DE1791149B1

DE1791149B1 - ACTIVE TWO-POLE CONNECTION WITH HIGH DIFFERENTIAL RESISTANCE

Info

Publication number: DE1791149B1
Application number: DE19681791149
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Preis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1968-09-23
Publication date: 1971-05-27
Also published as: NL153051B; JPS4944224B1; SE352209B; GB1273049A; NL6912610A

Description

ι 2ι 2

Bei der trägerfrequenten Nachrichtenübertragung spannung von außen zuzuführen (deutsche Auslegeüber koaxiale Leitungen darf der dem Fernspeise- schrift 1194 012).To supply voltage from the outside for carrier-frequency communication (German interpretation over Coaxial lines are allowed by the remote feed code 1194 012).

gleichstrom überlagerte Wechselstrom im Dauer- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alsdirect current superimposed alternating current in continuous The invention is based on the object as a

betrieb bestimmte niedrige Grenzwerte nicht über- Zweipol ausgebildete Stromregelschaltung so zu verschreiten. Sind im gleichen Kabel die Leitungen für 5 bessern, daß die Ausnutzung ihres hohen dynamischen Systeme, die mit Gleichstromfernspeisung arbeiten, Widerstandes nicht nur bei einem festen Gleichstrom- und wechselstromgespeiste Systeme parallel geführt, wert möglich ist.did not operate certain low limit values beyond a two-pole current control circuit. Are in the same cable the lines for 5 better that taking advantage of their high dynamic Systems that work with remote direct current supply, resistance not only with a fixed direct current and AC-fed systems run in parallel, which is possible.

dann können in den Fernspeisekreis des ersten Sy- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 an-then can in the remote feed circuit of the first Sy- This task is by the in claim 1 an-

stems Dauerwechselspannungen von mehreren Volt gegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbilinduziert werden. Damit der infolgedessen überlagerte io düngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen Wechselstrom einen zulässigen Wert nicht über- beschrieben.stems continuous alternating voltages of several volts given invention solved. Beneficial induction of further training will. So that the consequently superimposed io fertilize the invention are in the subclaims AC current does not exceed a permissible value.

schreitet, sind sogenannte Beeinflussungssperren vor- Durch diese Schaltung wird erreicht, daß improgresses, so-called influencing barriers are before- Through this circuit it is achieved that im

gesehen, die im Fernspeisekreis einen hohen Wech- Gegensatz zur bekannten Schaltung der hohe dynaselstromwiderstand und einen niedrigen Gleichstrom- mische Widerstand in einem wesentlich größeren widerstand aufweisen sollen. · 15 Gleichstrombereich wirksam ist und daß der Gleich-seen that in the remote feed circuit a high alternating contrast to the known circuit of the high dynasel current resistance and should have a low direct current mixing resistance in a much larger resistance. 15 direct current range is effective and that the direct current

Der erforderliche Wechselstromwiderstand läßt stromwiderstand mit zunehmendem Gleichstrom in sich durch Drosseln realisieren, die beim jeweils er- vorteilhafter Weise kleiner wird. Infolge des hohen forderlichen Fernspeisegleichstrom eine ausreichende dynamischen Widerstands verhält sich die Schaltung Induktivität aufweisen müssen. Genauere Betrach- gegenüber dem Gleichstrom überlagerten Wechseltungen zeigen jedoch, daß diese hierfür eine Induk- 20 strömen wie eine Drossel. Im Gegensatz zu dieser tion benötigen, bei welcher schon beträchtliche Eisen- weist sie jedoch in vielen Anwendungsfällen wesentverluste auftreten, die von der Beeinflussungsspan- lieh geringere Verluste, geringeres Gewicht und nung gedeckt werden müssen, wozu aber ein Wech- Volumen auf, verursacht außerdem keine Phasenselstrom erforderlich ist, der weit oberhalb des zu- drehung und kann keine Energie speichern. • lässigen Maximalwertes liegt. Um jedoch die Eisen- 25 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Verluste herabzusetzen, sind die Verringerung der Hand der Figuren 2 bis 5 näher erläutert. Induktion und die Wahl kleinerer Drosseln erforder- In F i g. 2 ist die als elektronische SiebschaltungThe required AC resistance lets current resistance with increasing DC current in can be realized by throttling, which is advantageously smaller in each case. As a result of the high The circuit behaves if the remote supply direct current has a sufficient dynamic resistance Must have inductance. Closer examination of changes superimposed on the direct current show, however, that these flow an inductive 20 like a throttle for this purpose. In contrast to this one tion, at which there is already considerable iron, but in many applications it has significant losses occur that borrowed from the influencing span lower losses, lower weight and voltage must be covered, but for which a change volume, also causes no phase separate current it is necessary that it is well above the turn-off and cannot store any energy. • permissible maximum value. However, to the iron 25 An embodiment of the invention is attached to Reduce losses, the reduction of the hand of Figures 2 to 5 are explained in more detail. Induction and the choice of smaller chokes required- In F i g. 2 is used as an electronic filter circuit

lieh. Beide Maßnahmen haben eine Verkleinerung verwendbare Zweipolschaltung im Prinzip dargestellt, der Induktivität zur Folge, so daß mehrere Drosseln Die Fig. 3 und 4 enthalten die zugehörige sta-borrowed. Both measures have shown a downsizing usable two-pole circuit in principle, the inductance, so that several chokes. Figs. 3 and 4 contain the associated sta-

hintereinandergeschaltet werden müssen. Die Ver- 30 tische Stromspannungskennlinie bzw. die Kennlinien wendung von Drosseln im Fernspeisekreis erfordert für den Gleich- und Wechselstromwiderstand der daher nicht nur einen beträchtlichen Aufwand, son- Zweipolschaltung.must be connected in series. The vertical current-voltage characteristic or the characteristics The use of chokes in the remote feed circuit is required for the DC and AC resistance of the therefore not only a considerable effort, but two-pole connection.

dem ist auch wegen des-großen erforderlichen Vo- In F i g. 5 ist die Verwendung der Zweipolschaltungthis is also because of the large required Vo- In F i g. 5 is the use of the two-pole connection

lumens und des hohen Gewichts derart ausgebildeter als Beeinflussungssperre im Fernspeisekreis einer Beeinflussungssperren nachteilig. 35 Trägerfrequenzstrecke dargestellt.lumens and the high weight so trained as an influencing block in the remote feed circuit Influence locks disadvantageous. 35 carrier frequency path shown.

Zur Erzielung einer günstigeren Lösung läßt sich Das Netzwerk der Zweipolschaltung zwischen denTo achieve a more favorable solution, the network of the two-pole circuit between the

bekanntlich eine als elektronischer Stromregler ar- Klemmen El, El (Fig. 2) besteht im wesentlichen beitende Schaltung an Stelle von Drosseln in Gleich- aus den beiden Transistorstufen mit den Komplemenstromschaltkreisen verwenden. Einfache Stromregel- tärtransistoren Ts 3 und Ts 4 und aus der Steuerschaltungen bestehen aus der Emitter-Kollektor- 40 schaltung mit den Transistoren Ts 5, Ts 6 und mit Strecke eines Transistors, dessen Kollektor-Emitter- dem Spannungsteiler R3, R4, R5 (Konstantspanwiderstand von einer im Basis-Emitterkreis mittels · nungsregelschaltung). Die Transistorstufe mit dem einer Zenerdiode und eines Emitterwiderstands ge- pnp-Transistor Ts 4 wird durch die im Steuerkreis bildeten Differenzspannung gesteuert wird. Zwei der- mittels der Zenerdiode Z 4 und dem Emitterwiderartige, mit komplementären Transistoren aufgebaute 45 stand R 8 gebildeten Differenzspannung in Abhängig-Schaltungen, deren Basis- und Kollektorelektroden keit vom Strom Jg durch den Zweipol gesteuert. Die wechselseitig miteinander verbunden sind, arbeiten den Transistor Ts 3 der zweiten Transistorstufe so, daß jede Schaltung den Strom durch die Zener- steuernde Differenzspannung hängt außer von der diode der anderen Schaltung stabilisiert. ■ .,.- Zenerdiode Z3 vom Aussteuerungszustand des imAs is well known, an electronic current regulator ar- terminals El, El (Fig. 2) consists essentially of working circuit instead of chokes in equal-use from the two transistor stages with the complementary current circuits. Simple current regulating transistors Ts 3 and Ts 4 and the control circuits consist of the emitter-collector circuit with the transistors Ts 5, Ts 6 and a transistor whose collector-emitter is the voltage divider R 3, R4, R5 ( Constant voltage resistance of one in the base-emitter circuit by means of voltage control circuit). The transistor stage with a zener diode and an emitter resistor pnp transistor Ts 4 is controlled by the differential voltage formed in the control circuit. Two of the differential voltages formed by means of the Zener diode Z 4 and the emitter resistor-like, constructed with complementary transistors, stood R 8 in dependent circuits, whose base and collector electrodes are controlled by the current Jg through the two-terminal network. They are mutually connected to one another, the transistor Ts 3 of the second transistor stage work in such a way that each circuit depends on the current through the Zener-controlling differential voltage, except for the stabilization of the diode in the other circuit. ■., .- Zener diode Z3 from the level of the im

Eine derartige Konstantstromschaltung ist in F i g. 1 50 Emitterkreis des npn-Transistors Ts 3 liegenden im Prinzip dargestellt. Der Zweipol besteht aus den Steuertransistors TsS vom gleichen Leitfähigkeitstyp zwei Komplementärtransistoren TsI, Ts 2, der Zener- ab, der abhängig von einer der am Zweipol abfallen- diodeZl mit dem EmitterwiderstandRl im Steuer- den Spannung Ug proportionalen Spannung über kreis des Transistors TsI sowie der Zenerdiode Z2 einen Abgriff des Spannungsteilers A3, R4, RS gemit dem Emitterwiderstand Rl im Steuerkreis des 55 steuert wird. Zur Kompensation des Temperatur-Transistors Ts 2. Die Schaltung hat die Eigenschaft, ganges ist den Widerständen R 4, RS die Serienschaldaß sie für einen konstanten Gleichstrom einen tung des Widerstands R6 und eines temperaturkleinen statischen Widerstand und einen großen dy- abhängigen Widerstands Th parallel geschaltet. Der namischen Widerstand aufweist. Ein Nachteil dieser Steuertransistor Ts 5 befindet sich mit dem Transistor Schaltung besteht darin, daß diese Eigenschaften nur 60 Ts 6 in einer Verbundschaltung, wobei die Basisfür einen konstanten Gleichstrom gegeben sind. elektrode des letzten Transistors über den Widerstand Aus einer Schaltung zur Stabilisierung von Gleich- Rl mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden spannungen, die vom Prinzip der Reihen- bzw. ist. In den Steuerkreis des Transistors TsS ist die Nebenschlußstabilisierung ausgeht, ist es auch be- Referenzdiode D eingeschaltet. Die Kollektor-Emitterkannt, zur Vergrößerung der maximal zulässigen Ver- 65 strecke des Transistors Ts 5 stellt somit einen Verlustleistung mehrere Transistoren als steuerbare Glie- änderbaren Widerstand dar, dessen Größe sich mit der in parallelen Schaltungszweigen anzuordnen und dem Spannungsabfall Ug am Zweipol ändert. Es wird dem Transistor in einem der Zweige eine Steuer- dadurch erreicht, daß sich in einem begrenzten Ar-Such a constant current circuit is shown in FIG. 1 50 emitter circuit of the npn transistor Ts 3 is shown in principle. The two-pole consists of the control transistor TsS of the same conductivity type, two complementary transistors TsI, Ts 2, the Zener, which depends on one of the two-pole diodes Zl with the emitter resistor Rl in the control voltage Ug proportional voltage across the circuit of the transistor TsI and the Zener diode Z2 a tap of the voltage divider A3, R4, RS with the emitter resistor Rl in the control circuit of the 55 is controlled. To compensate for the temperature transistor Ts 2. The circuit has the property that the resistors R 4, RS are connected in parallel with the series circuit that they have a constant direct current a direction of the resistor R6 and a temperature-small static resistor and a large dy-dependent resistor Th . The namic resistance exhibits. A disadvantage of this control transistor Ts 5 is located with the transistor circuit is that these properties are only 60 Ts 6 in a compound circuit, the basis for a constant direct current being given. Electrode of the last transistor across the resistor From a circuit for stabilizing DC Rl with the tap of the voltage divider connected voltages, which is based on the principle of series or. In the control circuit of the transistor TsS the shunt stabilization is stopped, it is also switched on reference diode D. The collector-emitter identified, to increase the maximum permissible distance of the transistor Ts 5 , thus represents a power loss of several transistors as a controllable variable resistance, the size of which changes with the parallel circuit branches and the voltage drop Ug at the two-terminal network. A control is achieved for the transistor in one of the branches in that it is in a limited ar-

beitsbereich eine gewünschte Klemmenspannung genügend genau selbsttätig einstellt (Fig. 3). Der Gleichstromwiderstand Rg des Zweipols weist angenähert einen hyperbolischen Verlauf auf (Fig. 4).beitsbereich automatically adjusts a desired terminal voltage with sufficient accuracy (Fig. 3). The direct current resistance Rg of the two-terminal network has an approximately hyperbolic curve (FIG. 4).

Um für dynamische Vorgänge den gewünschten Wechselstromwiderstand in einem weiten Arbeitsbereich zu erhalten, wird die Arbeitspunkt-Steuerschaltung mit Hilfe des Kondensators C im Steuerkreis der Verbundschaltung Ts 5, Ts 6 stark verzögert und damit für schnelle periodische Vorgänge praktisch unwirksam gemacht. Damit ergibt sich der in F i g. 4 in Abhängigkeit vom Gleichstromdurchfiuß dargestellte Verlauf des Wechselstromwiderstands bei 50 Hz.In order to obtain the desired alternating current resistance in a wide working range for dynamic processes, the operating point control circuit is greatly delayed with the aid of the capacitor C in the control circuit of the composite circuit Ts 5, Ts 6 and thus made practically ineffective for fast periodic processes. This results in the in FIG. 4 the course of the alternating current resistance at 50 Hz as a function of the direct current flow.

Die untere Grenze des Arbeitsbereiches der Schaltung ist durch den maximal erforderlichen Wechselstromwiderstand bzw. den maximal zulässigen Gleichstromwiderstand gegeben, während die obere Arbeitsbereichsgrenze durch die Beanspruchungsgrenzen der verwendeten Bauteile oder wiederum durch den minimal erforderlichen Wechselstromwiderstand bestimmt ist.The lower limit of the operating range of the circuit is due to the maximum required AC resistance or the maximum permissible DC resistance, while the upper working range limit is determined by the load limits the components used or, in turn, by the minimum required AC resistance is determined.

In Fig. 5 ist ein Anwendungsbeispiel für die Zweipolschaltung angedeutet. Zwischen dem Fernspeisegerät Fsp und den Leitungen al, al einer Übertragungsstrecke, auf der eine Beeinflussungsspannung Ub wirksam ist, befindet sich die aus der Zweipolschaltung bestehende Beeinfiussungssperre Bsp, in welcher Drosseln nicht mehr erforderlich sind. Der Zweipol ist mit Hilfe der ZenerdiodeZ5 vor Überspannungen geschützt.In Fig. 5 an application example for the two-pole circuit is indicated. Al between the remote supply device and Fsp lines, al of a transmission line, is effective on the influencing voltage Ub is located which consists of the two-pole circuit Beeinfiussungssperre Ex, in which chokes are no longer required. The two-pole is protected against overvoltages with the help of the Zener diode Z5.

Die Verwendung der Zweipolschaltung als elektronische Siebschaltung ist mit gleichem Erfolg auch in Zusammenhang mit anderen Schaltungen, z. B. Gleichrichterschaltungen, anwendbar.The use of the two-pole circuit as an electronic filter circuit is also equally successful in connection with other circuits, e.g. B. rectifier circuits, applicable.

Claims

Patent claims:

1. Active two-pole circuit with high differential resistance, consisting of two symmetrically constructed transistor current control circuits, each with a transistor of the opposite conductivity type, whose base and collector electrodes are mutually connected and which are connected to one another in each of the base-emitter circuits by means of a Zener diode and an emitter resistor differential voltage formed are controlled, in particular to suppress the alternating currents induced by inductive influence in the direct current remote feed circuit of carrier frequency systems, characterized in that at least one of the two emitter resistors is connected in series, consisting of the collector-emitter path of a further transistor (TsS) and one in the forward direction polarized diode (D) is replaced, and that the transistor (Ts5) controlled by means of a voltage divider (R3, R4, RS) as a function of a voltage (Ug) proportional to the total voltage drop of the two-terminal network is er.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the voltage divider (R3, R4, RS) is temperature compensated.

3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the further transistor (TsS) is connected in combination with at least one further transistor (Ts 6).

4. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage tapped at the voltage divider for controlling the further transistor (Ts S) is bridged by a capacitance (C).

1 sheet of drawings