DE1900180B2 - Schaltungsanordnung zur Durchgangs- und Spannungsprüfung - Google Patents

Description

Anzeigeeinrichtung (A) als astabile Kippschaltung ausgebildet ist.

ohmscher Widerstand eingeschaltet im Weiterhin hegt dabei in dem Etektroden/weig des Schalttrans.stors, der sowohl dem Eingangs- als auch dem Ausgangskreis anfiehört. eine SpannungsqueHe. die so gepolt ist. daß der Schalttninsistor bei geschlossenem Eingangskreis durchgesteuert ist Schließlich ist in den Ausgangskreis des Schalttransistors eine Anzeigeeinrichtung emge-

^SC Abgesehen davon, daß mit dieser bekannten Schal tungsanordnung wegen der Niederohm^ke.t des <.hmschen Widerstandes im Eingangskreis des Schalttransi stors nur relativ kleine Widerstandselemente bis in die Größenordnung von 500 Ohm prüfbar sind, können ν or allen Dingen keine Fremdspannungen geprüft werden

is Würde nämlich an die Eingangsklemmen eine Fremd spannung angelegt, so hätte der Schalttransistor be, einer Polarität der Fremdspannung, für welche seine Emitter-Basis-Strecke gesperrt ist, praktisch die vorspannung auszuhalten, weil deren Widerstand in d·,·

sem Fall groß gegen den ohmsdien Widerstand im 1 ... «angskreis ist. Andererseits fließt bei einer Polare! der Fremdspannung, für welche die Emitter-Ha--. Strecke in Durchlaßrichtung vorgespannt ist ;>■,< Grund der Niederohmigkeit des Eingangskreises ·..;.-.

großer Strom in den Transistor. In beiden Fällen wurde also der Transistor überlastet.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles kann dem in gangskreis des Schalttransistors eine Diode derart

...,., .. — allel geschaltet werden, daß sie der Diode des Tn

durch"ge^ennzdch"net,' daß der"Tongeber"(/M) der 30 stor-Eingang-ikreises antiparallel liegt, wie dies aus deZeitschrift »Elektronik«. Nr. 19. Juni 1966. S. 454 K<. 456. bekanntgeworden ist.

Für den Fall der Prüfung von Fremdspannung _ee währleistet diese Maßnahme aber auch nur insoweit Schutz gegen Überlastung, wie die parallelgeschahetc Diode strommäßig belastbar ist. Für jeweils eine Polarität einer zu prüfenden Wechselspannung ist nämiu h immer eine Diode der Pari'üelschaltung in Durchlaßrichtung geschaltet; geht man, wie dies in der Praxis der Fall ist, für die Diode und den Schalttransistor vom gleichen Halbleitermaterial aus, so ist auch die Diode strommäßig nicht höher belastbar als der Transistor.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der in Rede ste henden Art anzugeben, mit der sowohl eine Prüfung von Widerstandselementen (Durchgangsprüfung) mit einem großen Bereich von Widerstandswerten als auch eine Spannungsprüfung mit Spannungswerten, die über den zulässigen Spannungen für den Schalttn?nsistor licgen, möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Eingangskreis des Schalttransistors eine Diode parallel geschaltet ist, die so gepolt ist, daß

sie die Spannung der Spannungsquelle sperrt, daß der Diode auf der Seite der Prüfklemmen eine Lampe mit vorgegebener Zündspannung parallel geschaltet ist und daß die Anzeigeeinrichtung als Tongeber mit nachgeschaltetem Schallgeber ausgebildet ist.

Auf Grund der Ausbildung der Schaltungsanordnung ergeben sich folgende Vorteile:

Da der im Eingangskreis des Transistors liegende Widerstand so hochohmig ist, daß der Strom im Basis-Emitter-Kreis des Transistors auf einen Wert begrenzt wird, der dem Transistor nicht schaden kann, ist der gesamte Prüfkreis und damit auch die Anzeigeeinrichtung hochohmig ausbildbar. Ist die Anzeigeeinrichtung durch einen astabilen Multivibrator und einen Schallge-

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Durchgangs- und Spannungsprüfung mittels eines Schalttransistors, bei der die offenen Klemmen des Schalttransistor-Eingangskreises die Prüfklemmen bilden, bei der in den Eingangskreis des Schalttransistors ein ohmscher Widerstand eingeschaltet ist, dessen Widerstandswert so groß ist, daß der Strom im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors auf einen diesem nicht schadenden Wert begrenzt wird, bei der in dem Elektrodenzweig des Schalttransistors, der sowohl dem Eingangs- als auch dem Ausgangskreis angehört, eine SpannungsqueHe eingeschaltet ist. die so gepolt ist, daß der Schalttransistor bei geschlossenem Eingangskreis durchgesteuert ist, und bei der in den Ausgangskreis des Schalttransistors eine Anzeigeeinrichtung eingeschaltet ist.

Es ist bekannt, daß Transistoren als Schalter verwendbar sind. Wird bei einem beispielsweise in Emitterschaltung betriebenen Transistor der Basis-Strom vom Wert Null vergrößert, so erhöht sich der Strom im Kollektorkreis mit zunehmendem Basisstrom weiter, bis bei einem bestimmten Basisstrom der maximale Kollektorstrom erreicht ist. Auf diese Weise kann also der Transistor zwischen zwei Grenzzuständen »durchgesteuert« und »gesperrt« gehalten werden.

Es ist weiterhin aus der FR-PS I 236 403 eine Schaltungsanordnung zur Prüfung von Widerstandselementen, beispielsweise Halbleiterelementen, ohmschen Widerständen oder Schaltkreiselementen bekanntgeworden, bei der die offenen Klemmen des Eingangskreises eines Schalttransistors die Prüfklemmen bilder, und bei der im Eingangskreis des Schalttransistors ein

■ gebildet, so zieht der Ausgangskreis, d. h. die Anzei-

einrichtung, lediglich einen Strom von b bis ti mA gedüber einem Strom von 70 bis 90 mA bei der aus der jjngangs genannten FR-PS vorbekannten Schaltung*- qordnung. Damit kann der Wertebereich von zu prü-

nden Widerstandselementen wesentlich erweitert erden.

Darüber hinaus gewährleistet die zur Emitter-Basisbiode des Transistors antiparallelliegende Diode in an |ch bekannter Weise, daß sowohl an ihr als a\ich am

ngangskreis des Transistors für jede Polarität einer prüfenden Spannung immer nur die Dioden-

hwellspannung abfällt Eine Spannungsüberlastung es Schalttransistors ist daher nicht möglich. Da bei der jrgenannten Hochohmigkeit des Widerstandes im •ingangskreis auch die Anzeigeeinrichtung hochohmig Ausgebildet werden kann, ist auch eine Stromüberla-

img des Transistors bei Fremdspannungsprüfung nicht möglich.

Durch das weitere Merkmal der Einschaltung einer Lampe mit vorgegebener Zündspannung in den Eingangskreis kann die Grenze des WertebereicSs von zu prüfenden Spannungen noch weiter heraufgesetzt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Figur.

In der in der Figur dargestellten Schaltungsanordnung ist in dem Emitterzweig eines Transistors Γ eine Batterie B derart eingeschaltet, daß der negative Pol der Batterie direkt am Emitter liegt. Der positive Poi der Batterie ist über einen Widerstand R an eine Klemme b herausgeführt, während die Basis des Transistors Tdirekt an einer Klemme a liegt. Die Klemmen a und b bilden den Eingang der Schaltung. Im Kollektor, d.h. also im Ausgangskreis des Transistors Γ liegt eine Anzeigeeinrichtung A. die sich beispielsweise aus einer astabilen Kinpschaltung M und einem Schallgeber S zusammensetzt.

Wie im folgenden noch genauer ausgeführt wird, ist dem Eingangskreis des Transistors Teine Diode D hinter dem Widerstand R parallel geschaltet, deren Wirkung bei bestimmten Anwendungsfällen in die Gesamtwirkung der Schaltung mit einbezogen wird.

Schließlich liegt parallel zu den Eingangsklemmen n und b eine bei einer vorgegebenen Spannung zündende Lampe L, welche ebenfalls bei bestimmten Anwendungsfällen in die Gesamtwirkung der Schaltung einbezogen wird, wie im folgenden noch genauer auszuführen ist.

Die im Vorstehenden beschriebene Schaltungsanordnung kann nun für zahlreiche Prüfvorgänge Verwendung finden.

Zunächst eignet sich die Schaltung zur Durchgangsprüfung beispielsweise von Leitungen, Widerständen, Kontakten, Lampen, Transformatoren, Sicherungen usw.

Beim Anlegen eines Prüflings an die Klemmen a und b wird ein Stromkreis geschlossen, welcher, beispielsweise von der Klemme a ausgehend, über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T, die Batterie B, den Widerstand R und den Prüfling läuft. Im Basis-Emitter-Kreis des Transistors T fließt also ein Strom, der den Transistor durchsteuert so daß im Kollektor-Emitter-Kreis ebenfalls ein Strom aus der Batterie B über die Anzeigeeinrichtung A fließt. Entspricht das Durchgangsverhalten des Prüflings dem gewünschten Verhalten, so sendet der Schallgeber einen Ton aus, d. h. es

wird eine akustische Anzeige für das Durchgangsverhalten des Prüfling!, erhalten.

Entsprechend kann mit der Schaltungsanordnung eine Prüfung von gerichteten Bauelementen, wie beispielsweise Dioden und Transistoren, vorgenommen werden. Je nach Polarität des Prüflings an den Klemmen a und b ist also der Transistor T entweder durchgeschaltet oder gesperrt Es ergibt sich also eine akustische Anzeige für das Sperrverhalten bzw. das Durchlaßverhalten derartiger Bauelemente.

Bei Prüfung von Kondensatoren ergibt sich auf Grund der Dauer des akustischen Signals ein Maß für den Kapazitätswert. Liegt nämlich an den Klemmen a und b ein Kondensator bestimmten Kapazitätswertes, so fließt nach Maßgabe dieses Kapazitätswertes ein zeitlich begrenzter Ladestrom, für dessen Dauer der Transistor Tdurchgesteuert ist

Eine weitere Anwendungsmöglicbkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich für die Prüfung von Gleich- und Wechselstrom mit verschiedenen Spannungswerten. Bei zu palenden Gleichspannungen ergibt sich ein unterschiedlirhes Verhalten je nach Größe und Polarität dieser Spannung an den Klemmen a und b.

Wird die zu prüfende Spannung derart an die Klemmen a und b angeschaltet, daß sie sich im Eingangskreis des Transistors Γ der Spannung der Batterie B hinzuaddiert, so wird der Transistor durchgesteuert, da die zu prüfende Spannung die Spannung der Batterie B unterstützt.

Wird dagegen die zu prüfende Spannung mit umgekehrter Polarität an die Klemmen a und b angeschaltet, so subtrahieren sich die zu prüfende Spannung und die Spannung der Batterie B, d. h. der Transistor 7" wird in geringem Maß oder überhaupt nicht durchgesteuert.

Um mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung Spannungsprüfungen in einem relativ weiten Spannungsbereich vornehmen zu können, r.t im Eingangskreis des Transistors T der Widerstand R vorgesehen. Dieser Widerstand begrenzt den Strom im Basis-Emitter-Kreis des Transistois auf einen Wert, der dem Transistor nicht schaden kann.

Bei Prüfspannungen, welche den Wert der Zündspannung der Lampe L übersteigen, ergibt sich zusätzlich noch eine optische Anzeige.

Beim Prüfen von Wecl.-slspannungen fließt zunächst ein Gleichstrom aus der Batterie B über die an den Klemmen a und b angeschlossene Wechselspannungsquelle. Diesem Gleichstrom überlagert sich ein Wechselstrom, der jedoch zusätzlich noch durch die Wirkung der Diode D beeinflußt wird. Für eine Wechselstromhalinvelle, bei der die Klemme a positiv gegenüber der Klemme b ist, werden die Diode ü rnd der Transistor T leitend. Während der negativen Ha'bwelie — d. h. Klemme a negativ gegenüber Klemme b — liegt die zu prüfende Spannung am Transistor. Der Transistor ist in diesem Falle gesperrt. Auf Grund dieses Sachverhaltes schaltet der Transistor im Rhythmus der Wechselspannung durch, d. h. der Tongeber, der z. B. mit einer Frequenz von 1 kHz schwingt, wird mit der Wechselspannungsfrequenz moduliert, so daß im Lautsprecher ein modulierter To*a hörbar wird.

Übersteigt die zu prüfende Wechselspannung den Wert der Zündspannung der Lampe L, so brennt diese zusätzlich.

Eine Prüfung bzw. Feststellung von Phase und Nullleiter erfolgt folgendermaßen:

Legt man an die Klemme a oder b eine Phase einer

IO

Wechselspannung an, so fließt ein überwiegend kapazitiver Strom über den Basis-Emitter-Kreis, die Batterie und den Vorwiderstand R zur umgebenden Luft über die entsprechend andere Klemme ab. Da die Schaltung dermaßen empfindlich ist, daß sie bereits auf Ströme von einigen Mikroampere anspricht, reicht bereits dieser vorwiegend kapazitive Strom aus, um den Schalttransistor T in gewissen Größenordnungen durchzuschallen. Da der Transistor hierbei eine gleichrichtende Wirkung ausübt, wird der dabei entstehende Strom im Nebenschluß über den Tongeber zum Schallgeber weitergeleitet und so im Schallgeber ein nur der Frequenz der Wechselspannung entsprechendes Signal abgestrahlt, d. h. hier findet keine Überlagerung zwischen dem Signal des Tongebers (z.B. von 1 kHz) und der Frequenz der Wechselspannung statt. Wird die frei bleibende Klemme mit der Hand berührt oder sonst mit der Erde in Verbindung gebracht, so verstärkt sich die Wirkung wesentlich. Wird an eine der Klemmen a oder b eine Leitung angeschlossen, die mit Erde ver- « bunden ist oder sonst keine Spannung aufweist, so ist infolge eines nicht vorhandenen Stromflusses auch kein Signal hörbar.

Schließlich ist es auch möglich, lange vieladrige Kabel mit Hilfe von zwei in der Figur dargestellten Schaltungsanordnungen zu prüfen. Schließt man an zwei Leitungen eines vieladrigen Kabels am einen Ende eine Schaltungsanordnung mit den Klemmen a und b an, so herrscht in diesen beiden Leitungen das entsprechende Potential der eingebauten Batterie B. Legt man an dem J anderen Ende dieser, zwei Leitungen ebenfalls eine Schaltungsanordnung mit den Klemmen a und b in gleicher Polarität an, so heben sichdie beiden Spannungen der beiden eingebauten Batterien auf, d. h. in keiner der beiden Schaltungsanordiiungen ertönt ein Signal. Vertauscht man jedoch bei der zweiten Schaltungsanord nung die zwei Leitungen, so daß diese Schaltungsanordnung erst mit ihren Klemmen in Reihe zu der anderen Schaltungsanordnung liegt, so verstärken sich die beiden Batteriespannungen und in beiden Schaltungsanordnungen ist ein Durchgangssignal zu vernehmen. Bei Ertönen des Signals weiß man also an beiden Anschlußstellen, daß an der jeweils anderen Anschlußstelle die beiden Leitungen in der richtigen Zuordnung gefunden worden sind.

Legt man an zwei lange Leitungen eines vieladrigen Kabels an dem einen Ende der Leitungen eine Schaltungsanordnung mit den Klemmen a und b an, so herrscht in den Leitungen das Potential der eingebauten Batterie B. Die Batterie B kann nur eine bestimmte Leistung ohne Spannungsabfall liefern. Wird sie einer wechselnden Belastung unterworfen, so verändert sich die Batteriespannung in gewissen Grenzen im Verhältnis zur Belastung. Wenn man also am anderen Ende der zwei Leitungen einen Kopfhörer anschließt, so ist in diesem Kopfhörer eine leises Signal mit der gleichen Frequenz zu hören, die das Signal der Schaltungsanord- ; nung selbst hat. Bei Verwendung einer astabilen Kippschaltung als Tongeber gibt es ein Last-Moment und ein Leerlaufmoment. Die Batterie B wird im Rhythmus der Frequenz des Tongebers mehr oder weniger belastet. Die dadurch hervorgerufenen Spannungsschwan ) kungen an der Batterie übertragen sich auf den gesam ten Steuerkreis, d. h. der Kopfhörer bekommt auch ein< schwankende Spannung und schwingt also in der glei chen Frequenz mit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Durchgangs- und Spunnungsprüfung mittels eines Schalttransistors, bei der die offenen Klemmen des Schalttransistor-Eingangskreises die Prüfklemmen bilden, bei der in den Eingangskreis des Schalttransistors ein Ohmseher Widerstand eingeschaltet ist, dessen Widerstandswert so groß ist, daß der Strom im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors auf einen diesem nicht schadenden Wert begrenzt wird, bei der in den Elektroden tweig des Schalttransistors, der sowohl dem Einga igs- als auch dem Ausgangskreis angehört, eine Spannungsquelle eingeschaltet is., die so gepolt ist, daß der Schalttransistor bei geschlossenem Eingangskreis durchgesteuert ist, und bei der in den Ausgangskreis des Schalttransistors eine Anzeigeeinrichtung eingeschaltet ist, d a durch gekennzeichnet, daß dem Eingangskreis des Schalttransistors (7) eine Diode (D) parallel geschaltet ist, die so gepolt ist, daß sie die Spannung der Spannungsquelle (B) sperrt, daß der Diode (D) auf der Seite der Prüf klemmen (a, b) eine Lampe (L) mit vorgegebener Zündspannung parallel geschaltet ist und daß die Anzeigeeinrichtung (A) als Tongeber (Λ-/) mit nachgeschaltetem Schallgeber (S) ausgebildet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da-