DE1806834C3 - Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich, bei der die zu vergleichenden Spannungen von außen an die Schaltungsanordnung angelegt werden.

Schaltungen zum Spannungsvergleich sind bekannt und werden beispielsweise in elektronischen Meßgeräten wie Digitalvoltmetern u. dgl. verwendet, um eine zu messende Spannung durch Vergleich mit einer geräteinternen Vergleichsspannung in Größe und Polarität zu ermitteln. Die bekannten Schaltungen bestehen dabei im wesentlichen aus zwei als Differenzverstärker miteinander verbundenen Röhrenstufen, wobei die zu messende Spannung jeweils dem Gitter einer dieser beiden Röhren zugeführt wird und über diese erste Röhre sowie einen nachgeschalteten Gleichspannungsverstärker an das Gitter der zweiten Röhre gelangt. Dort wird sie in einem Kondensator gespeichert. Durch Umlegen zweier mechanisch bewegter Kontakte wird dann von dieser im Kondensator gespeicherten Meßspannung im Differenzverstärker die geräteinti.TK Vergleichsspannung subtrahiert, die nun an Stelle der Meßspannung am Gitter der ersten Röhre liegt. Um <i\irch kontinuierliche Messungen auch Schvi'ankungen der zu messenden Spannung erfassen zu können, werden bei dieser bekannten Schaltung die beiden mechanischen Kontakte, die Bestandteil eines elektromechanischen Schalters sind, in einem bestimmten Rhythmus, beispielsweise mit Netzfrequenz, zwischen ihren beiden Siellucgen hin- und hergeschaltet, in denen die Ladung aes Speicherkoiidensators mit der Meßspannung bzw. der Vergleich dieser Spannung mit der geräteinternen Vergleichsspannung erfolgt Wie zu erwarten, unterliegen die Kontakte bei dieser Schaltung einem hohen Verschleiß und müssen daher häufig gegen entsprechende neue Kontakte ausgetauscht werden, was eine ständige Wartung der mit diesen bekannten Schaltungen aufgebauten Geräte erfordert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist, die außerdem eine galvanische Trennung der Eingänge gewährleistet und einen Vergleich von mehr als zwei Spannungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest zwei Brückenschaltungen mit einem kapazitivenersten Längszweig vorgesehen sind, wobei jede dieser Brückenschaltungen zumindest ein Bauelement aufweist, das einen spannungsabhängigen Kapazrtätswert besitzt und mit einer der zu vergleichenden Spannungen beaufschlagt wird. Ferner ist bei dieser Schaltungsanordnung nach der Erfindung jede Brückenschaltung so mit einer Wechselspannungsquelle verbunden, d«iß das von dieser Quelle gelieferte Hflfssignal in den Brückenquerzweig eingespeist im zwei- »0 ten Brückenlängszweig Wechselströme hervorruft, die mit den entsprechenden Strömen der anderen Brükkenschaltungcn zu einem gemeinsamen, von Größe und Polarität der zu vergleichenden Spannungen abhängigen Suunmensignal addiert werden. ¹S Der wesenvliche Vorteil, den die Erfindung gegenüber den bekannten Schaltungen aufweist, liegt vor altem im Wejgfall von mechanisch bewegten Teilen, so daß sich für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch ohne Wartung eine nahezu unbegrenzte Betriebsdauer ergibt. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen sehr hohen Eingangswiderstand auf und eignet sich daher besonders zum Vergleich von Spannungen, die von Spannungsquellen mit hohem Innenwiderstand abgegeben werden, wobei es gleichzeitig mit der erfindungsgemäßen Schaltung möglich ist, bei einer entsprechen den Zahl von Brückenschaltungen auch drei und mehr Spannungen miteinander m vergleichen.

Durch die DT-Patentanmeldung P 37116 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der an einem Doppelspanruingsteiler zwei miteinander zu vergleichende Spannungen erzeugt werden. Durch einen mechanischen oder elektrischen Umschalter werden die beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen an den Eingang eines Verstärker? geführt. Sind die beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen nicht gleich, so entsteht durch das Umschalten am Ausgang des Umschalters eine mäanderförmige Spannungskurve. Die Spannungsimpulse des Verstärkers werden über einen Transformator auf eine Phasenbrücke gegeben, die über eine weiteren Transformator die Vergleichswechselspannung erhält. Dabei werden die Meß- und die Vergleichsspannung addiert bzw. subtrahiert. Ein Meßinstrument mißt die Differenz beider Spannungen.

Das von den zu vergleichenden Spannungen abhängige Summensignal steht bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zunächst einmal als Wechselspannungssignal zur Verfügung. Es können jedoch auch Mittel vorgesehen werden, durch die eine Gleichrichtung dieses Wechselspannungssignals erfolgt. Besonders vorteilhaft ist eine phasenempfindliche Gleichrichtung, die dann eine Gleichspannung liefert, die nicht nur in ihrer Größe, sondern auch in ihrer Polantat von den zu vergleichenden Spannungen abhängt. Werden beispielsweise, wie bei einem Digitalvoltmeter, nur zwei Spannungen miteinander verglichen, von denen eine, beispielsweise die geräteinterne Vergieichsspannung bekannt ist, so kann durch eine derartigt: phasenempfindliche Gleichrichtung auf besonders einfache Art nicht nur die Größe, sondern auch die Polarität der zweiten unbekannten Spannung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung ermittelt werden.

Die Frequenz des Hilfssignals richvet sich bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in erster Linie nach ihrem speziellen Verwendungszweck. Dient die Schaltung beispielsweise ausschließlich

dazu, um in ihrer Größe konstante Gleichspannungen miteinander zu vergleichen, so ist die Wahl dieser Hilfssignalfrequenz völlig unkritisch. Sollen hingegen Spannungen verglichen werden, deren Größe sich in periodischen Schwankungen ständig verändert, so wird die Frequenz des Hilfssignals bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung höher als die höchste frequenz dieser periodischen Schwankungen gewählt. Bei Verwendung der Vergleichsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in Digitalvoltmetern ist beispielsweise eine Hilfssignalfrequenz von 50 Hz ausreichend.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung besteht der erste, kapazitive Brückenlängszweig vorzugsweise aus zwei derartigen Bauelementen mit spannungsabhängigem Kapazitätswert. Diese im weiteren der Einfachheit halber als >spannungsabhängige Kapazitäten« bezeichneten Bauelemente sind dabei in Serie geschaltet, wobei ihr Verbindungspunkt an den Brückenquerzweig angeschlossen ist.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung äußerst zweckmäßig, wenn jeder Brückenschaltung nur jeweils eine der zu vergleichenden Spannungen zugeführt wird, wodurch sich eine besonders gute Entkopplung der diese Spannungen liefernden Quellen ergibt. Besteht nun dabei der erste, kapazitive Längszweig jeder Brücke aus zwei spannungsabhängigen Kapazitäten, so werden die zu vergleichenden Spannungen den einzelnen Brücken so zugeführt, daß sie jeweils an der Serienschaltung der beiden spannungsabhängigen Kapazitäten anliegen. Durch geeignete Schaltmaßnahmen ist dabei dafür gesorgt, daß die beiden jeweils in Serie liegenden spannungsabhängigen Kapazitäten durch die zu vergleichenden Spannungen in ihren Kapazitätswerten gegenläufig verändert werden, oder daß doch zumindest je nach Polarität der anliegenden Spannung jeweils der Kapazitätswert einer Kapazität konstant bleibt und der der anderen Kapazität unter dem Einfluß dieser Spannung verändert wird.

Das Summensignal wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dadurch erzeugt, daß die Ströme des zweiten Längszweiges jeder Brückenschaltung eine oder auch mehrere Wicklungen durchfließen, die Bestandteil eines Übertragers sind, an dessen Sekundärwicklung dann das von Größe und Polarität der zu vergleichenden Spannungen abhängige Summensignal entsteht.

Die vorliegende Erfindung wird nun im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei zwei bevorzugte Ausfühningsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, während in den Fig. 3 bis 5 zwei Halbleiteranordnungen und deren elektrisches Verhalten wiedergegeben sind, die sich in besonders vorteilhafter Weise zum Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eignen.

Die Fig. 1 zeigt eine Spannungsvergleichsschaltung gemäß der Erfindung mit zwei Brückenschaltungen. Die Zahl der Brückenschaltungen ist bei der dargestellten speziellen Ausfühningsform der Erfindung an sich willkürlich gewählt und kann dem jeweiligen speziellen Anwendungsfall entsprechend auch wesentlich höher liegen. Verglichen werden die beiden Spannungen IVj₁, und U_Sl2, die den mit den Ziffern 1 und 2 bezeichneten Eingangsklemmen beider Brückenschaltungen zugeführt werden und am Ausgang 3-4 eine Spannung U₄ erzeugen. Jede Brückenschaltung besitzt zwei spannungsabhängige Kapazitäten 5 und 6, deren Serienschaltung den kapazitiven Brückenlängszweig zwischen den Schaltungspunkten 7 und 8 bildet. Dieser bisher als kapazitiver erster Längszweig bezeichnete Schaltungsteil liegt parallel zum Eingang 1-2. Der zweite Längszweig besteht bei jeder Brücke jeweils aus den beiden Wicklungen 9 und 10, die Teil des Übertragers 11 sind und die in Serie geschaltet und dem kapazitiven ersten Längszweig wechselstrommäßig parallel liegen. Gleichspannungsanteilc werden dabei durch die beiden Trennkondensatoren 12 und 13 von diesen Wicklungen ferngehalten. Zwischen den Verbindungspunkten 14 und 15 der beiden Wicklungen 9 und 10 bzw. der beiden spannungsabhängigen Kapazitäten 5 und 6 erstreckt sich der Brükkenquerzweig, in den erfindungsgemäß das Wcchselspannungssignal U_H der Hilfssignalquclle 16 eingespeist wird. Die Einkopplung des Hilfssignals erfolgt bei der dargestellten speziellen Ausführungsform der Erfindung über die beiden mit der Ziffer 17 bezeichneten Übertrager.

Auch bei der in der Fig. 1 gezeigten Schaltung werden durch das Verändern der Kapazitäten 5 und 6 unter dem Einfluß der Spannung U_Sll bzw. U_Sl2 die im zweiten Brückenlängszweig fließenden Ströme verändert. Da diese Ströme durch die Wicklungen 9 bzw. 10 des Übertragers 11 fließen, äußert sich diese Stromänderung in einer Änderung der Spannung U_A, die in der Sekundärwicklung 18 des Übertragers 11 entsteht. Für das elektrische Verhalten der Schaltung ist es zweckmäßig, die Brückenschaltungen jeweils so auszubilden, daß beim Fehlen der Spannungen l/_Sll und U_Sl2 die Ströme in den Wicklungen 9 und 10 gleich sind und sich außerdem in ihren Wirkungen gegenseitig aufheben. Setzt man jeweils gleiche elektrische Werte für diese Wicklungen voraus, so werden zum Aufbau des kapazitiven Brückenlängszweiges Bauelemente verwendet, die zumindest beim Fehlen der Spannungen l/_Sllund U_Sl2 gleiche Kapazitätswerte aufweisen. Diebeiden Wicklungen 9 und 10 sind hierbei gleichsinnig gewickelt und so miteinander verbunden, daß der Wicklungsanfang einer Wicklung am Wicklungsende der anderen Wicklung angeschlossen ist.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß es bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform der Erfindung selbstverständlich nichi erforderlich ist, daß jeweils die Wicklungen 9 und IC einer Brückenschaltung in der Windungszahl mit der entsprechenden Wicklungen der anderen Brücken· schaltung(en) übereinstimmen. Vielmehr ist es durch aus möglich, daß, falls die zu vergleichenden Span nungen in ihrer Größe sehr stark voneinandei abweichen, dieses durch eine entsprechende größen oder kleinere Windungszahl der Wicklungen 9 und K ausgeglichen wird, so daß die Ströme der einzelnei Brückenschaltungen im Übertrager 11 etwa gleicl große magnetische Flüsse erzeugen.

Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schaltungsanordnung, die im Aufbai und in der Wirkungsweise im wesentlichen der im Zu spmmenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Schaltun; entspricht. Als Besonderheit ist hier an der Sekundär wicklung des Übertragers eine Gteichrichterschaltun vorgesehen, die eine phasenempfindliche Gleichrich tung der Spannung U_A ermöglicht. Die Sekundär wicklung 18 weist zu diesem Zweck eine Mittelanzap fung 19 auf, die beispielsweise mit dem Schaltung?

nullpunkt verbunden ist. Ebenfalls mit diesem Schaltungsnullpunkt ist der eine Pol der Hilfssignalquelle 16 verbunden, während der zweite Pol dieser Signalquelle über die Verbindungsleitung 20 an den Verbindungspunkt 21 zweier in Serie liegender Dioden 22 und 23 angeschlossen ist, die, wie bei Schaltungen zur phasenempfindlichen Gleichrichtung üblich, über die beiden Ladekondensatoren 24 und 25 der Wicklung 18 parallel geschaltet sind. Die Ausgangsspannung IT₁(J, entsteht zwischen dem Schaltungsnullpunkt und der Klemme 26, die mit dem Schleifer eines Potentiometers 27 in Verbindung steht. Mit diesem Potentiometer läßt sich die Symmetrie der Schaltung einstellen, so daß zwei gleich große, aber um 180° phasenverschobene Spannungen U_A am Ausgang zwei ebenfalls gleich große Spannungen U_AGI mit unterschiedlicher Polarität erzeugen.

Zum Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eignen sich ganz unabhängig von ihrem speziellen Aufbau sperrschichtfreie Halbleiterbauelemente mit spannungsabhängigen Kapazitätswerten besonders gut.

Eine besonders gunstige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich hierbei, falls der kapazitive erste Längszweig jeder Brücke von einem einzigen sperrschichtfreien Halbleiterbauelement gebildet wird. Dieses i;i seinem Aufbau völlig neuartige Bauelement besteht aus einem Halbleiterkörper eines bestimmten Leitungstyps, auf dessen Oberfläche eine erste und eine zweite Elektrode isoliert aufgebracht sind und der mit einer dritten Elektrode sperrschichtfrei kontaktiert ist. Die erste und zweite Elektrode bilden bei Verwendung dieses Bauelementes in der Schaltungsanordnung nach der Erfindung die Endpunkte des kapazitiven Brückcnlängszweiges, während die dritte Elektrode mit dem Brückenquerzweig verbunden ist.

Die Verwendung derartiger sperrschichtfreier Bauelemente ermöglicht es nun, bei einem entsprechenden Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Frequenzen für das Hilfssignal bis in den GHz-Bereich hinein zu wählen und auf diese Weise mit de r Vergleichsschaltung nach der Erfindung auch äußerst schnelle Schwankungen der zu vergleichenden Spannungen zu erfassen.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau eines sperrschichtfreien Halbleiterbauelementes, wie es in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet wird. Es besteht aus dem Halbleiterkörper 28, an dessen Ober- und Unterseite die mit den Ziffern 29 und 30 bezeichneten Isolierschichten aufgebracht sind. Auf den Isolierschichten befinden sich die beiden Metallelektroden 31 und 32, die bisher als erste und zweite Elektrode bezeichnet wurden und bei Verwendung des Bauelementes in der erfindungsgemäßen Schaltung die beiden Endpunkte des kapazitiven, ersten Brückenzweiges bilden, die beispielsweise in den Fig. 1 und 2 mit den Ziffern 7 bzw. 8 bezeichnet sind. Unter den Isolierschichten sind im Halbleiterkörper 28 zwei schwachdotierte, dünne Bereiche 33 und 34 vorgesehen. Außerdem weist der Halbleiterkörper noch eine hochdotierte Zone 35 auf, die zwischen diesen beiden schwachdotierten Bereichen 33 und 34 eingebettet ist. Die Störstellenkonzentration der Bereiche 33 und 34 beträgt dabei bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial beispielsweise 10" bis 10" Störstellen je cm³, während der Bereich 35 beispielsweise eine Störstellenkonzentration von 10¹⁸ bis K)²" Störstellen je cm' aufweist.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer sperrschichtfreien Halbleiteranordnung, die sich in besonders vorteilhafter Weise in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwenden läßt. Der Halbleiterkörper 28 ist hier an seiner Oberseite mit einer Isolierschicht 29 versehen, auf der sich zwei flächengleiche Metallclektroden 31 und 32 befinden. Unter der Isolierschicht weist der Halbleiterkörper auch hier wieder einen schwachdotierten Bereich 33 auf, an den sich die hochdotierte Halbleiterzone 35 anschließt. An der der Isolierschicht gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers ist sperrschichtfrei die dritte Elektrode 36 angebracht. Auch diese Halbleiteranordnung wird in der erfin-

»5 dungsgemäßenSchaltungso betrieben, daß die beiden Elektroden 31 und 32 die Endpunkte des ersten kapazitiven Brückenlängszweiges bilden, die in den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung mit den Ziffern 7 und 8 bezeichnet sind.

Die Elektrode 36 wird wiederum mit dem Brückenquerzweig verbunden. Die Dotierung des Halbleiterbereiches 33 beträgt bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial vorzugsweise wiederum 10ⁿ bis 10^IS Störstellen je cm³, während für die hochdotierte

²S Zone 35 beispielsweise eine Störstcllenkonzentration von 10¹⁸ bis 10²⁰ Störstellen je cm' gewählt ist. Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, daß beide Halbleiteranordnungen jeweils vollständig aus Halbleitermaterial einer Dotierungsart bestehen, daß also der Halbleiterkörper 28 in beiden Anordnungen in seinem gesamten Bereich entweder n- oder p-leitend ist. Bei den beiden in den Fig. 3 und 4 dargestellten und beispielsweise aus Silizium bestehenden Bauelementen werden die Isolierschichten vorzugsweise von einem Halbleiteroxyd wie z. B. Siliziummonoxyd oder Siliziumdioxyd gebildet, wenngleich hierfür selbstverständlich auch andere Isolierschichten wie Siliziumnitrid oder Metalloxyde geeignet sind. Die Dicke der schwachdotierten Zonen 33 bzw. 34 beträgt bei den gezeigten Bauelementen vorzugsweise 1 bis 5 μίτι. Die Fig. 5 zeigt den Kapazitätsverlauf der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Bauelemente in Abhängigkeit von einer zwischen den Elektroden 31 und 32 liegenden Spannung U₅.. Ist beispielsweise die Dotierungsart so gewählt, daß sämtliche Bereiche des Halbleiterkörpers 28 η-leitend sind und wird außerdem vereinbart, daß U₅, dann positiv gezählt wird, wenn die Elektrode 31 positiv gegenüber der Elektrode 32 ist, so gibt der in der Fig. 5 mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Kurvenzug C, die zwischen den Elektroden 31 und 35 wirkende Kapazität und der mit unterbrochenen Linien dargestellte Kurvenzug C₂ die zwischen den Elektroden 32 und 36 wirkende Kapazität wieder. Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Werte

ss von C₁ und C₂ bei der Spannung U₅, gleich Null einander gleich. Bei Anlegen einer positiven Spannung U_Sl behält C, seinen Maximalwert bei, während der Wert von C₂ mit wachsendem U₅, einem Minimalwert zustrebt. Bei geänderter Polarität der Spannung U₅, ist

&> dann das Verhalten der beiden Kapazitäten gerade umgekehrt. Wird nun eine derartige sperrschichtfreie Halbleiteranordnung beispielsweise in einer der beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltung verwendet, so ist auf Grund der obigen Ausführungen leicht verständlich, daß sich beim Fehlen der Spannungen U_Sll und U₅₁₁ und bei gleicher Windungszahl sowie gleichem Windungssinn der Wicklungen 9 und 10 die Ströme

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in diesen Wicklungen in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben und keinen Beitrag, zur Erzeugung einer Ausgangsspannung U_A liefern. Erst das Anlegen einer der Spannungen U_Sll bzw. U_Sl2 bewirkt je nach der Polarität dieser Spannung in der entsprechenden Brücke eine Verkleinerung einer der beiden Kapazitäten 5 und 6 und bringt auf diese Weise, da die zweite Kapazität in ihrem Wert konstant bleibt, die Brücke aus ihrem Gleichgewicht. Dies führt zu einem erhöhten Wechselstrom in einer der beiden Wicklungen 9

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und 10, der dann zusammen mit entsprechenden Strömen der anderen Brückenschaltungen in der Sekundärwicklung 18 des Übertragers 11 die Spannung U_A hervorruft.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daC die beiden in den Fig. 3 und 4 dargestellten Halbleiteranordnungen auch dahingehend abgeändert seir können, daß die schwachdotierten Bereiche jeweils den gesamten Halbleiterkörper 28 einnehmen und dei hochdotierte Bereich 35 entfällt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Spannungsvergleich, bei der die zu vergleichenden Spannungen von außen an die Schaltungsanordnung angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Brückenschaltungen mit jeweils einem kapazitiven ersten Längszweig (7,8) vorhanden sind, daß jeder dieser kapazitiven Längszweige zumidnest ein elektrisches Bauelement (5, 6) aufweist, das einen spannungsabhängigen Kapazitätswert besitzt und mit einer der zu vergleichenden Spannungen beaufschlagt wird, und daß außerdem jede Brückcnschaitung so mit einer Wechselspannungsquelle (16) verbunden ist, daß das von dieser Quelle gelieferte Hinssignal m den Brückenquerzweig eingespeist im zweiten Längszweig (9,18) Wechselströme hervorruft, die mit den entsprechenden Strömen der anderen Brükkenschaltungen zu einem gemeinsamen, von Größe und Polarität der zu vergleichenden Spannungen abhängigen Summensignal addiert werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive erste Längszweig (7, 8) jeder Brückenschaltung mit zwei derartigen elektrischen Bauelementen (5,6) mit einem spannungsabhängigen Kapazitätswert aufgebaut ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Brückenschaltung zur Steuerung der spannungsabhängigen Kapazität(en) jeweils nur eine der zu vergleichenden Spannungen (U₅,) zugeführt wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die spannungsabhängigen Kapazitäten (S, 6) jeder Brückenschaltung derart geschaltet sind, daß sie in ihren Kapazitätswerten durch eine an 4« ihrer Serienschaltung anliegenden Spannung gegenläufig oder zumindest doch so geändert werden, daß abhangig von der Polarität dieser Spannung jeweils eine Kapazität in ihrem Wert konstant bleibt, während die zweite Kapazität unter dem Einfluß der anliegenden Spannung einen kleineren Wert annimmt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Längszweig jeder Bruckenschaltung jeweils von zwei in Serie liegenden Wicklungen (9, 10) gebildet wird, die an ihrem Verbindungspunkt (14) am Brückenquerzweig angeschlossen und dem kapazitiven ersten Längszweig (7, 8) wechselstrommäßigparallel geschaltet sind, und daß die Wicklungen sämtlicher Brückenschaltungen Teil eines Übertragers sind, in dessen einziger Sekundärwicklung ein von den Strömen sämtlicher Brückenschaltungen abhängiges Summensignal entsteht.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden im zweiten Längszweig jeder Brücke liegenden Wicklungen (9,10) derart ausgebildet und geschaltet sind, daß sich die in ihnen fließenden Ströme beim Fehlen der zu vergleichenden Spannungen in ihren Wir kungen gegenseitig aufheben.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die beiden Wicklungen (9, 10) einer Brückenschaltung gleiche Windungszahlen besitzen.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, über die das Hilfssignal induktiv in den Brückenquerzweig der einzelnen Brückenschaltungen eingekoppelt wird.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (17) vorgesehen sind, durch die eine Gleichrichtung des an der Sekundärwicklung des Übertragers entstehenden Signals erfolgt.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für eine phasenempfindliche Gleichrichtung des an der Sekundärwicklung des Übertragers entstehenden Signals vorhanden sind.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als iriilfssignal ein Wechselspannungssignal (16) von 50 Hz verwendet wird.

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichiiiet, daß zumindest der kapazitive erste Längszweig (7, 8) einer Brückenschaltung von einem einzigen sperrschichtfreien Halbleiterbauelement gebildet wird, daß dieses Bauelement aus einem Halbleiterkörper (28) eines bestimmten Leitungstyps besteht, an dessen Oberfläche eine erste (31) und eine zweite (32) Metallelektrode isoliert aufgebracht sind und der mil einer dritten Elektrode (36) sperrschichtf rei kontaktiert ist, und daß dieses Bauelement sei geschaltet ist, daß die erste und zweite Elektrode ;ieweils die Endpunkte des kapazitiven ersten Länigszweiges (7,8) bilden, während die dritte Elektrode mit dem Brückenquerzweig (15) verbunden ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein sperrschichtfreies Halbleiterbauelement vorgesehen ist, bei dem die erste (31) und zweite (32) Elektrode isoliert an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächeriseiten eines Halbleiterkörpers angebracht sind.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein sperrschichtfreies Halbleiterbauelement vorgesehen ist, bei dem die erste (31) und zweite (32) Elektrode als flächengleiche Metallelektroden isoliert auf einer Oberflächenseite eines Halbleiterkörpers aufgebracht sind.

15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem sperrschichtfreien Halbleiterelement die Isolierschichten (9,20,30) aus Siliziumdioxyd bestehen.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem sperrschichtfreien Halbleiterbauelement der Halbleiterkörper (28) aus Silizium besteht.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (28) des sperrschichtfreien Halbleiterbauelementes schwach dotiert ist und etwa 10" bis 10¹⁵ Störstellen je cm' aufweist.

18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß

zumindest ein sperrschichtfreies Halbleiterbauelement vorgesehen ist, dessen Halbleiterkörper (28) mit Ausnahme eines dünnen Bereiches (33, 34) unter der ersten und zweiten Elektrode hochdotiert ist.

19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der hochdotierte Teil (35) des Halbleiterkörpers des sperrschichrfreien Halbleiterbauelementes 10^I8bis 10²" Störstellen je cm³ aufweist.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein sperrschichtfreies Halbleiterbauelement vorgesehen ist, bei dem der schwachdotierte, dünne Bereich (33, 34) unter der ersten und zweiten Elektrode etwa 1 bis 5 μνη dick ist.