DE1591997C - RMS rectifier - Google Patents

RMS rectifier

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DE1591997C
DE1591997C DE19671591997 DE1591997A DE1591997C DE 1591997 C DE1591997 C DE 1591997C DE 19671591997 DE19671591997 DE 19671591997 DE 1591997 A DE1591997 A DE 1591997A DE 1591997 C DE1591997 C DE 1591997C
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Werner; Müller Martin Dr.-Ing.; 8011 Vaterstetten Frieß
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Rohde & Schwarz, 8000 München
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Dann müssen die Belastungswiderstände verschieden 300:1 ausgedehnt werden, wenn ^1 = 0,01 gewähltThen the load resistances have to be expanded differently 300: 1 if ^ 1 = 0.01 is chosen

gewählt werden, und ihre Ströme sind zu addieren. wird.can be chosen, and their currents are to be added. will.

In diesem Fall wird der Belastungswiderstand des In F i g. 3 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel Gleichrichters G1 q-mal so groß wie der des Gleich- einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung gerichters G2 gewählt. Der Innenwiderstand des Gleich- s zeigt. Der Gleichrichter G2 besteht hier aus den richters G2 wird dann nur das k.JiqkJ-fache des- beiden Dioden D3 und D4, die über einen Ladejenigen des Gleichrichters G1. widerstand R5 an die Meßspannung U angeschaltet· Die optimale Dimensionierungsregel gemäß F i g. 2 sind und die außerdem mit Ladekondensatoren C3 richtet sich nach dem Verhältnis Tastverhältnis- bzw. C4 zusammenwirken. Diese Dioden stehen über bereich zu zulässigem Meßfehler. Dieses Verhältnis io die Widerstände R3 bzw. A4 mit einem Anzeigebeträgt etwa 2500 für gepulste Sinusspannungen instrument I in Verbindung. Der Gleichrichter G1 bzw. 10 000 für unsymmetrische Rechteckspannun- wird in dieser Schaltung durch die Gleichrichter D1 gen, wobei der Tastverhältnisbereich etwa 0,8/A1 und Z)., und die zugehörigen Ladekondensatoren C1 bzw. 3/Ar1 beträgt. Das bedeutet beispielsweise für und C, gebildet. Diese Dioden D1 und D2 stehen Rechteckspannungen, wie sie als Normprüfsignale 15 über die Widerstände R1 und R2 ebenfalls mit dem gelten, daß eine Gleichrichterkombination mit einem Anzeigeinstrument I in Verbindung. Unter der A1 von 0,03 über einen Tastverhältnisbereich von Annahme R1 = R2 und R3 = RA und eines vernach-100:1 etwa ±1% Anzeigefehler gegenüber dem lässigbaren kleinen Innenwiderstandes des Anzeige-Wert beim Tastverhältnis 1:1 hat; kann man etwa Instrumentes I ergibt sich folgende Dimensionierungs-3 % Fehler zulassen, so kann das Tastverhältnis auf 20 Vorschrift für diese Schaltung:In this case, the load resistance of the In F i g. 3 is a practical embodiment of the rectifier G 1 q times as large as that of the rectifier G 2 of a rectifier circuit according to the invention. The internal resistance of the equals shows. The rectifier G 2 here consists of the rectifier G 2 is then only k.JiqkJ times the two diodes D 3 and D 4 , which are connected via a load to those of the rectifier G 1 . resistance R 5 connected to the measuring voltage U · The optimal dimensioning rule according to FIG. 2 and which also interact with charging capacitors C 3 depends on the ratio of the duty cycle or C 4 . These diodes are above the permissible measurement error range. This ratio io the resistances R 3 and A 4, respectively, with an indicator is about 2500 for pulsed sinusoidal voltages instrument I in conjunction. The rectifier G 1 or 10,000 for asymmetrical square-wave voltages in this circuit is provided by the rectifier D 1 , the duty cycle range being around 0.8 / A 1 and Z)., And the associated charging capacitors C 1 or 3 / Ar 1 amounts to. That means, for example, for and C, formed. These diodes D 1 and D 2 are square-wave voltages, as they apply as standard test signals 15 via the resistors R 1 and R 2 also with the fact that a rectifier combination with a display instrument I in connection. Under the A 1 of 0.03 over a duty cycle range of assumption R 1 = R 2 and R 3 = R A and a negligible 100: 1 about ± 1% display error compared to the admissible small internal resistance of the display value with a duty cycle of 1: 1 has; If, for example, Instrument I can result in the following dimensioning 3% error, then the duty cycle can be set to 20 Regulation for this circuit:

_ Durchlaßwiderstandswert Diode D1 + Durchgangswiderstandswert Diode D., _ Forward resistance value of diode D 1 + volume resistance value of diode D.,

1 ^ "■ 1 ^ "■

, _ Durchlaßwiderstandswert Diode D2 + Durchlaßwiderstandswert Diode D4 + 2An , _ Forward resistance value of diode D 2 + forward resistance value of diode D 4 + 2A n

R3 R 3

?= A = A ? = A = A

Aus dieser Schaltung wird deutlich, daß der Faktor Ic1 des Gleichrichters G1 in der Praxis nicht beliebig klein gewählt werden kann, sondern begrenzt ist durch den endlichen Widerstandswert der verwendeten Gleichrichter. In der Praxis sind aber ohne weiteres Werte von ^1 in der Größenordnung von 0,01 realisierbar.From this circuit it becomes clear that the factor Ic 1 of the rectifier G 1 cannot be chosen to be arbitrarily small in practice, but is limited by the finite resistance value of the rectifier used. In practice, however, values of ^ 1 in the order of magnitude of 0.01 can easily be achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

1 2 großen Änderungsbereich des Tastverhältnisses der Patentansprüche: gleichzurichtenden Meßspannung, beispielsweise in einem Änderungsbereich des Tastverhältnisses zwi-1 2 large change range of the duty cycle of the claims: measuring voltage to be rectified, for example in a change range of the duty cycle between 1. Gleichrichterschaltung, deren Ausgangs- sehen 1:1 und 1:100, mit ausreichender Genauiggleichspannung unabhängig von der Kurvenform 5 keit eine Effektivwertmessung erlaubt.1. Rectifier circuit, the output of which see 1: 1 and 1: 100, with sufficient DC voltage An effective value measurement is permitted regardless of the curve shape. der angelegten Wechselspannung dem Effektiv- Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Gleichwert dieser Wechselspannung, proportional ist, richterschallung der eingangs erwähnten Art erfinbestehend aus zwei derart zusammengeschalteten dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis Gleichrichtern mit jeweils zugehörigen Lade- zwischen dem Lade- und Entladewiderstand des kondensatoren, daß sich die Ausgangsströme io ersten Gleichrichters kleiner als 0,1, vorzugsweise dieser beiden Gleichrichter in einem durch den 0,01, und das Verhältnis zwischen Lade- und Ent-Tastverhältnisbereich bestimmten Verhältnis ad- ladewiderstand des zweiten Gleichrichters dreißigdieren, dadurch gekennzeichnet, daß bis hundertmal größer als dieses Verhältnis des das Verhältnis (kl) zwischen dem Lade- und ersten Gleichrichters gewählt wird. Vorzugsweise Entladewiderstand des ersten Gleichrichters (Gl) 15 wird hierbei der zweite Gleichrichter mit einem um kleiner als 0,1, vorzugsweise 0,01, und das Ver- fünf- bis zehnmal größeren Wert der Meßspannung hältnis (k 2) zwischen Lade- und Entladewider- beaufschlagt wie der erste Gleichrichter, stand des zweiten Gleichrichters (G2) dreißig- Durch die erfindungsgemäße Bemessung der beibis hundertmal größer als dieses Verhältnis (Al) den Gleichrichterschaltungen ist es möglich, beispielsdes ersten Gleichrichters (Gl) gewählt ist. 20 weise bei Rechteckspannungen in einem Tastverhält-The applied alternating voltage to the effective This task is based on an equivalence of this alternating voltage, proportional, Richterschallung of the type mentioned inventively consisting of two such interconnected accordingly achieved in that the ratio of rectifiers with each associated charging between the charging and discharging resistance of the capacitors that the output currents io of the first rectifier are less than 0.1, preferably of these two rectifiers in a ratio of ad- charging resistance of the second rectifier determined by the 0.01 and the ratio between the charge and discharge duty cycle range, characterized in that up to a hundred times greater than this ratio of the ratio (kl) between the charging and first rectifier is chosen. Preferably the discharge resistance of the first rectifier (Gl) 15 is the second rectifier with a value of less than 0.1, preferably 0.01, and five to ten times greater value of the measurement voltage ratio (k 2) between the charge and discharge resistors - acted upon as the first rectifier, the second rectifier (G2) was thirty- By the inventive dimensioning of the rectifier circuits up to a hundred times greater than this ratio (A1), it is possible, for example, the first rectifier (Gl) is selected. 20 for square-wave voltages in one duty cycle 2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, nisbereich von 1:1 bis 1:100 den Meßfehler in dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gleich- der Größenordnung von 1 % zu halten und bei einem richter (G 2) mit einem um fünf- bis zehnmal Tastverhältnis von 1: 300 den Meßfehler noch unter größeren Wert der Meßspannung beaufschlagt 3% zu halten. Ein Meßfehler von 10%, der bei den ist wie der erste Gleichrichter (Gl). 25 bekannten Gleichrichterschaltungen schon bei relativ2. Rectifier circuit according to claim 1, range from 1: 1 to 1: 100 in the measurement error characterized in that the second equal- to keep the order of magnitude of 1% and at one richter (G 2) with a five to ten times duty cycle of 1: 300 still below the measurement error higher value of the measuring voltage applied to hold 3%. A measurement error of 10%, the is like the first rectifier (Eq.). 25 known rectifier circuits already at relatively niedrigen Tastverhältnissen auftritt, wird durch die erfindungsgemäße Schaltung erst bei einem Tast-low duty cycle occurs, the circuit according to the invention is only activated when a duty cycle occurs. verhältnis von 1:1000 erreicht. Die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung ist außerdem im 30 Aufbau sehr einfach. Sie kann außerdem sehr einfachratio of 1: 1000 achieved. The rectifier circuit according to the invention is also in 30 Structure very simple. It can also be very simple Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichrichter- als Doppelweggleichrichterschaltung realisiert werschaltung, deren Ausgangsgleichspannung unabhän- den. Je nach der Größe des -zu überstreichenden gig von der Kurvenform der angelegten Wechsel- Tastverhältnisbereiches kann durch entsprechende spannung dem Effektivwert dieser Wechselspannung Wahl des Verhältnisses zwischen Lade- und Entladcproportional ist, bestehend aus zwei derart zusam- 35 widerstand der beiden Gleichrichter der jeweils minimengeschalteten Gleichrichtern mit jeweils zugehöri- malste Fehlerbereich realisiert werden, gen Ladekondensatoren, daß sich die Ausgangs- Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemaströme dieser beiden Gleichrichter in einem durch tischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher den Tastverhältnisbereich bestimmten Verhältnis erläutert,
addieren. ' 40 Fig. 1 zeigt an Hand eines Blockschaltbildes den "
The invention relates to a rectifier circuit implemented as a full-wave rectifier circuit whose output DC voltage is independent. Depending on the size of the gig of the waveform of the applied alternating duty cycle range to be covered, the rms value of this alternating voltage can be selected by the appropriate voltage The invention is explained in the following on the basis of schematic currents of these two rectifiers in a ratio determined by table drawings of exemplary embodiments in more detail, the duty cycle range,
add. '40 Fig. 1 shows on the basis of a block diagram the "
Es ist aus »Operating and Service Manual«, 1967, prinzipiellen Aufbau einer erfändungsgemäßen Gleichzu Model 3555 A der Fa. Hewlett-Packard Company, richterschaltung;It is from "Operating and Service Manual", 1967, the basic structure of an equation according to the invention Model 3555 A from the Hewlett-Packard Company, Richterschaltung; Loveland, USA., eine Gleichrichterschaltung dieser Fig. 2 zeigt an Hand eines Diagramms den Zu-Loveland, USA., A rectifier circuit of this Fig. 2 shows on the basis of a diagram the supply Art bekannt, bei der ein sogenannter Spitzenwert- sammenhang zwischen den Dimensionierungsvorgleichrichter mit einem sogenannten Mittelwertgleich- 45 Schriften für die beiden zusammengeschalteten richter so zusammengeschaltet ist, daß sich die Aus- Gleichrichter und deren Spannungsansteuerungsgangsströme dieser beiden Gleichrichter addieren. verhältnis;Kind of known in which a so-called peak value relationship between the dimensioning pre-rectifier with a so-called mean value equation for the two connected rectifier is interconnected in such a way that the rectifier and its voltage control output currents add these two rectifiers. ratio; Ein Spitzenwertgleichrichter, der also eine dem F i g. 3 zeigt ein transformatorloses Ausführungs-A peak value rectifier, which is therefore one of the F i g. 3 shows a transformerless embodiment Spitzenwert einer Wechselspannung proportionale beispiel.Peak value of an alternating voltage proportional example. Ausgangsgleichspannung liefern soll, wird grund- 50 Die Gleichrichterschaltung nach F i g. 1 umfaßt sätzlich möglichst ohne Vorwiderstand ausgebildet, zwei in bezug auf den Lastwiderstand RL in Reihe d. h., das Verhältnis zwischen Lade- und Entlade- geschaltete Gleichrichter G1 und G2. widerstand soll möglichst gegen Null gehen. Nur Der Gleichrichter G1 wird mit der Meßspannung U To supply DC output voltage, the basic 50 The rectifier circuit according to FIG. 1 also includes, if possible, designed without a series resistor, two in series with respect to the load resistance R L , ie the ratio between charging and discharging rectifiers G 1 and G 2 . Resistance should be as close as possible to zero. Only the rectifier G 1 is supplied with the measurement voltage U dann kann man von einem Spitzenwertgleichrichter beaufschlagt, während dem Gleichrichter G2 eine um sprechen. Ein Mittelwertgleichrichter sollte möglichst 55 den Faktor q größere Spannung qU zugeführt wird, keinen Ladekondensator aufweisen, damit er auch F i g. 2 zeigt in den Kurvenzügen I (für gepulstethen you can be acted upon by a peak value rectifier, while the rectifier G 2 one to speak. A mean value rectifier should, if possible, be supplied with a voltage qU which is greater than the factor q , not have a charging capacitor so that it also F i g. 2 shows in the curves I (for pulsed tatsächlich eine dem Mittelwert der anliegenden Sinusspannungen) und II (für unsymmetrische Recht-Wechselspannung proportionale Ausgangsgleichspan- eckspannungen) das optimale Verhältnis IcJk1 der nung liefert. Bei der erwähnten bekannten Gleich- Innenwiderstände der beiden Gleichrichter "bei gerichterschaltung wird diese Forderung an einen 60 meinsamem Außenwiderstand, und in den Kurven-Mittelwertgleichrichter trotz der hier vorgesehenen zügen III (Sinus) und IV (Rechteck) das optimale Kondensatoren durch eine Gegenkopplung erfüllt. Verhältnis q zwischen der dem Gleichrichter G, (k.,) actually one of the mean value of the applied sinusoidal voltages) and II (for asymmetrical right AC voltage proportional output DC voltage corner voltages) delivers the optimal ratio IcJk 1 of the voltage. In the case of the known DC internal resistances of the two rectifiers "in the case of a rectifier circuit, this requirement is met by a common external resistance, and in the curve mean value rectifier, despite the III (sine) and IV (square) provided here, the optimal capacitors are met by a negative feedback. Ratio q between the rectifier G, (k.,) Eine solche bekannte Gleichrichterschaltung er- und der dem Gleichrichter G1 (&,) angebofenen möglicht noch keine ideale Effektivwertanzeige, vor Wechselspannung, sofern beide Gleichrichter einen allem nicht in einem breiten Bereich des Tastverhält- 65 gemeinsamen Lastwiderstand speisen, nisses der angelegten Wechselspannung. Bei einer transformatorlosen Ausführung derSuch a known rectifier circuit and the one offered to rectifier G 1 (&,) does not yet allow an ideal rms value display for AC voltage, provided that both rectifiers do not feed a common load resistance over a wide range of the duty cycle, namely the applied AC voltage. In the case of a transformerless version of the Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Effektivwert- Gleichrichterschaltung ist es zweckmäßig, beide gleichrichterscbaliuoH zu schaffen, die in einemIt is an object of the invention, an effective value rectifier circuit, it is useful both Rectifier halls to create that in one
DE19671591997 1967-10-26 1967-10-26 RMS rectifier Expired DE1591997C (en)

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DE1591997A1 DE1591997A1 (en) 1971-01-07
DE1591997B2 DE1591997B2 (en) 1972-06-22
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