DE1804389A1 - Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad - Google Patents

Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad

Info

Publication number
DE1804389A1
DE1804389A1 DE19681804389 DE1804389A DE1804389A1 DE 1804389 A1 DE1804389 A1 DE 1804389A1 DE 19681804389 DE19681804389 DE 19681804389 DE 1804389 A DE1804389 A DE 1804389A DE 1804389 A1 DE1804389 A1 DE 1804389A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
control
voltage
proportional
behavior
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681804389
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Sturm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE19681804389 priority Critical patent/DE1804389A1/de
Publication of DE1804389A1 publication Critical patent/DE1804389A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0088Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using discontinuously variable devices, e.g. switch-operated
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/02Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

  • Versärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker mit veränderlichem Versärkungsgrad, in dessen Rückkopplungsschleife zwei über @e einen Spannungsteiler vorgespannte Dioden in und parallelschaltung geschaltet sind.
  • Derartige Verstärker sind z.B. aus der DAS 1 255 141 bekannt und haben insbesondere als Summierverstärker die Aufgabe, dem Eingang des Verstärkers Augeführte Eingangssignale mit möglichst großer Geschwindigkeit zu einem gemeinsamen Ausgangssignal zu summieren. Dieses wird bei den bekannten Verstärkern dadurch erreicht, daß bei Vorliegen kleiner Eingangssignale mit einem bessonders großen Verstärkungsgrad des Verstärkers schnell ein Ausgangssignal ausreichenden Signalpegels erhalten wird, während bei Vorliegen größerer Eingangssignale der Verstärkungsgrad durch die im Riickkopplungszweig liegende Diodenschaltung automatisch so weit verringert wird, da keine Übersteuerung.des Verstärkers auftreten kann.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Allfgabe zugrunde, einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad zu schaffen, der seinen Verstärkungsgrad nicht nur in Abhängigkeit der Größe des Eingangssignals bzw. des aufgrund dieses erzeugten Ausgangssignals seLbsttätig ändert, sondern zusätzlich noch eine frequenzabhängige Verstärkungsregelung aufweist. Derartige Eigenschaften eines Verstärkers sind z.B. besonders bei einem Regelverstärker erwünscht, dem die Aufgabe zugrundeliegt, insbesondere bei mit Nichtlinearitäten behafteten-Regeisystemen die Einstellgenauigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Dauer des Einschwingvorgangs so kurz wie möglich zu machen.
  • Ausgehend von einem Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad, in dessen Rückkopplungsschleife zwei über je einen Spannungsteiler vorgespannte Dioden in Antiparallelschaltung geschaltet sind, ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß den Dioden eine Serienschaltung als Kondensator und Impedanz parallelgeschaltet ist.
  • Wird dieser gemäß der Erfindung ausgebildete Verstärker als Regelverstärker eingesetzt, so wirkt dieser oberhalb der durch die D odenschaltung gegebenen Spannungsschwellen seines Ausgangssignales als rein proportional arbeitender Regler und wiirde damit einen Istwert in kurzer Zeit ohne Überschwingen auf einen sich vom Sollwert unterscheidenden Wert zurückführen, der die Regelabweichung darstellt und z.B. durch Nichtlinearitäten des Regelsystems bedingt ist. Die Spannungsschwellen des Ausgangssignals, außerhalb der der Regelver- stärker ein proportionales Verhalten zeigt, sind nun so gewählt, daß'diese aufgrund des proportionalen Verhaltens auftretende endliche Regelabweichung innerhalb dieser Spannungsschwellen liegt, innerhalb derer der Regelverstärker aufgrund des zusätzlich der Diodenschaltung parallelgeschalteten Kondensators ein proportional-integrales Regelverhalten zeigt.
  • Da dieses proportional-integrale Regelverhalten des Regelverstärkers erst von einem relativ kleinen Wert einer Regelabweichung ausgeht, tritt auch nur ein sehr geringes Überschwingen des Ausgangssignals um den Sollwert auf.
  • Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Im einzelnen zeigen: Figur 1 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Regelverstärker; Figur 2 die Kennlinie dieses Regelverstärkers unter Vernachlässigung der Phasenbeziehungen und Figur 3 eine Gegenüberstellung des mit dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Regelverstärkers erreichten Regelverhaltens gegenüber einem proportionalen und proportional-integralen Regelverhalten, wobei die Regelabweichung#x in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt ist.
  • Einem herkömmlichen Operationsverstärker 1 wird über einen Widerstand R1 ein Eingangssignal ul zugeführt, während am Ausgang des Operationsverstärker ein Ausgangssignal u2 abnehmbar ist. Der Ausgang des Orzerationsverst<arkers ist iiber eine Reihenschaltung aus einem Kondensator C und Widerständen R2 und R3 unmittelbar mit dem Eingang des Operationsverstärker verbunden. I)er Kondensator (« und der Widerstand R sind dabei durch zwei in Antiparallelschaltung geschaltete Dioden D1 und D2 derart überbrückt, daß jede der Dioden über ein einstellbares Potentiometer P1 bzw. P2 mit einer Spannung solcher Polarität verhunden ist, daß sie in Sperrichtung auf einen bestimmten am Potentiometer einstellbaren Wert vorgespannt sind, wobei der jeweils andere Anschluß der Potentiometer mit dem Ausgang des Operationsverstetkers 1 verbunden ist.
  • In Figur 2 ist die statische und dynamische Kennlinie der Ausgangsspannung u2 in Abhängigkeit der Eingangsspannurlg u1 dargestellt, wobei deutlich zu erkennen list, daß der Verstärker oberhalb der durch den Wert U20 gegebenen Spannungsschwellen ein proportionales Verhalten zeigt, d.h. der Verstärkungsgrad des Verstärkers konstant ist. Unterhalb der Spannungsschwellen U20 ist dagegen der Verstärkungsgrad des Verstärkers sehr viel größer und außerdem, wie durch in Figur 3 as willkürliche Beispiele eingetragene Parameter Cb ) 2 und #3 dargestellt, frequenzabhängig.
  • Die Größe der Spannungsschwelle U20 wird bei vernachlässigbarer Durchlaßspannung der Dioden durch das an den Potentiometern P1 und P2 eingestellte Spannungsteilerverhäitnis und die Größe der an den Potentiometern liegenden Spannung U0 sowie in gewissen Grenzen durch die Frequenz bestimmt. Für das Übertragungsverhalten des Verstärkers gelten die folgenden Gleichungen: 1. Für eine Ausgangsspannung |u2| < U20 u2 R2 + R3 = - . (1 + ) und u1 R1 j# C(R2 + R3) 2. für eine Ausgangsspannung |u2| > U20: u2 R2 1 U20 = - . - , wobei α das Spannungsteileru1 R1 1-α |u1| verhältnis der Potentiometer P1 und P2 angibt.
  • Aus diesen beiden Gleichungen ist zu erkennen, daß der Verstärkungsgrad bei einer Ausgangsspannung u2, die kleiner als die Schwellspannrng U20 ist, gröber als bei einem Ausgangssignal |u2| tu2 U20 und außerdem freouenzabhängig ist. Ist dagegen die Ausgangsspannung 12 größer als die Spannungsschwelle U20, so ist der Verstärkungsgrad kleiner als im ersten Fall und konstant, aiso frequenzunabhängig.
  • Figur das Regelverhalten eines diesen Verstärker als Regelverstärker benutzenden Reglers ergibt sich daher folgendes: Ein Regler mit einem rein oroportional-integralen Regelverhalten, wie es in Figur 5 unter a dargestellt ist, erzielt zwar eine große Genauigkeit, mit der nach einer bestimmten endlichen Einschwingzeit der Sollwert zu erreichen ist, ist jedoch aufgrund dieser relativ großen Einschwingzeit nachteilig. Bei einem Regler mit rein proportionalem Verhalten, wie es in Figur 5 unter b dargestellt ist, tritt zwar diese lange Einschwingzeit nicht auf, ist jedoch der Sollwert nicht genau zu erreichen. Mit Hilfe des gemäß der Erfindung ausgebildeten Verstärkers werden nun die Vorteile dieser beiden Regelverhalten vereinigt, ohne daß jedoch die Nachteile auftreten. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Regelverstärker bei großen Ausgangssignalen, nämlich außerhalb der Spannungsschwellen U20, ein rein proportionales Hegelverhalten, wie unter b in Figur 3 dargestellt ist, zeigt. Beim Übergang zu kleineren Werten de Ausgangssignals, die also innerhalb der Spannungsschwellen U20 liegen, zeigt der Regelverstärker jedoch proportional-integrales Verhalten, wie es unter a in Figur 5 dargestellt ist. Da erst bei Erreichen eines relativ Kleinen Wertes das proportional-integrale Verhalten des Regelverstärkers wirksam wird, sind die Amplituden beim Uberschwingen des AIsga£igssigrIa1.s nur klein, wodurch auch die Einschwingzeit klein wird. Dieses mit dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Regelverstärker erreichte Regelverhalten ist in Figur 3 unter c dargestellt.
  • Wie aus Figur 7 zu ersehen ist, ist mit dem beschriebenen-Regelverstärker daher sowohl eine sehr genaue, als auch hinsichtlich der Einschwingzeit sehr schnelle Zurückführung eines vom Sollwert abweichenden Istwertes auf den jeweils gewünschten Sollwert möglich. Durch die mit Hilfe der Potentiometer in bestimmten Grenzen frei wählbare Größe der Spannungsschwellen U20 ist dabei eine relativ freizügige Wahl der in Figur 2 dargestellten Kennlinie des Verstärkers und damit auch des jeweils gewünschten Regelverhaltens eines solchen als Regelverstärker eingesetzten Verstärkers möglich.
  • Patentansprüche:

Claims (3)

  1. Patentansprüche 1. Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad, in dessen Rückkopplungsschleife zwei über je einen Spannungsteiler vorgespannte Dioden in Antiparallelsehaltung geschaltet sind, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß den Dioden (Dl,D2) eine Serienschaltung aus Kondensator (C) und Impedanz (R3) parallelgeschaltet ist.
  2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jeder Spannungsteiler (Pl,P2? jeweils für eine der Dioden (Dl,D2) getrennt einstellbar ist.
  3. 3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Verstärker als ein in Abhängigkeit der Größe des Ausgangssignals (u2) proportionales oder proportional-integrales Regelverhalten aufweisender Regelverstärker eingesetzt ist.
    L e e r s e i t e
DE19681804389 1968-10-22 1968-10-22 Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad Pending DE1804389A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681804389 DE1804389A1 (de) 1968-10-22 1968-10-22 Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681804389 DE1804389A1 (de) 1968-10-22 1968-10-22 Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1804389A1 true DE1804389A1 (de) 1970-07-16

Family

ID=5711128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681804389 Pending DE1804389A1 (de) 1968-10-22 1968-10-22 Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1804389A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808524A (en) * 1972-04-20 1974-04-30 Noranda Mines Ltd Apparatus for determining the amount of magnetic material in a sample
US3832536A (en) * 1971-09-27 1974-08-27 Cit Alcatel Integrator circuit
US4350959A (en) * 1980-04-14 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Feedback signal amplifier
DE3614529A1 (de) * 1985-05-01 1986-11-06 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Femto-amperemeter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832536A (en) * 1971-09-27 1974-08-27 Cit Alcatel Integrator circuit
US3808524A (en) * 1972-04-20 1974-04-30 Noranda Mines Ltd Apparatus for determining the amount of magnetic material in a sample
US4350959A (en) * 1980-04-14 1982-09-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Feedback signal amplifier
DE3614529A1 (de) * 1985-05-01 1986-11-06 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Femto-amperemeter
US4628277A (en) * 1985-05-01 1986-12-09 General Electric Company Femtoammeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3618337C2 (de)
DE2165865A1 (de) Servomechanismus
DE2305291C3 (de) Regelschaltung zur Regelung der Amplitude eines Signals
DE2133330C3 (de) Monostabiler Multivibrator
DE2167266C2 (de) Begrenzerschaltung
DE2539269C3 (de) Gegentaktverstärker
DE1804389A1 (de) Verstaerker mit veraenderlichem Verstaerkungsgrad
DE2441355C3 (de) Impulsmodulationsverstärker zur Telegraphiezeichenentzerrung mit einem einen Verstärker aufweisenden Verstärkerschaltkreis mit automatischer Verstärkungsregelung
DE1956692A1 (de) Verstaerkerstufenschaltung fuer einen logarithmischen Verstaerker
EP0818877B1 (de) Schaltungsanordnung zur Offset-Kompensation
DE3113824C2 (de) Verstärker mit Mitteln zum Unterdrücken von Gleichspannungssprüngen am Verstärkerausgang
DE2361809C3 (de) Verstärkungsreglerschaltung
DE1513876C (de) Anordnung zur selbsttätigen Regelung einer Wechselspannung
DE2134414C3 (de) Nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischer Verstärker
CH645214A5 (de) Verfahren zum begrenzen des spitzenstromes und des mittleren stromes eines servoschaltverstaerkers und strombegrenzerschaltung zu dessen ausfuehrung.
DE1941134A1 (de) Generator fuer Saegezahnspannung
DE2003092C3 (de) Elektronische Oszillatorschaltung mit einem Ausgangssignal, dessen Frequenz durch Eingangssignale änderbar ist
DE1804813B2 (de) Schaltung zum Nachregeln der Frequenz eines Oszillators
DE2402091A1 (de) Schaltung fuer die zeitverzoegerung von signalen
DE2302064C3 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer harmonischen, ein schnelles Einschwingverhalten aufweisenden Schwingung
DE2524257A1 (de) Verfahren und anordnung zur verkleinerung des durch die anlaufspannung eines gleichstrommotors bedingten nicht ausregelbaren lageabweichungsbereiches
DE2916833A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufrechterhaltung einer genauen regelung der ausgangsspannung beziehungsweise des ausgangsstroms eines gegentakt-wandlers bei grossen aenderungen der eingangsspannung
DE1245419B (de) Frequenzdiskriminator, von dessen Eingangssignal eine Impulsfolge abgeleitet wird
DE1513876B2 (de) Anordnung zur selbsttaetigen regelung einer wechselspannung
DE2263868A1 (de) Steuerschaltung fuer stromversorgungsschaltungen