DE1616096C

DE1616096C - Circuit arrangement for displaying the quotient of two alternating voltages

Info

Publication number: DE1616096C
Application number: DE19671616096
Authority: DE
Inventors: Heinz 7417 Dettingen Baumann
Original assignee: Wandel U. Goltermann, 7410 Reutlingen
Priority date: 1967-01-26
Filing date: 1967-01-26
Publication date: 1973-01-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Quotienten der Beträge zweier Wechselspannungen, bei der die beiden Wechselspannungen gemeinsam einem Regelverstärker zugeführt werden, die eine Wechselspannung (Bezugsgröße) ausgangsseitig' auf einen konstanten Wert geregelt und die andere Wechselspannung (bezogene Größe) angezeigt wird.The invention relates to a circuit arrangement for displaying the quotient of the amounts of two AC voltages, in which the two AC voltages are jointly fed to a control amplifier that an alternating voltage (reference value) on the output side are regulated to a constant value and the other alternating voltage (related quantity) is displayed.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art, die der Messung des Reflexionsfaktors dient (Hewlett-Packard Ratio-Meter Model- 416 B), entstammen die beiden Wechselspannungen einem Richtkoppler. Bei ihr ist zwecks Unterscheidung der beiden Ausgangsspannungen des Richtkopplers eine Speisespannung der Anordnung impulsmoduliert," und von den an den beiden" Ausgängen des Richtkopplers auftretenden Spektren werden jeweils unterschiedliche Oberwellen ausgesiebt und weiterverarbeitet.In a known arrangement of this type, which is used to measure the reflection factor (Hewlett-Packard Ratio-Meter Model 416 B), the two alternating voltages come from a directional coupler. With her is a supply voltage for the purpose of differentiating the two output voltages of the directional coupler Arrangement pulse-modulated, "and of those occurring at the two" outputs of the directional coupler Different harmonics are filtered out and processed further in the spectra.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Anzeige des Quotienten zweier Wechselspannungen anzugeben, die die Quotientenbildung mit einfacheren Mitteln vornimmt. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Regelverstärker ein Gleichspannungsverstärker mit regelbarer Gegenkopplung ist und die Bezugsgröße in eine proportionale Gleichspannung umgeformt und zusammen mit der bezogenen Größe dem Gleichspannungsverstärker zugeführt ist, der auf eine konstante Ausgangsgleichspannung geregelt wird.The invention has the object of providing a circuit arrangement for displaying the quotient of two alternating voltages specify, which carries out the quotient formation with simpler means. The invention solves this task in that the control amplifier is a DC voltage amplifier with controllable negative feedback and the reference variable is converted into a proportional DC voltage and combined with of the related size is fed to the DC voltage amplifier, which is set to a constant output DC voltage is regulated.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in dem der Verstärkungsregelung dienenden Gegenkopplungspfad des Gleichspannungsverstärkers ein indirekt beheizter temperaturabhängiger Widerstand angeordnet ist, dessen Heizleiter mit einer von der Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungsver- ■ stärkers abhängigen Spannung beaufschlagt ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Ausgang des Gleichspannungsverstärkers über einen Tiefpaß mit einem ersten Eingang einer Differenzverstärkerstufe verbunden, deren zweiter Eingang mit einer Normalspannungsquelle und deren Ausgang mit dem Heizleiter gekoppelt ist. Die Erfindung kann aber auch dadurch weitergebildet sein, daß ein Ausgang des Gleichspannungsverstärkers mit einem ersten Eingang einer Differenzverstärkerstufe verbunden ist, deren zweiter Eingang kapazitiv mit dem , Ausgang des Gleichspannungsverstärkers und galva- _t nisch mit einer Normalspannungsquelle und deren Ausgang mit einer den Heizleiter speisenden Stufe verbunden ist.A further development of the invention provides that an indirectly heated, temperature-dependent resistor is arranged in the negative feedback path of the DC voltage amplifier serving for gain control, the heating conductor of which is subjected to a voltage dependent on the output DC voltage of the DC voltage amplifier. In a further embodiment of the invention, the output of the DC voltage amplifier is connected via a low-pass filter to a first input of a differential amplifier stage, the second input of which is coupled to a normal voltage source and the output of which is coupled to the heating conductor. But the invention can also be further developed in that an output of the DC amplifier is connected to a first input of a differential amplifier stage whose second input is capacitively coupled to the, output of the DC amplifier and galvanic _t cally with a normal voltage source and the output of which a heating conductor feeding stage connected is.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zur Messung des Klirrfaktors einer Wechselspannung bekannter, vorzugsweise konstanter Grundfrequenz, z. B. der Netzfrequenz, sieht vor, daß dem Gleichspannungsverstärker einerseits eine dem Effektivwert der gesamten Eingangsspannung proportionale Gleichspannung und andererseits die von der Grundschwingung befreiten Oberschwingungen zugeführt werden und der Effektivwert der Ausgangswechselspannuhg zur Anzeige gebracht wird. Auf diese Weise kommt man mit einem einzigen, die erste Harmonische (z. B. die Netzgrundfrequenz) unterdrückenden Hochpaß aus.Another embodiment of the invention for measuring the distortion factor of an alternating voltage known, preferably constant base frequency, e.g. B. the mains frequency, provides that the DC voltage amplifier on the one hand, a DC voltage proportional to the rms value of the total input voltage and on the other hand, the harmonics freed from the fundamental are fed and the RMS value of the output alternating voltage is displayed. This is how you come along a single high-pass filter that suppresses the first harmonic (e.g. the network fundamental frequency).

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier . Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Hierbei zeigt :The invention is shown in the drawing with reference to two. Embodiments shown schematically. Here indicates :

F i g. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels mit getrennten Klemmen für die beiden Eingangsspannungen undF i g. 1 is a circuit diagram of a first embodiment with separate terminals for the two input voltages and

F i g. 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels zur Netzklirrfaktormessung. F i g. 2 shows a circuit diagram of a second exemplary embodiment for measuring system distortion factor.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gelangt eine einer bezogenen Größe entsprechende erste Wechselspannung über eine Klemme 1 einer Potentialtrennordnung 2 zusammen mit einer Ausgangsgleichspannung eines Effektivwertgleichrichters 3, an dessen Eingangsklemme 4 eine zweite, einer Bezugsgröße entsprechende Wechselspannung angelegt ist, an eine ersteIn the first exemplary embodiment, a first alternating voltage corresponding to a related variable is applied via a terminal 1 of a potential separation arrangement 2 together with a DC output voltage an effective value rectifier 3, at the input terminal 4 of which a second, corresponding to a reference variable AC voltage is applied to a first

Eingangsklemme 5 eines als Differenzverstärker ausgebildeten Gleichspannungsverstärkers 6. An eine Ausgangsklemme 7 des Gleichspannungsverstärkers 6 sind ein variabler Spannungsteiler, der aus einem Festwiderstand 8 und aus einem temperaturabhängigen indirekt beheizbaren Widerstand 9 besteht und dessen Abgriff 10 mit einer zweiten Eingangsklemme 24 des Gleichstromverstärkers 6 verbunden ist, über einen Trennkondensator 11 ein Effektivwertgleichrichter 12 mit einem Anzeigeinstrument 13 sowie über einen Tiefpaß 14 ein erster Eingang 15 eines Differenzverstärkers 16 angeschlossen, dessen zweiter Eingang 17 mit einer Vergleichsspannungsquelle 18 verbunden ist. Ein Ausgang des Differenzverstärkers 16 speist einen Heizleiter 19, der den temperaturabhängigen Widerstand 9 indirekt heizt. Der variable Spannungsteiler 8,9 bewirkt eine die Verstärkung des Gleichspannungsverstärkers 6 beeinflussende Gegenkopplung, die gleichermaßen die Gleichspannungskomponente und die Wechselspannungskomponente erfaßt und die sich selbsttätig so einstellt, daß an der Ausgangsklemme 7 des Gleichspannungsverstärkers 6 der Pegel der verstärkten Gleichspannungskomponente konstant gehalten wird. Da dabei der Quotient der beiden Komponenten erhalten bleibt, ist die Größe der an der Klemme 7 erscheinenden Wechselspannungskomponente dem gesuchten Quotienten proportional.Input terminal 5 of a DC voltage amplifier designed as a differential amplifier 6. To a Output terminal 7 of the DC voltage amplifier 6 are a variable voltage divider, which consists of a fixed resistor 8 and a temperature-dependent, indirectly heatable resistor 9 and its tap 10 is connected to a second input terminal 24 of the direct current amplifier 6 is, an effective value rectifier 12 with a display instrument 13 via an isolating capacitor 11 and connected via a low-pass filter 14, a first input 15 of a differential amplifier 16, whose second input 17 is connected to a comparison voltage source 18. An output of the differential amplifier 16 feeds a heating conductor 19 which indirectly heats the temperature-dependent resistor 9. the variable voltage divider 8, 9 causes a gain of the DC voltage amplifier 6 influencing Negative feedback, which is the same as the DC voltage component and the AC voltage component detected and which adjusts itself so that at the output terminal 7 of the DC voltage amplifier 6 the level of the amplified DC voltage component is kept constant. There while the quotient of the two components is retained, the size is that which appears at terminal 7 AC voltage component proportional to the quotient sought.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gelangt die auf ihre Harmonische zu untersuchende Netzspannung von einer Eingangsklemme 20 einerseits zu einem gleichzeitig eine Potentialtrennung bewirkenden Hochpaß 21, der die Netzgrundfrequenz sperrt, und andererseits zu einem Gleichrichter 3, der eine dem Effektivwert der- angelegten Netzwechselspannung proportionale Gleichspannung liefert, die die Bezugsgröße bildet. Diese Gleichspannung gelangt zusammen mit der aus den zu bestimmenden Harmonischen bestehenden, die bezogene Größe bildenden Ausgangswechselspannung des Hochpasses 21 an eine Eingangsklemme 5 eines Gleichspannungsverstärkers 6. Eine Ausgangsklemme 7 des Gleichspannungsverstärkers 6, an der die verstärkte Bezugsgröße als Gleichspannungskomponente und die verstärkte bezogene Größe als Wechselspannungskomponente anliegt, ist mit einem ersten Eingang 15 eines die Gleichspannungskomponente mit einer Spannung einer an einem zweiten Eingang 17 liegenden Normalspannungsquelle 18 vergleichenden Differenzverstärkers 16 verbunden, und die beiden Eingänge 16 und 17 sind mit einem Kondensator 22 überbrückt, so daß die Wechselspannungskomponente an beiden Eingängen 16 und 17, nicht aber am Ausgang des Differenzverstärkers 16 erscheint, der über eine Leistungsstufe 23 einen Heizleiter 19 eines temperaturabhängigen Widerstandes 9 speist.In the second exemplary embodiment, the line voltage to be examined for its harmonics arrives from an input terminal 20 on the one hand to a potential separation at the same time High-pass filter 21, which blocks the network base frequency, and on the other hand to a rectifier 3, which is one of the RMS value of the applied mains alternating voltage supplies proportional direct voltage, which forms the reference value. This DC voltage comes together with the output AC voltage consisting of the harmonics to be determined and forming the related variable of the high-pass filter 21 to an input terminal 5 of a DC voltage amplifier 6. An output terminal 7 of the DC voltage amplifier 6, where the amplified reference variable as a direct voltage component and the amplified related variable is present as an alternating voltage component, is a first input 15 the direct voltage component with a voltage from a normal voltage source connected to a second input 17 18 comparing differential amplifier 16 connected, and the two inputs 16 and 17 are bridged with a capacitor 22, so that the AC voltage component at both inputs 16 and 17, but not at the output of the Differential amplifier 16 appears, which has a heating conductor 19 of a temperature-dependent via a power stage 23 Resistance 9 feeds.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1.Circuit arrangement for displaying the quotient of the magnitudes of two alternating voltages, in which the two alternating voltages are fed jointly to a control amplifier, one alternating voltage (reference variable) is regulated to a constant value on the output side and the other alternating voltage (related variable) is displayed. io that the control amplifier is a DC voltage amplifier (6) with controllable negative feedback and the reference variable is converted into a proportional DC voltage and fed together with the related variable to the DC voltage amplifier (6), which is regulated to a constant output DC voltage.
•

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in that of the gain control serving negative feedback path (8,9) of the DC voltage amplifier (6) an indirect heated temperature-dependent resistor (9) is arranged, the heating conductor (19) with a voltage dependent on the output DC voltage of the DC voltage amplifier (6) is applied. '

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized characterized in that the output (7) of the DC voltage amplifier (6) via a low-pass filter (14) with a first input (15) of a differential Reference amplifier stage (16) is connected, the second input (17) of which is connected to a normal voltage source (18) and whose output is coupled to the heating conductor (19) (FIG. 1).

4. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the output (7) of the DC voltage amplifier (6) with a first input {15) of a differential amplifier stage (16) whose "second input (17) is connected capacitively to the output (7) of the DC voltage amplifier (6) and galvanically mif-one, normal. voltage source (18) "and its output with" a stage (23) feeding the heating conductor (19) is connected (Fig. 2).

5. Circuit arrangement according to claim 1 or 2 for measuring the distortion factor of an alternating voltage known, preferably constant fundamental frequency, characterized in that the DC voltage amplifier (6) on the one hand a DC voltage proportional to the rms value of the total input voltage and on the other hand the harmonics freed from the fundamental are fed and the Ef- The effective value of the AC output voltage is displayed (Fig. 2). ■