DE1463176B2 - Verfahren zur einstellung eines stellgliedes und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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gesehen ist, zu dessen Durchsteuerung ein mehrstufi- bracht, die einer Soll-Stellung eines Stellgliedes (nicht

ger Gleichstromverstärker benötigt wird. Von Nach- dargestellt) entspricht. Der Abgriff des Potentio-

teil sind die bei diesem Gleichstromverstärker auf- meters 47 ist über den Bauteil 19 mit dem Stellglied

tretenden Stabilisierungsprobleme. Der Ausgang die- gekuppelt. Die Stellung des Abgriffes des Potentio-

ses Gleichstromverstärkers ist über einen Ringmodu- 5 meters 47 entspricht der Ist-Stellung des Stellgliedes,

lator an einen Wechselstromverstärker angeschlos- Als Stellglied kann insbesondere eine Blende oder

sen, für dessen Versorgung üblicherweise eine Be- eine Küvette innerhalb einer Fernsehkamera ange-

triebsgleichspannung erforderlich ist, die größer sein ordnet sein.

muß als die größte zu verarbeitende Wechselspan- Unter Verwendung dieser Brückenschaltung und

nung. Infolgedessen treten bei der bekannten Anord- io des symmetrischen Transistors 57, der Diode 58 und

nung im Wechselspannungsverstärker zusätzlich Lei- des Widerstandes 59 (4,7 kOhm) werden die zerhack-

stungsverluste auf, die durch den Gleichspannungs- ten Regelgleichspannungen E oder F oder G erzeugt

abfall bedingt sind. Außerdem werden Siebmittel zur und über den Schaltungspunkt 61 abgegeben. Dabei

Erzeugung bzw. Glättung der erforderlichen Betriebs- wird die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors

gleichspannung benötigt. 15 57 im Rhythmus der Wechselspannung D gesteuert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Es wird also vorausgesetzt, daß die Wechselspan-Einstellung eines Stellgliedes unter Verwendung eines nung D dem dem Transistor 57 abgewandten Ende mit Wechselstrom betriebenen Stellmotors und einer des Widerstandes 59 zugeführt wird. Insbesondere Gleichspannungsbrückenschaltung anzugeben, bei leitet die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors welchem der erforderliche Aufwand an Schaltungs- 20 57 während der Zeit f 1, so daß das Potential im elementen sowie die auftretenden Leistungsverluste Schaltungspunkt 61 gleich dem Massepotential ist. bei der Erzeugung der Steuerwechselspannung gegen- Während der Zeit f 2 ist die Emitter-Kollektor-Strecke über den bekannten Anordnungen wesentlich verrin- des Transistors 57 jedoch gesperrt, so daß im Schalgert sind. tungspunkt 61 ein Potential entsteht, welches von der

Das eingangs geschilderte erfindungsgemäße Ver- 25 Stellung des Abgriffes am Potentiometer 46 abhängig fahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Folgen ist. Wenn sich die Ist-Stellung des Stellgliedes von von Wechselspannungshalbwellen entgegengesetzter der. Soll-Stellung, unterscheidet (und die Brücken-Polarität erzeugt werden, daß die Regelgleichspan- schaltung dadurchT verstimmt ist), dann entstehen nung im Synchronismus mit den Wechselspannungs- während der Zeit 12 positive bzw. negative Signalhalbwellen zerhackt und in eine zerhackte; Regel- 30 anteile der rechteckförmigen Regelgleichspannung E gleichspannung umgewandelt wird, daß in Abhängig- und G. Dabei werden durch den Transistor 57 (an keit vom jeweiligen Pegel der zerhackten Regelgleich- der Basis) Teile der positiven Halbwellen und durch spannung mittels einer Zeitselektionsschaltung ein- die Diode 58 Teile der negativen Halbwellen der zelne Wechselspannungshalbwellen ausgewählt und Wechselspannung D abgeschnitten. Diese Diode 58 danach in einer Addierstufe zu einem Summensignal 35 schützt den Transistor 57, weil sie dafür sorgt, daß addiert werden, aus welchem unter Verwendung eines die zulässige Basis-Emitter-Spannung am Transistor Impedanzwandlers die Steuergleichspannungen ab- 57 nicht überschritten wird. Unter Verwendung des geleitet werden. Transistors 57 wird somit die Regelspannung im

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, Rhythmus der Wechselspannung D zerhackt und die daß durch die im Schalterbetrieb arbeitenden Tran- 40 auf diese Weise gewonnene zerhackte Regelgleichsistoren der Endstufe zur Erzeugung der Steuerwech- spannung E, G über den Schaltungspunkt 61 weiterselspannung nur eine geringe Verlustleistung ver- geleitet. Wenn die Brückenschaltung im Gleichgebraucht wird, so daß sie ohne Kühlbleche in relativ wicht ist, entsteht die Regelspannung F. In ähnlicher kleinen Gehäusen untergebracht werden können. Weise wiederholt sich dieser Vorgang bei allen fol-Ferner entfällt der bei bekannten Leistungsverstär- 45 genden Perioden der Wechselspannung D.
kern erforderliche große Transformator, der nicht Der Gleichrichter 6 besteht aus den Dioden 62 bis ohne weiteres auf eine Schaltplatte montiert werden 65 und aus dem Transformator 66, der über die kann. Klemmen 67, 68 an die Wechselspannung D ange-

Im folgenden werden die Erfindung und ein Aus- schlossen ist. An den Diagonalpunkten 69/70 liegt

führungsbeispiel derselben an Hand der Figur be- 50 eine Wechselspannung an. Über die Leitungen 72

schrieben, welche einen Steuerspannungsgenerator bzw. 73 werden die Wechselspannungshalbwellen H

darstellt. bzw. I abgegeben.

Dieser Steuerspannungsgenerator besteht aus der Die Schaltungen 7 und 8 bestehen aus je einem

Brückenschaltung 5, aus dem Graetz-Gleichrichter 6, Transistor 75 bzw. 76, ferner aus den Widerständen aus den Zeitselektionsschaltungen 7, 8, aus der Ad- 55 77 bzw. 78 (je 56 kOhm), 79 bzw. 80 (je 4,7 kOhm),

dierstufe 9, aus dem Impedanzwandler 11 und aus 81 bzw. 82 (je 2,2 kOhm), 83 bzw. 84 (je 220 Ohm)

der Endstufe 12. und aus den Kondensatoren 85, 86 (je 10 μΡ) bzw.

Die Brückenschaltung 5 besteht aus den Potentio- 87, 88 (je 10 μΡ). Dabei sind die Klemmen 90 bzw. meiern 46, 47 (beide maximal 500 Ohm), ferner aus 91 an Spannungen von +12 Volt bzw. —12 Volt den Widerständen 48, 49 (beide je 2,2 kOhm). Die 60 angeschlossen. Die Transistoren 75 und 76 arbeiten Potentiometer 46, 47 sind über die Klemmen 51 bzw. als Verstärker. Den Basen der Transistoren 75 und 52 an eine positive Spannung von +12VoIt und 76 wird die Regelspannung E oder F oder G zugeüber die Klemmen 53 bzw. 54 an eine negative Span- führt. Über die Leitungen 72 bzw. 73 werden die nung von —12 Volt angeschlossen. Der von Hand Halbwellen H bzw. / zugeleitet. Von den Kollektoren aus einstellbare Abgriff des Potentiometers 46 ist 65 der Transistoren 75 bzw. 76 sind die Signale K bzw. über das Kabel 55 mit einem Ende des Widerstandes L abnehmbar, deren Halbwellen K', K", K!" bzw. 48 verbunden. Der Abgriff des Potentiometers 46 L', L", L'" abwechselnd verschiedene Gleichstromwird von Hand aus in eine gewünschte Stellung ge- komponenten aufweisen. Die Signale K und L wer-

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den als Steuergrößen der Addierstufe 9 zugeführt. Schaltungen 7 und 8 zugeführt wird, dann wird keine Die Addierstufe 9 besteht aus den Transistoren 92, Änderung hinsichtlich der Gleichstromkomponente 93 und aus den Widerständen 94, 97 (je 2,2 kOhm), vorgenommen, so daß sowohl der Transistor 92 als 95, 96 (je 82 kOhm). Diese Transistoren 92 bzw. 93 auch der Transistor 93 gesperrt ist und das Signal C" werden abwechselnd gesperrt bzw. geöffnet, so daß 5 im Schaltungspunkt 99 gebildet wird, jeweils nur eine einzige Halbwelle H oder / zum Der Pegel des Summensignals A', B' ist vom Pegel Schaltungspunkt 99 hindurchgelassen wird. Wenn der zerhackten Regelgleichspannung E, G und damit beispielsweise die Regelspannung G den Schaltun- auch von der Stellung der Abgriffe der Potentiometer gen 7 und 8 zugeführt wird, dann wird die Gleich- 46, 47 abhängig. Wenn diese Abgriffe der Potentiostromkomponente der während der Zeit 12 auftreten- io meter 46 und 47 relativ verschiedene Stellungen einden Halbwelle K" positiver (im Vergleich zur Gleich- nehmen, dann ist der Pegel der zerhackten Regelstromkomponente der vorangehenden Halbwelle), gleichspannung E, G relativ groß und wird mit entwie in der Figur dargestellt. Dagegen sperrt die Emit- sprechender Amplitude entweder zum Kollektor des ter-Kollektor-Strecke des Transistors 76 während der Transistors 75 oder 76 übertragen. Auf diese Weise Zeit 12, so daß die Amplitude der Halbwelle L" an- 15 wird eine relativ große Änderung der Gleichstromgenähert gleich der Amplitude der Halbwelle H ist. komponente zeitlich aufeinanderfolgender Halbwel-Während dieser Zeit 12 sperrt der Transistor 93 len der Signale K, L bewirkt. Somit ist der Pegel der (weil die angelegte Basisspannung angenähert gleich Signale A', B' von der Stellung der Abgriffe der Poder angelegten Emitterspannung ist) und öffnet der tentiometer 46 und 47 abhängig. Transistor92 (weil die angelegte Basisspannung po- 20 Die Signale^', B', C übertragen nur eine relativ sitiver als die Emitterspannung ist), so daß nur die geringe Leistung, verglichen mit der Leistung, welche während der Zeit 12 auftretende Halbwelle/ (unter die zu erzeugenden Steuerwechselspannungen A, B, C Verwendung der Halbwelle K" als Steuergröße) über- übertragen sollen. Die Summensignale A', B', C . tragen wird. Während der darauffolgenden Halbwelle werden daher über den Impedanzwandler 11 mit dem wird der Transistor 92 gesperrt und der Transistor 93 25 Transistor 100 und dem Widerstand 101 (4,7 kOhm) geöffnet, so daß dann eine der Halbwellen H zum der Endstufe 12 zugeführt, die aus den Transistoren Schaltungspunkt 99 übertragen wird und dort das 102 und 103 gebildet wird. Diese werden jeweils ganz Signal B' entsteht. " durchgesteuert, älSö vollständig geöffnet, wenn durch Wenn dagegen die Regelgleichspannung E den Verstellung des Abgriffes am Potentiometer 46 eine Zeitselektionsschaltungen 7 und 8 zugeführt wird, 30 ausreichende Spannung am Punkt 61 erzeugt wird, dann wird die Gleichstromkomponente der Halbwelle Infolgedessen arbeiten die Transistoren 102 und 103 des Signals L während der Dauer 12 verringert und üblicherweise im sogenannten Schalterbetrieb. Nur die Gleichstromkomponente des Signals K während gegen Ende des Regelvorganges, wenn der Abgriff der Dauer t2 praktisch nicht verändert. Somit wird am Potentiometer 47 schon weit nachgeführt ist, werder Transistor 93 während der Zeit i2 geöffnet und 35 den bis zum Ende des Regelvorganges die Transistoder Transistor 92 gesperrt, so daß nur die während ren 102 und 103 als Impedanzwandler betrieben, der Zeit t2 auftretende Halbwelle H zum Schaltungs- Durch den Übergang vom Schalterbetrieb in den Impunkt 99 übertragen wird. Während der darauffol- pedanzwandlerbetrieb am Ende des Regelvorganges genden Halbwelle ist der Transistor 93 gesperrt und wird ein einwandfreier Einlauf der Regelvorrichtung der Transistor 92 geöffnet, so daß nur die eine der 40 in den Endzustand gewährleistet und die Gefahr von Halbwellen/ während dieser Zeit übertragen "wird. Überschwingungen erheblich vermindert. Über die Im Schaltungspunkt 99 entsteht somit das Signal A'. Klemme 10 sind dann die zu erzeugenden Steuer-Wenn dagegen die Regelgleichspannung F den Wechselspannungen A oder B oder C abnehmbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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verbundenen Emittern die Steuerspannung (A

Patentansprüche: oder B oder C) abnehmbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dall. Verfahren zur Einstellung eines Stellgliedes durch gekennzeichnet, daß die Arbeitspunkte der unter Verwendung eines mit Wechselstrom be- 5 beiden weiteren Transistoren (92, 93) durch die triebenen Stellmotors und einer Gleichspannungs- Festlegung der Basispotentiale unter Verwendung brückenschaltung, aus welcher eine Regelgleich- je eines Spannungsteilers (94, 95 bzw. 96, 97) spannung gewonnen wird, die nach Impedanz- derart eingestellt sind, daß die Signale (K, L) der Wandlung in eine Steuerwechselspannung zur Zeitselektionsschaltung (7, 8) amplitudenmäßig Steuerung des Stellmotors umgewandelt wird, io nicht begrenzt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Folgen von Wechselspannungshalbwellen entgegengesetzter Polarität erzeugt werden, daß die Regel-

gleichspannung im Synchronismus mit den Wechselspannungshalbwellen zerhackt und in eine zer- 15
hackte Regelgleichspannung umgewandelt wird,

daß in Abhängigkeit vom jeweiligen Pegel der Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur

zerhackten Regelgleichspannung mittels einer Einstellung eines Stellgliedes unter Verwendung

Zeitselektionsschaltung einzelne Wechselspan- eines mit Wechselstrom betriebenen Stellmotors und

nungshalbwellen ausgewählt und danach in einer 20 einer Gleichspannungsbrückenschaltung, aus welcher

Addierstufe zu einem Summensignal addiert wer- eine Regelgleichspannung gewonnen wird, die nach

den, aus welchem unter Verwendung eines Impe- Impedanzwandlung in eine Steuerwechselspannung

danzwandlers die Steuerwechselspannungen ab- zur Steuerung des Stellmotors umgewandelt wird,

geleitet werden. Dabei kann die Einstellung des Stellgliedes entweder

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des 25 automatisch erfolgen oder fernbedienbar von Hand Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn- aus vorgenommen werden.

zeichnet, daß die Zeitselektionsschältung (7, 8) Um ein Steilglied innerhalb eines bestimmten

aus je einem Transistor (75 bzw. 76) komplemen- Stellbereiches fernsteuerbar einzustellen, wird üb-

tärer Leitfähigkeit in Emitterschaltung besteht, licherweise ein Stellmotor und eine Brückenschaltung

daß den Basen dieser Transistoren (75 bzw. 76) 30 mit zwei Potentiometern verwendet. Eines dieser Po-

die zerhackte Regelgleichspannung (E oder F tentiometer wird von Hand aus in eine gewünschte

oder G) zuführbar ist, daß diesen Transistoren Stellung gebracht, die einer Soll-Stellung des Stell-

über je einen Arbeitswiderstand (81 bzw. 82) je gliedes entspricht. Das andere Potentiometer ist mit

eine Folge der Wechselspannungshalbwellen (H, dem Stellglied gekoppelt, und dessen Stellung ent-

/) entgegengesetzter Polarität zuführbar ist und 35 spricht der Ist-Stellung des Stellgliedes. Wenn sich

daß von den Kollektoren dieser Transistoren (75 die Ist-Stellung von der Soll-Stellung unterscheidet,

bzw. 76) die von den beiden Zeitselektionsschal- ist das Brückengleichgewicht gestört, und es wird

tungen (7, 8) abgegebenen Signale (K, L) ab- eine Regelspannung abgeleitet, die in einem beson-

nehmbar sind. deren Leistungsverstärker verstärkt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des 40 Dieser bekannte Leistungsverstärker enthält üb-Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekenn- licherweise eine Gegentakt-Endstufe mit zwei Leizeichnet, daß die Addierstufe (9) aus zwei weite- stungstransistoren und einem relativ großen Transren Transistoren (92, 93) komplementärer Leit- formator und eine Treiberstufe mit einem weiteren, fähigkeit gebildet ist, deren Emitter je eine Folge kleineren Transformator und einem Transistorverder Wechselspannungshalbwellen (H, I) entgegen- 45 stärker. Zum Betrieb dieser Gegentakt-Endstufe ist gesetzter Polarität zuführbar ist, deren Basen die meist ein eigenes stabilisierendes Netzgerät vorgevon den Zeitselektionsschaltungen (7, 8) abgege- sehen. Die beiden Leistungstransistoren der bekannbenen Signale (K, L) zuführbar sind und deren ten Gegentakt-Endstufe arbeiten als Verstärker im Kollektoren mit einem gemeinsamen Arbeits- B-Betrieb und haben eine relativ große Verlustleiwiderstand (98) verbunden sind, an dessen trän- 50 stung. Um eine Erwärmung zu verhindern, müssen sistorseitigem Ende das Summensignal (A' oder diese beiden Leistungstransistoren, die beispielsweise B' oder C) abnehmbar ist. in Gehäusen untergebracht sein können, auf Kühl-

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des bleche montiert sein. Ein derartiger bekannter Lei-Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stungsverstärker hat den Nachteil, daß er einen grozeichnet, daß das Summensignal (A' oder B' 55 ßen technischen Aufwand erfordert, um aus der oder C) der Basis eines in Kollektorschaltung Regelspannung eine Steuerspannung großer Leistung geschalteten Transistors (100) zuführbar und zum Steuern eines Stellmotors zu erhalten. Dieser beüber dessen Emitter weiterleitbar ist. kannte Leistungsverstärker hat ferner den Nachteil,

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des daß die beiden Leistungstransistoren und die zuge-Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 60 hörigen Kühlbleche relativ viel Raum beanspruchen, zeichnet, daß das Summensignal (A' oder B' Ein weiterer Nachteil der bekannten Gegentakt-Endoder C) einer Endstufe (12) zugeführt wird, die stufe besteht darin, daß der verwendete, relativ große aus zwei Transistoren (102, 103) komplementä- Transformator nicht ohne weiteres auf eine Schaltrer Leitfähigkeit besteht, deren Basen das Sum- platte montierbar ist.

mensignal (A' oder B' oder C) zuführbar ist, 65 Aus der USA.-Patentschrift 2 488 291 ist ferner

deren Kollektoren je eine Folge der Wechsel- eine Anordnung zur Einstellung eines Stellgliedes

spannungshalbwellen (H, I) entgegengesetzter unter Verwendung eines mit Wechselstrom betriebe-

Polarität zuführbar ist und an deren miteinander nen Stellmotors bekannt, wobei ein Modulator vor-