Größe erreicht hat, fließt im Transistor T2 ein Kollektorstrom, und die Glühlampe 1 leuchtet auf. According to FIG. 1 the electrical to be measured is connected to terminals 2 and 3 Size, e.g. B. the voltage Ux. If this voltage is slowly increased starting from zero, so although it flows in the base circuit of the transistor T1 via the voltage divider 4 a stream. According to the transistor characteristics, a minimum current is required so that a collector current begins to flow in the transistor T. The collector current of the transistor T, at the same time provides the base current of the downstream transistor T2 represents. As soon as its value reaches a size corresponding to the characteristic a collector current flows in the transistor T2 and the incandescent lamp 1 lights up.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in einer zweistufigen Transistorschaltung gemäß F i g. 2 die Einschaltung der Glühlampe 1 auch bei geringer Spannung mit Hilfe einer Rückkopplung erzielt werden. Die zu messende Spannung Ux liegt ebenfalls an dem Spannungsteiler 4 und wird über dessen Greifer 5 an die Basis des Transistors T1 gelegt. In a further embodiment of the invention, in a two-stage Transistor circuit according to FIG. 2 the switching on of the light bulb 1 even at low levels Voltage can be achieved with the help of a feedback. The voltage to be measured Ux is also on the voltage divider 4 and is connected to the base via its gripper 5 of transistor T1 placed.

Gleichzeitig liegt diese Spannung über den Spannungsteilerwiderstand R1 am Emitter des Transistors T. Der zwischen den Polen der Batteriespannung liegende Spannungsteiler besteht aus den zusätzlichen Widerständen R2 und R3. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Kollektor des Transistors T1 mit der Basis des Transistors T2 verbunden.At the same time, this voltage is across the voltage divider resistor R1 at the emitter of transistor T. The one between the poles of the battery voltage The voltage divider consists of the additional resistors R2 and R3. As in the previous one Embodiment is the collector of the transistor T1 with the base of the transistor T2 connected.

Nach Erreichen der Sollspannung kommt durch den beschriebenen Basissteuerstrom des Transistors T, ein Kollektorstrom wie folgt zustande. Vom einen Pol der Speisespannung fließt der Strom über den Widerstand R3 zum Emitter des Transistors T2 und von dessen Basis zum Kollektor des Transistors Tt. After the target voltage has been reached, the basic control current described is applied of the transistor T, a collector current is established as follows. From one pole of the supply voltage the current flows through the resistor R3 to the emitter of the transistor T2 and from it Base to collector of transistor Tt.

Über seinen Emitter und den Widerstand R1 fließt der Strom zum anderen Pol der Speisespannungsquelle.The current flows to the other via its emitter and resistor R1 Pole of the supply voltage source.

Der Widerstand R2 dient dazu, das Potential des Emitters des Transistors T, auf einen definierten Wert zu bringen. Wesentlich ist dabei, daß dieser Wert für die Zustände »Kollektorstromkreis T2 stromlos« und »Kollektorstromkreis T2 stromführend« zwei unterschiedliche Werte annimmt. Beim Fließen des Kollektorstroms in T2 bewirkt ein zusätzlicher Spannungsabfall am Widerstand R3 über den Widerstand R2 eine Verringerung der Spannung am Emitter des Transistors T1, so daß ein größerer Steuerstrom im Basisstrom des Transistors T1 fließen kann. Dieser hat seinerseits einen höheren Kollektorstrom in T1 zur Folge und damit einen höheren Kollektorstrom in T2. Auf diese Weise wird gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 mit einer geringeren Erhöhung der Speisespannung Ux das Aufleuchten der Glühlampe erreicht. Es findet also eine Gleichstrommitkopplung zwischen dem Emitterstromkreis des Transistors T2 und dem Emitterstromkreis des Transistors T1 statt. The resistor R2 serves to increase the potential of the emitter of the transistor T, to bring it to a defined value. It is essential that this value for the states "Collector circuit T2 de-energized" and "Collector circuit T2 energized" takes on two different values. When the collector current flows into T2 an additional voltage drop across the resistor R3 across the resistor R2 a decrease the voltage at the emitter of transistor T1, so that a larger control current in the base current of the transistor T1 can flow. This in turn has a higher collector current in T1 and thus a higher collector current in T2. That way will compared to the circuit according to FIG. 1 with a smaller increase in the supply voltage Ux the light bulb lights up. So there is a DC coupling between the emitter circuit of the transistor T2 and the emitter circuit of the Transistor T1 instead.

Eine Spannungsmessung gemäß der Erfindung weist unter anderem den Vorteil auf, daß keine in der Herstellung aufwendigen und stoßempfindlichen elektromagnetischen Systeme benötigt werden. Ferner wird die Anzeigevorrichtung im Gegensatz zu üblichen Meßinstrumenten von magnetischen Fremdfeldern nicht beeinflußt. A voltage measurement according to the invention has, inter alia, the Advantage that no in the manufacture of elaborate and shock-sensitive electromagnetic Systems are needed. Furthermore, the display device is unlike usual Measuring instruments not influenced by external magnetic fields.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung besteht darin, daß Transistoren, die in Schaltungen verschiedener Art, z. B. in Verstärkern, bereits vorhanden sind, durch Verwendung geeigneter Umschalter in eine der angegebenen Schaltungen einbezogen und somit zur Messung elektrischer Größen, z. B. der Spannung, im Bedarfsfall herangezogen werden können. There is a further advantage of the display device according to the invention in that transistors used in circuits of various types, e.g. B. in amplifiers, are already available by using a suitable switch to one of the specified Circuits included and thus for the measurement of electrical quantities, e.g. B. the tension, can be used if necessary.

Claims

Claims: 1. Device for displaying a DC voltage with the help of an incandescent lamp connected to the collector circuit of a transistor, d a d u r c h that the base of this transistor (T2) to the collector an upstream transistor (tal) is connected, with this at the base Transistor (Tl) the DC voltage to be checked is present.

2. Device according to claim 1, for measuring one of an operating voltage derived voltage, characterized in that the poles (2, 3) of the operating voltage at a voltage divider, e.g. B. on a potentiometer (4), whose tap (5) is connected to the base of the transistor (Tl).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the base of the upstream transistor (T1) on which the measured variable to be checked lies, in addition via a voltage divider resistor (Rt) at the emitter of the same Transistor (T).

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that that the operating voltage at one of the resistors (R ,, R2 and R3) Voltage divider is connected, the emitter of the transistor (T2) between the resistors (R2 and R3) is connected to the voltage divider.

5. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that when using a transistor amplifier device or a similar transistor circuit individual switching elements for the specified Voltage measurement are arranged switchable, so that they can be used for voltage measurement can also be used.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1 107 329, 1114586; Journal »Elektro-Technik«, 1965, No. 9, pp. 41, 42.