DE1437460C - Schaltungsanordnung zur Überprüfung des Verstarkungsgrades eines elektrischen Ver starkers - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung des Verstärkungsgrades eines elektrischen Verstärkers, bei der an den Verstärkerausgang ein einstellbares Dämpfungsglied geschaltet ist und ein an diesem abgreifbarer Teil der Ausgangsspannung als definierte Eichwechselspannung mit einer solchen Amplitude und Phasenlage an den Verstärkereingang rückgekoppelt ist, daß für eine durch selektive Ausbildung dieser Rückkopplung definierte Eichfrequenz Selbsterregung besteht.

Eine Schaltung dieser Art ist in der vorveröffentlichten französischen Patentschrift 671 918 beschrieben. Die Messung des Verstärkungsgrades erfolgt hierbei in der Weise, daß das Dämpfungsglied durch die Meßperson so eingestellt wird, daß die Selbsterregung je nach der Einstellrichtung gerade einsetzt oder gerade aufhört. Die hierzu erforderliche Einstellung des Dämpfungsgliedes stellt dabei ein Maß für den Verstärkungsgrad dar. Diesem auch als »Pfeifpunkteichung« bezeichneten Einstellverfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß durch die Meßperson eine subjektive Einstellung des Dämpfungsgliedes vorgenommen wird. Abgesehen davon, daß der Pfeifpunkt je nach der Einstellrichtung bei unterschiedlichen Dämpfungseinstellungen erreicht wird, ergeben sich auch Einstellungsdifferenzen von Meßperson zu Meßperson. Aus diesem Grunde wurde diese Meßmethode durch eine andere, ebenfalls vorbekannte ersetzt, bei der eine Eichwechselspannung vorgegebener Größe dem Verstärkereingang zugeführt wird und die sich ergebende Anzeige der Verstärkerausgangsspannung mit einem vorgegebenen Anzeigesollwert verglichen wird. ' ; ■

Hierbei verwendete Eichspannungsquellen müssen eine hohe Langzeitkonstanz aufweisen und außerdem von Temperatur- und Netzspannungsänderungen praktisch unabhängig sein. In Meßempfängern mit Netzanschluß wurden bisher derartige Eichspannungsquellen z. B. durch eine von der Netzspannung gespeiste Regelbrücke, insbesondere mit einer Regellampe in einem Brückenzweig, realisiert. Voraussetzung ist jedoch hierbei, daß der Frequenzbereich des Meßempfängers bis 50 Hz und darunter ausgelegt ist. Nachteilig ist hierbei, daß die Eichfrequenz am unteren Ende des Übertragungsbereiches liegt. Zur Siebung der Netzspannung, die zur Ausschaltung etwaiger von Oberwellenanteilen herrührender Eichfehler, insbesondere bei einer Effektivwertregelung der Regelbrücke, notwendig ist, ist im allgemeinen ein zusätzlicher Tiefpaß vorzusehen, der wegen der tiefen Grenzfrequenz einen relativ großen Raumbedarf hat. Für den Tiefpaß besteht dabei die weitere Forderung, daß in Anbetracht der verschiedenen Netzfrequenzen, beispielsweise zwischen 40 und 60Hz, keine Dämpfungsverzerrungen auftreten dürfen. Für Meßempfänger, die Spannungen der Netzfrequenz nicht übertragen, sowie für batteriegespeiste Meßempfänger wurden bisher Röhrengeneratoren mit Amplitudenstabilisierung, z. B. mittels einer Lampenbrücke im Rückkopplungszweig, zur Erzeugung der Eichwechselspannung bestimmter Frequenz vorgesehen. Hierbei macht sich der schaltungstechnische Mehraufwand, der das Gerät sowohl preislich als auch bezüglich der Baugröße belastet, nachteilig bemerkbar. Hinzu kommt, daß bei Meßgeräten mit Batteriebetrieb der Eichgenerator eine zusätzliche Belastung für die Batterie darstellt.

Die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Dämpfungsglied aus der Serienschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Zenerdiode, gegebenenfalls mit parallelliegendem Spannungsteiler, besteht, daß die Amplitude der Eichwechselspannung so gewählt ist, daß an einem dem Verstärkerausgang nachgeschalteten Anzeige- oder Sichtgerät ein vorgegebener Eichspannungswert angezeigt wird, und daß eine korrigierende Nachstellung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit von der Abweichung der Istanzeige von der Sollanzeige vorgenommen wird.

Gegenüber der genannten französichen Patentschrift erfolgt die Überprüfung des Verstärkungsgrades bei der Erfindung also nicht durch eine Untersuchung des Pfeifpunktes selbst, sondern in einem definierten Zustand der Selbsterregung, der an einem Anzeigegerät kontrolliert wird. Dabei liegt die Amplitude der an den Verstärkereingang rückgekoppelten Eichwechselspannung wesentlich höher als bei der Anordnung nach der französichen Patentschrift.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Meßvorgang von subjektiven Meßfehlern befreit wird und daß die erzeugte Eichspannung von Schwankungen der Versor-

gungsspannungen vollständig unabhängig ist, so daß Stärkerkennwerte wird bei geschlossenem Schalter S

auch objektive Meßfehler weitgehend ausgeschaltet der Spannungsteiler 5 derart eingestellt, daß die Am-

sind. plitude der dem Verstärkereingang 6 zugeführten

Nachfolgend sei die Erfindung an Hand eines in Eichwechselspannung und damit die Amplitude der

der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Schaltbei- 5 sich erregenden Schwingung so groß wird, daß am

spiels näher beschrieben. Spannungsmesser 2 der z.B. durch eine Eichmarke

Ein in bezug auf seinen Verstärkungsgrad zu über- gekennzeichnete Nennwert der Verstärkerausgangspriifender und gegebenenfalls zu korrigierender Ver- spannung angezeigt wird. Die hierzu erforderliche stärker 1 ist ausgangsseitig mit einem Spannungsmes- Einstellung des Spannungsteilers 5 wird sodann f iser2 beschaltet. Falls der Verstärker 1 den Bestand- io xiert. Falls die Zenerdiode4 bezüglich ihrer Durchteil eines Meßempfängers (z.B. Pegelmesser, Pegel- bruchspannung so ausgesucht werden kann, daß bei bildgerät od. dgl.) bildet, kann der Spannungsmes- Rückführung der an ihr abfallenden Spannung an ser 2 aus dem Anzeigemittel des Meßempfängers be- den Verstärkereingang 6 der Nennwert der Verstehen. Der Spannungsmesser kann im übrigen als stärkerausgangsspannung unmittelbar angezeigt wird, analog oder digital anzeigendes Meßinstrument aus- 15 kann der Spannungsteilers entfallen. Zur nachfolgebildet sein oder auch z. B. als Anzeige- bzw. Regi- genden Überprüfung des Verstärkungsgrades wird striergerät mit Ein- oder Zweikoordinatendarstellung dann der im normalen Betriebsfall geöffnete Schalder Meßgröße (Streifenschreiber, Blattschreiber, Ka- ter S geschlossen und die Anzeige am Spannungsmesthodenstrahlröhre od. dgl.). Wesentlich ist hierbei Ie- ser 2 beobachtet. Weicht diese von dem Sollwert ab, diglich, daß der vom Spannungsmesser angezeigte 20 so kann der Verstärkungsgrad in an sich bekannter Amplitudenwert der Ausgangsspannung oder eines Weise durch Betätigung einstellbarer Schaltelemente Teiles davon mit einem vorgegebenen, beispielsweise des Verstärkers 1 derart nachgestellt werden, daß der auf der Skala des Spannungsmessers markierten Soll- Sollwert wieder erreicht wird, wert vergleichbar ist. Bei diesem Nachstellen des Verstärkungsgrades

An den Verstärkerausgang ist über einen Schal- 25 wird die Verstärkerschaltung selbst als Teil des Eich-

ter S die Serienschaltung eines ohmschen Widerstan- Spannungsgenerators verwendet. Da nun bei nachge-

des 3 und einer Zenerdiode 4 geschaltet. Der Zener- stelltem, d. h. korrigiertem Verstärkungsgrad der

diode 4 ist gegebenenfalls ein einstellbares Potentio- Sollwert der Ausgangsspannung unabhängig von

meter 5 parallel geschaltet, wie in der Zeichnung dar- eventuellen Schwankungen der Versorgungsspannun-

gestellt ist. Die an der genannten Serienschaltung von 30 gen sehr genau eingestellt ist, wird die Zenerdiode 4

3 und 4 auftretende Spannungsteilung der Ausgangs- jeweils in gleicher Weise ausgesteuert, so daß die am spannung des Verstärkers 1 stellt sich mit steigender Spannungsteiler 5 oder an der Zenerdiode 4 abgegrif-Amplitude. so ein, daß oberhalb eines bestimmten fene Eichwechselspannung konstant und von Wertes infolge der Durchbruchspannung der Zener- Schwankungen der Versorgungsspannung völlig undiode4 eine Begrenzung der Klemmenspannung von.35 abhängig ist. Im Gegensatz dazu wäre bei gesonder-

4 auf eine konstante Spitzenspannung erfolgt. Der ten, mit Hilfe von Zenerdioden stabilisierten Eicham Potentiometers abgegriffene Teil dieser begrenz- Spannungsgeneratoren eine gewisse diesbezügliche ten Klemmenspannung wird dem Verstärkerein- Abhängigkeit der Ausgangsspannungsamplitude ingang 6 als Eichwechselspannung über einen Rück- folge der Abweichung der Zenercharakteristik vom kopplungszweig7 zugeführt, wobei die Amplitude 40 idealen Verlauf vorhanden. Für den Fall, daß der und Phase der rückgekoppelten Spannung so gewählt Verstärker 1 den Bestandteil eines Meßempfängers ist, daß Selbsterregung des Verstärkers i auftritt. bildet und die Ablesung der Verstärkerausgangsspan-Zweckmäßigerweise ist die Parallelschaltung von 4 nung an dem Meßinstrument bzw. Anzeigemittel des und 5 über einen Transformator 8 in Serie zum ohm- Meßempfängers erfolgt, berücksichtigt die korrigieschen Widerstand 3 an den Verstärkerausgang ange- 45 rende Nachstellung des Verstärkungsgrades in besonkoppelt. Dabei läßt sich einerseits durch die Wahl ders vorteilhafter Weise gleichzeitig die aufgetretedes Übersetzungsverhältnisses von 8 die Amplituden- nen Änderungen der Schaltungskennwerte für diejebedingung und andererseits wenn nötig auch die Pha- nigen Schaltungsteile, die zwischen dem Verstärkersenbedingung für die Schwingungserzeugung in einfa- ausgang und dem Anzeigemittel liegen. Hierunter eher Weise erfüllen. Mit Vorteil wird eine der Trans- 50 fallen insbesondere die Änderungen der Kenntwerte formatorwicklungen durch Zufügung eines Konden- des Meßgleichrichters.

sators9 zu einem auf eine bestimmte Eichfrequenz Eine zufriedenstellende Stabilisierungswirkung für

abgestimmten Parallelschwingkreis ergänzt. Die die Eichwechselspannung wird bereits erreicht, wenn Eichfrequenz liegt dabei zweckmäßigerweise in der die Verstärkerausgangsspannung einen Effektivwert Mitte des Frequenzbereiches des Verstärkers 1, da 55 von der Größe der Durchbruchspannung (Zenerdie angegebenen Gerätekennwerte im allgemeinen spannung) der Zenerdiode 4 hat. Mit steigender Amauf diese Frequenz bezogen sind. plitude der Verstärkerausgangsspannung wird jedoch

Nach der ursprünglichen Justierung der Ver- die Stabilisierung weiter verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Überprüfung des Verstärkungsgrades eines elektrischen Verstärkers, bei der an den Verstärkerausgang ein einstellbares Dämpfungsglied geschaltet ist und ein an diesem abgreifbarer Teil der Ausgangsspannung als definierte Eichwechselspannung mit einer solchen Amplitude und Phasenlage an den Verstärkereingang rückgekoppelt ist, daß für eine durch selektive Ausbildung dieser Rückkopplung definierte Eichfrequenz Selbsterregung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied aus der Serienschaltung eines ohmschen Widerstandes (3) und einer Zenerdiode (4), gegebenenfalls mit parallelliegendem Spannungsteiler (5), besteht, daß die Amplitude der Eichwechselspannung so gewählt ist, daß an einem dem Verstärkerausgang nachgeschalteten Anzeige- oder Sichtgerät ein vorgegebener Eichspannungswert angezeigt wird und daß eine korrigierende Nachstellung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit von der Abweichung der Istanzeige von der Sollanzeige vorgenommen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode (4) und der gegebenenfalls parallelgeschaltete Spannungsteiler (5) über einen Transformator (8) angekoppelt sind, der durch Zuschaltung einer Kapazität (9) zu einem auf die Eichfrequenz abgestimmten Parallelschwingkreis ergänzt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Ausgangsspannung eines Verstärke^ der einen Bestandteil eines Meßempfängers darstellt, das Meßinstrument bzw. Anzeigemittel des letzteren dient.