DE1591989B1

DE1591989B1 - Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen Blindspannungskompensation bei Traegerfrequenzverstaerkern

Info

Publication number: DE1591989B1
Application number: DE19671591989D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Barg; Gerhard Grimm
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1967-07-07
Filing date: 1967-07-07
Publication date: 1970-04-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Blindspannungskompensation bei Trägerfrequenzverstärkern, wie sie z. B. in Trägerfrequenz-Meßbrücken verwendet werden.
Bei derartigen Geräten sind verschiedene Arten der Blindspannungskompensation üblich. Bekannt ist z. B., die Kompensation durch manuelles Zuschalten von Blindwiderständen vorzunehmen.
Auch ist es bekannt, die Kompensation dadurch zu erzielen, daß eine gegen die Blindspannung gegenphasige Spannung gewonnen und dieser, ebenfalls manuell, gegengeschaltet wird.
Ferner ist es bekannt, Servosysteme zur phasen-und amplitudengerechten Kompensation zu verwenden.
Den beiden zuerst genannten Arten haftet jedoch der Nachteil einer manuellen Einstellnotwendigkeit an, während die zuletzt genannte Methode einen hohen Aufwand erfordert.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet folgende Vorteile: a) Der selbsttätige Abgleich erfolgt schneller, sowohl gegenüber dem manuellen Abgleich, als auch bei Abgleich mittels Servosystem; b) der Abgleich erfolgt auch während der Messung, so daß auftretende Störgrößen (Blindspannungen) sofort unterdrückt werden.
Sie geht aus von einer Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Blindspannungskompensation bei Trägerfrequenzverstärkern, insbesondere Trägerfrequenzmeßbrücken, mit einem Trägerfrequenz-Generator, dessen Spannung einanal über einen Schaltspaamungs-Verstärker einem ersten Eingang eines Demodulators und außerdem, gegebenenfalls über einen Meßwertgeber und einen Verstärker; einem zweiten Eingang des Demodulators zugeführt wird, und einem Verbraucher der dem Demodulator entnommenen Ausgangsspannung, und besteht darin, daß eine gegenüber der Generatorspannung um 90° phasenverschobene Spannung einem ersten Eingang einer Kompensationsspannungsquelle und dem Eingang eines zweiten Schaltspannungsverstärkers zugeführt wird, dessen Schaltspannung einen zweiten, mit der Ausgangsspannung des Meßverstärkers ebenfalls gespeisten Demodulator steuert, dessen Ausgangsspannung dem zweiten Eingang der Kompensationsspannungsquelle zugeführt wird, deren Ausgang mit dem Eingang des Meßverstärkers verbunden ist.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt F i g. 1 das Blockschaltbild einer üblichen Trägerfrequenz-Meßbrücke mit manueller Blindwiderstandskompensation, F i g. 2 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Trägerfrequenz-Meßbrücke mit selbsttätiger Bündspannungskompensation gemäß der Erfindung und F i g. 3 das Schaltbild einer Kompensationsspannungsquelle.
Der Trägerfrequenz-Generator 1 (F i g. 1) speist den Meßwertaufnehmer 2, dessen Ausgangsspannung Ui im Meßverstärker 3 verstärkt wird. Gleichzeitig speist der Generator 1 einen Schaltspannungsverstärker 4. Die verstärkte Meßspannung U2 und die dem Schaltspannungsverstärker 4 entnommene Schaltspannung werden einem Demodulator 5 zugeführt, dessen Ausgangsspannung U, über einen Tiefpaß 6 einem Anzeigegerät 7 zugeführt wird. Die Blindwertkompensation erfolgt durch Zuschalten von Blindwiderständen, z. B. Kapazitäten B.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach F i g. 2 zeigt zunächst das gleiche Schaltprinzip. Jedoch wird die vom Generator 1 erzeugte Trägerfrequenz nicht nur dem Meßwertaufnehmer 2 und dem Schaltspannungsverstärker zugeführt, sondern auch einem Phasenschieber 9. Der Ausgang dieses Phasenschiebers ist mit einem ersten Eingang einer Kompensationsspannungsquelle 10 und dem Eingang eines zweiten Schaltspannungsverstärkers 11 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines zweiten Demodulators 12 verbunden ist. Ein zweiter Eingang dieses Demodulators 12 wird ebenso wie der erste Demodulator 5 mit der Ausgangsspannung U" des Meßverstärkers 3 gespeist.
Die Ausgangsspannung des zweiten Demodulators 12 wird über eine Siebschaltung 13 dem zweiten Eingang der Kompensationsspannungsquelle 10 zugeführt, deren Ausgangsspannung U2 nunmehr gemeinsam mit der Meßspannung Ui auf den Eingang des Meßverstärkers 3 gelangt.
Die Wirkungsweise ist folgende. Tritt am Meßwertgeber 2 neben dem eigentlichen Meßsignal eine Blindspannung auf, so wird diese mitverstärkt und ist auch in der zu demodulierenden Spannung U3 enthalten. Diese mitverstärkende Blindspannung wird im zweiten Demodulator 12, der um 90° verschoben arbeitet, in eine proportionale Gleichspannung verwandelt. Die demodulierte Blindspannung wird im Filter 13 geglättet und der steuerbaren Kompensationsspannungsquelle 10 als Steuerspannung zugeführt.
Als Kompensationsspannungsquelle 10 dient z. B. eine Schaltung nach F i g. 3, die einen Differenzverstärker mit gesteuerter Stromverteilung zeigt.
Die beiden Transistoren 16 und 17 werden aus dem eine Konstantstromquelle bildenden Transistor 18 gespeist, der an der Basis mit der Trägerfrequenz angesteuert wird. Durch die somit erfolgende Modulation der Emitterströme der Transistoren 16 und 17 treten an den beiden Kollektoren zwei gleichphasige Spannungen auf. Sind beide Kollektorströme gleich, dann ist bei gleich großen Kollektorwiderständen die Differenzspannung gleich Null. Die aus dem Demodulator 12 gewonnene und gesiebte Gleichspannung U5 wird den Basen der Transistoren 16 und 17 zugeführt. Je nach Polarität der Gleichspannung erscheint dann die Differenzspannung mit +90°- oder -90°-Phasenlage, bezogen auf die Speisespannung des Generators 1. Die Kompensationsspannung ist mittels übertrager 19 von der Eingangsschaltung galvanisch getrennt. Phasenfehler durch den übertrager werden durch Abstimmung auf Resonanz mit der Trägerfrequenz vermieden. Mit dem Kondensator 20 wird die Gleichstromvormagnetisierung des Trafos unterbunden.
An Stelle des Differenzverstärkers kann als Kompensationsspannungsquelle auch eine Gleichtaktverstärkerschaltung oder eine elektronisch verstimmbare Brückenanordnung verwendet werden. Auch kann die phasenverschobene Spannung einem mit dem Generator 1 phasenstarr gekoppelten zweiten Generator entnommen werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Blindspannungskompensation bei Trägerfrequenzverstärkern, insbesondere Trägerfrequenz -Meßbrücken, mit einem Trägerfrequenzgenerator, dessen Spannung einmal über einen Schaltspannungsverstärker einem ersten Eingang eines Demodulators und außerdem, gegebenenfalls über einen Meßwertaufnehmer und einen Verstärker einem zweiten Eingang des Demodulators zugeführt wird, und einem Verbraucher der dem Demodulator entnommenen Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber der Generatorfrequenz um 90° phasenverschobene Spannung einem ersten Eingang einer Kompensationsspannungsquelle (10) und dem Eingang eines zweiten Schaltspannungsverstärkers (11) zugeführt wird, dessen Schaltspannung einen zweiten, mit der Ausgangsspannung (U3) des Meßverstärkers (3) ebenfalls gespeisten Demodulator (12) steuert, dessen Ausgangsspannung (U-) dem zweiten Eingang der Konstantspannungsquelle (10) zugeführt wird, deren Ausgang mit dem Eingang des Meßverstärkers verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbraucher ein Anzeigegerät (7) vorgesehen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Demodulator (12) und der Kompensationsspannungsquelle (10) eine Siebschaltung (13) liegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationsspannungsquelle ein Differenzverstärker mit gesteuerter Stromverteilung vorgesehen ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationsspannungsquelle ein Gleichtaktverstärker vorgesehen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationsspannungsquelle eine elektronisch verstimmbare Brückenschaltung vorgesehen ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenverschobene Spannung aus dem Generator (1) über einen Phasenschieber (9) gewonnen wird.