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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Schwingungserzeuger
mit belastungsunabhängiger Amplitude, bei dem von den Ausgangsschwingungen eine
Gleichspannung abgeleitet ist, die in einem festen Verhältnis zu der zu stabilisierenden
Wechselspannung steht und mit einer Bezugsgleichspannung von entsprechender Stabilität
verglichen wird.
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Elektronische Schwingungserzeuger im allgemeinen sind an sich bekannt.
Derartige Schwingungserzeuger enthalten einen Verstärker mit einem Schwingkreis,
eine mit diesem Schwingkreis gekoppelte Belastung bzw. einen Verbraucher und einen
Gleichrichter. Bei bekannten Schaltungen (deutsche Auslegeschrift 1023 090
und 1018 941) wird eine von dem Ausgang des Schwingungserzeugers abhängige
Gleichspannung gewonnen, die im Rückkopplungsprinzip dem Schwingungserzeuger wieder
zugeführt wird, so daß dessen Verstärkungsgrad steuerbar ist.
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Demgegenüber liegt der erfindungsgemäßen Schaltanordnung die Aufgabe
zugrunde, einen Schwingungserzeuger zu schaffen, der ausgangsseitig eine Amplitude
besitzt, die unabhängig von veränderlichen in dem Schwingungserzeuger auftretenden
Größen und unabhängig von der Belastung ist. Mittels des erfindungsgemäßenSchwingungserzeugers
bleibt derVerstärkungsgrad ungesteuert, und es wird ausschließlich die dem Verstärker
zugeführte Leistung so geregelt, daß sich die gewünschte Ausgangsleistung einstellt.
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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, daß
die Differenz zwischen der abgeleiteten Gleichspannung und der Bezugsgleichspannung
zerhackt als Eingangsspannung für einen Wechselstromverstärker dient, dessen Ausgangsspannung
den Verbraucher speist und den Zerhacker steuert.
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Eine Ausführungsmöglichkeit des Gegenstandes der Erfindung besteht
darin, daß die Reihenschaltung einer Kapazität und des Eingangs des Verstärkers
durch den Zerhacker während .der einen Halbperiode jeder Schwingung parallel zu
der Bezugsgleichspannungsquelle und während der anderen Halbperiode jeder Schwingung
parallel zu einem von der gleichgerichteten Ausgangsspannung aufgeladenen Kondensator
geschaltet ist, wobei die Bezugsgleichspannungs- , quelle und die aus dem Gleichrichter
gewonnene Gleichspannung gleichartig gepolt sind.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit des Gegenstandes der Erfindung
besteht darin, daß die Bezugsgleichspannungsquelle und die vom Ausgang des ; Verstärkers
abgeleitete Gleichspannung mit verschiedener Polarität über je einen Widerstand
ständig gleichzeitig an die Reihenschaltung von Kondensator und Verstärkereingang
parallel angeschaltet sind, wobei nur in der einen Halbperiode jeder Schwingung
; die Differenz der Gleichspannungen an der Reihenschaltung von Kondensator und
Verstärkereingang zur Wirkung gelangt, wogegen in der anderen Halbperiode der Kondensator
durch den Zerhacker unmittelbar zwischen die Eingangsklemmen des Verstärkers geschaltet
und die in Reihe dazu liegende Differenzspannung kurzgeschlossen sind.
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Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen elektronischen Schwingungserzeugers
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit t den beiligenden Zeichnungen
hervor.
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Der erfindungsgemäße Schwingungserzeuger hat den Vorteil, daß ein
derart großer Verstärkungsgrad aufgebracht werden kann, daß eine beliebig große
Stabilität entweder der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstromes des Schwingungserzeugers
gewährleistet ist. Der Eingang des in der Schaltanordnung verwendeten Gleichrichters
ist mit dem Schwingungskreis gekoppelt, an dem Verstärkerausgang liegt eine Ausgangsspannung,
die von der Ausgangsspannung der Belastung bzw. des Verbrauchers unabhängig ist.
Die Schalteinrichtung wirkt in Abhängigkeit von den Schwingungen des Schwingkreises
derart, daß dem Eingang des Verstärkers eine Reihe von Impulsen zugeführt wird.
Die Impulszufuhr erfolgt mit der Schwingungseigenfrequenz. Die Amplitude ist von
dem Unterschied zwischen der Ausgangsspannung und der konstanten Spannung abhängig,
und ihre Phase ist derart, daß die Schwingungen auch dann aufrechterhalten werden,
wenn die konstante Spannung größer als die Ausgangsspannung ist.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung und es bedeutet F i g. 1 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels,
F i g. 2 ein schematisches Schaltbild gemäß F i g. 1 in abgeänderter Schaltungsanordnung,
F i g. 3 ein schematisches Schaltbild gemäß F i g. 1 in einer weiteren Abwandlung.
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In den Zeichnungen sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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In F i g. 1 stellt 1 einen Verstärker :dar, .der Eingangsklemmen 2,
3 besitzt und eine Ausgangsstufe mit einem Schwingungskreis enthält, der aus dem
Kondensator 4 und der parallelliegenden Spule 5 besteht. Die Spule 5 bildet die
Primärwicklung des Transformators 6, der die Sekundärwicklungen 7 und 8 aufweist.
Parallel zur Wicklung 7 ist die Belastung 19 und ein Reihenstromkreis angeordnet,
der aus dem Kondensator 9 und dem Gleichrichter 10 besteht. An der Verbindung der
Wicklung 7 und des Kondensators 9 liegt die Eingangsklemme 3 des Verstärkers 1.
Die Verbindung des Kondensators 9 und des Gleichrichters 10 liegt an der Klemme
11 eines Schalters 12. Der Gleichrichter 10 ist so gepolt, daß die Klemme 11 positiv
gegenüber der Verbindung der Wicklung 7 und des Kondensators 9 wird, wenn eine Schwingung
in dem Schwingkreis 4, 5 auftritt. Eine konstante Bezugsgleichspannungsquelle 13
liegt mit ihrem positiven Pol an der Verbindung der Wicklung 7 und des Kondensators
9, während ihr negativer Pol mit der Klemme 14 des Schalters 12 verbunden ist. Die
Klemme 15 des Schalters 12 ist über einen Kondensator 16 mit der Eingangsklemme
2 des Verstärkers 1 verbunden.
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In F i g. 1 ist der Schalter 12 als ein vorgespanntes polarisiertes
Relais dargestelllt, dessen Erregerwicklung 20 an der Wicklung 8 liegt. Ein unter
der Wirkung einer Feder 18 stehender Kontaktarm 17 verbindet in seiner Ruhestellung
die Klemme 14 mit der Klemme 15. Die Klemme 14 ist also mit der Klemme
15 bei nichterregter 'Wicklung 20 verbunden, ebenso auch bei Erregung der Wicklung
durch ein in der Federrichtung wirkendes Signal entsprechender Polarität. Die Klemme
15 ist mit der Klemme 11 verbunden, wenn die Wicklung 20 durch ein Signal entgegengesetzter
Polarität erregt wird. Wenn der Verstärker 1 eingeschaltet wird, entstehen Schwingungen
in dem Schwingkreis 4, 5. Ein Signal mit entgegengesetzter Polarität wirkt auf die
Wicklung 20 während
der ersten oder der zweiten Halbwelle ein,
was zur Folge hat, daß sich der Kontaktarm 17 aus seiner Ruhestellung bewegt und
die Klemme 11 mit der Klemme 15 verbindet. Hierbei hat der Kondensator 9 noch keine
wesentliche positive Aufladung über den Gleichrichter 10 erhalten. Infolgedessen
gelangt durch Entladung des Kondensators 16 ein Ausgleichsspannungsstoß an die Klemmen
2, 3 mit einer der Quelle 13 entsprechenden Amplitude. Die Anordnung ist so getroffen,
daß dieser Ausgleichsspannungsstoß an die Klemmen 2, 3 auf die Wicklung 20 ein Signal
mit einer solchen Polarität zur Folge hat, daß der Kontaktarm 17 in seine Ruhestellung
zurückkehrt. Ist dies der Fall, so hat inzwischen der Kondensator 9 eine geringe
positive Aufladung über den Gleichrichter 10 erhalten, und es wird infolgedessen
der nächste Ausgleichsspannungsstoß den Klemmen 2, 3 mit einer Amplitude zugeführt,
die etwas kleiner ist, als sie der Quelle 13 entspricht. Dieser Kreislauf wird daher
fortgesetzt, und der Schalter 12 führt den Klemmen 2, 3 über den Kondensator 16
eine Reihe von Impulsen zu mit einer Frequenz, die gleich der Schwingungsfrequenz
ist. Die Amplitude hängt von dem Unterschied zwischen der Spannung der Quelle 13
und der Spannung am Kondensator 9 ab und :die Phase ist so, daß die Schwingung aufrechterhalten
wird.
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Da die Amplitude der Spannung am Kondensator 9 mit der Schwingungsamplitude
an der Belastung 19 wächst, wird sich die Amplitude so lange steigern, bis die Spannung
an dem Kondensator 9 gleich der Spannung an der Quelle 13 ist. Die Genauigkeit,
mit der die Spannung an dem Kondensator 9 derjenigen der Quelle 13 entspricht, wächst
mit dem Verstärkungsgrad des Verstärkers 1. Vorausgesetzt, daß diese Verstärkung
hoch genug ist, ist die Spannung am Kondensator 9 praktisch gleich der Spannung
der Quelle 13; die Schwingungsamplitude an der Belastung 19 wird praktisch konstant
gehalten.
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In der oben beschriebenen Anordnung müssen die an dem Kondensator
9 und der Quelle 13 liegenden Gleichspannungen an die Klemmen 3 und 15 mit der gleichen
Polarität angelegt werden. Deshalb muß bei Umpolung der Quelle 13 auch der Gleichrichter
10 umgepolt werden.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 besteht der Schalter aus
einem vorgespannten polarisierten Relais 12, das eine Erregerwicklung 20 enthält.
Diese Erregerwicklung liegt an der Wicklung B. Ein Kontaktarm 17, der durch eine
Feder 18 gespannt wird, befindet sich in Ruhestellung, wenn die Klemme 21 von der
Klemme 22 getrennt ist. Die Klemmen 21 und 22 werden nur dann miteinander verbunden,
wenn das auf die Wicklung 20 übertragene Signal die richtige Polarität besitzt.
Die Klemme 21 liegt an der gemeinsamen Verbindung der Widerstände 23 und
24, deren andere Enden an der Quelle 13 bzw. am Kondensator 9 liegen. Der Kondensator
16 liegt zwischen der Klemme 2 und der Klemme 21.
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Die Polarität des Gleichrichters 10 ist derart, daß bei Unterbrechung
der Klemmen 21 und 22 die Spannung an den Klemmen 2 und 3 von der Differenz der
von der Quelle 13 gelieferten und der am Kondensator 9 anliegenden Spannungen abhängt.
Wenn die Klemme 21 mit der Klemme 22 verbunden ist, ist die Spannung an den Klemmen
2, 3 gleich Null. Ebenso wie in F i g. 1 liefert der Schalter 12 den Klemmen 2,
3 über den Kondensator 16 eine Reihe von Impulsen, deren Frequenzen mit der Schwingungsfrequenz
übereinstimmt und deren Amplitude von der Differenz der Spannungen der Quelle 13
und derjenigen am Kondensator 9 abhängt, mit einer solchen Phase, daß die Schwingungen
aufrechterhalten werden. Die Schwingungen sind nur so lange möglich, bis die Spannungen
der Quelle 13 und des Kondensators 9 einander gleich sind.
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In der Schaltung gemäß F i g. 1 und in der geänderten Ausführungsform
gemäß F i g. 2 kann die schalteinrichtung 12 von beliebiger Art sein. Es kann beispielsweise
eine Anordnung bekannter Art, Beispielsweise ein mechanischer oder elektronischer
Zerhacker, Anwendung finden. In einer weiteren Abänderung der Schaltung gemäß F
i g. 1, wie sie teilweise in F i g. 3 dargestellt ist, sind der Kondensator 9 und
der Gleichrichter 10 in Reihe parallel zu einem Widerstand 25 geschaltet, und die
Wicklung 7 und die Belastung 19 liegen ebenfalls in Reihe parallel zu dem Widerstand
25.