DE19600593C1 - Amplifier especially for generating high voltage signals - Google Patents

Amplifier especially for generating high voltage signals

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Abstract

The amplifier includes two high voltage sources (18,19) and two controlled current sources (1,20) which are connected together in a circuit. The potential reference point (24) lies between the two high voltage sources and the potential tapping point (17) for the high voltage signal lies between the two current sources. The current sources each have at least one controlled, elementary current source (22) corresponding to the desired high voltage from n successive similar elementary current sources. Each elementary current source is controlled by a controllable voltage divider that has a fixed divider resistor (3) and a variable resistor formed by a phototransistor at the output of a photocoupler (2). An adjustable network (5) is connected in front of each photocoupler to operate, i.e. bias and control, the input photodiode of the photocoupler. To control the positive part of the signal the respective network has its output connected to the anode of the input photodiode. To control the negative part of the signal, the network lies at the cathode of the diode.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstärker zum Erzeugen von Hoch­ spannungssignalen hoher Spannungsamplitude und nahezu beliebiger Signalform.The invention relates to an amplifier for generating high voltage signals of high voltage amplitude and almost any Waveform.

An Funktionsgeneratoren, die zeitliche Spannungsverläufe wie eine Sägezahnform, Dreiecksform, Sinusform oder sonstwie un­ terschiedliche Impulsformationen erzeugen, steht eine breite Palette zur Auswahl. Die Ausgangssignale liegen aber in der Regel deutlich unter 100 V. Auf dem Markt sind Operati­ onsverstärker erhältlich, mit denen solche Spannungsverläufe proportional verstärkt werden können. Aber auch dann ist die Grenze immer noch unter 1000 V.On function generators that like voltage curves over time a sawtooth shape, triangle shape, sine shape or any other un Generating different pulse formations is a wide one Choice of palette. The output signals are in the Usually well below 100 V. Operati are on the market onsamplifier available with which such voltage curves can be proportionally amplified. But even then it is Limit still below 1000 V.

Zeitliche Funktionsverläufe, deren Spannungsamplituden deut­ lich höher als 1000 V liegen, werden nach dem Stand der Tech­ nik nur mit einem Elektronenröhrenverstärker gelöst. Wegen der Leistungsbilanz müssen bei Hochspannungsröhrenverstärkern die Arbeitswiderstände sehr hoch gewählt werden. Eine solche Ver­ stärkerschaltung benötigt weiter eine Impedanzwandlerein­ richtung zur Reduzierung des Ausgangswiderstands - also wei­ tere Röhren im Prinzip.Functional curves over time, the voltage amplitudes of which indicate are higher than 1000 V, according to the state of the art nik only solved with an electron tube amplifier. Because of the Power balance must with the high voltage tube amplifiers Working resistances can be chosen very high. Such a ver amplifier circuit also requires an impedance converter direction to reduce the output resistance - ie white principle tubes.

Der Schaltungsaufwand erhöht sich ganz enorm, soll ein solcher Hochspannungsverstärker auch noch Signale beider Polaritäten liefern. Der Aufwand an Heizung und Gitterversorgung, der bei Röhren für 5 oder gar 10 kV zu treiben ist, ist erheblich und hat großen Platzbedarf.The circuit effort increases enormously, should such High voltage amplifier also signals of both polarities deliver. The effort in heating and grid supply, which at Driving tubes for 5 or even 10 kV is substantial and takes up a lot of space.

Ein Hochspannungsverstärker kann teilweise durch eine Schal­ tung, wie sie aus der DE 40 40 164 A1 zu entnehmen ist, gelöst werden. Mit diesem Gerät sind allerdings nur Treppensignale im Bereich von ± 5 kV zu erzeugen. A high voltage amplifier can be partially replaced by a scarf device, as can be seen from DE 40 40 164 A1, solved will. With this device, however, only staircase signals are in the Generate range of ± 5 kV.  

In der DE 26 49 718 B2 wird eine Schaltungsanordnung zum An­ steuern der Ablenkspule einer Bildröhre beschrieben. Sie be­ steht hochspannungsseitig aus dem Kreis zweier Hochspannungs­ quellen und einem Verstärker, der aus zwei in Reihe geschalte­ ten Darlington-Stufen besteht. Die direkte Verbindung der Hochspannungsquellen bildet das Bezugspotential und die di­ rekte Verbindung der beiden Darlington-Stufen den Hochspan­ nungsabgriff. Der Verstärker wird durch eine Stromquelle ange­ steuert, die wiederum von einem Operationsverstärker betrieben wird. Von der hochspannungsseitigen Last her besteht jeweils über Widerstände eine Spannungs- und Stromrückführung auf den negativen Eingang des Operationsverstärkers, der gleichzeitig Signaleingang ist. Zur Kaskadierung im Verstärkerbereich und damit für höhere Hochspannungen ist diese Schaltung nicht ge­ eignet.In DE 26 49 718 B2 a circuit arrangement for the control the deflection coil of a picture tube described. You be stands on the high voltage side from the circle of two high voltage sources and an amplifier that consists of two connected in series Darlington levels. The direct connection of the High voltage sources form the reference potential and the di right connection of the two Darlington stages the high chip tap. The amplifier is powered by a power source controls, which in turn are operated by an operational amplifier becomes. The load on the high-voltage side exists in each case a voltage and current feedback to the negative input of the operational amplifier, which simultaneously Signal input is. For cascading in the amplifier area and this circuit is therefore not suitable for higher high voltages is suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Verstärker zum Erzeugen von Hochspannungssignalen auf Halblei­ terbasis bereitzustellen, mit dem nahezu beliebige Signal­ formen linear verstärkt werden können. Der Platzbedarf und die Versorgungsleistung eines herkömmlichen Röhrengeräts entspre­ chender Leistung soll darüber hinaus ganz erheblich unter­ schritten werden.The invention has for its object a reliable Amplifier for generating high-voltage signals on semi-conductors Provide base with almost any signal shapes can be linearly reinforced. The space requirement and the Supply performance of a conventional tube device correspond performance should also be considerably lower be paced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Zwei Hochspannungsquellen sind zusammen mit zwei gesteuerten Stromquellen zu einem Kreis geschaltet. Der Potentialbezugspunkt liegt auf der direkten Verbindung der beiden Hochspannungsquellen, das Hochspannungssignal wird von der direkten Verbindung der beiden Stromquellen abgegriffen.The object is achieved by the features of the An spell 1 solved. Two high voltage sources are together with two controlled current sources connected to a circuit. Of the Potential reference point lies on the direct connection of the two high voltage sources, the high voltage signal is from the direct connection of the two power sources.

Die beiden Stromquellen bestehen je nach zu beherrschender Hochspannung jeweils aus einer Kaskade von n elementaren Stromquellen, wovon jede ihren eigenen Ansteuerkanal hat. Alle elementaren Stromquellen werden gleichartig angesteuert. In jedem Ansteuerkanal ist ein Optokoppler, der über ein stellbares Netzwerk angesteuert wird und der mit seinem Tran­ sistorausgang Bestandteil eines steuerbaren Spannungsteilers ist, dessen fester Widerstand am Steuereingang der elementaren Stromquelle liegt. Eine kanaleigene Spannungsquelle speist den Spannungsteiler.The two power sources exist depending on which can be controlled High voltage each from a cascade of n elementary Power sources, each of which has its own control channel. All elementary power sources are controlled in the same way. In each control channel there is an optocoupler, which has a  adjustable network is controlled and that with its Tran sistor output Part of a controllable voltage divider is whose fixed resistance at the control input of the elementary Power source is. A channel-specific voltage source feeds the Voltage divider.

Sämtliche Steuereingänge der stellbaren Netzwerke sind am Aus­ gang eines Modulators zusammengefaßt, so daß je nach Vorzei­ chen des Modulatorausgangssignals eine simultane Ansteuerung der elementaren Stromquellen für den positiven oder den nega­ tiven Teil dem Hochspannungssignals erfolgt.All control inputs of the adjustable networks are off gang of a modulator summarized, so that depending on the Vori Chen the modulator output signal a simultaneous control the elementary power sources for the positive or the nega tive part of the high voltage signal.

Der Modulator besteht aus einem Differenzverstärker mit nach­ geschalteten Treiberstufe.The modulator consists of a differential amplifier with after switched driver stage.

Neben der internen Verstärkung des Differenzverstärkers ist über einen Widerstand eine Rückkopplung vom Hochspannungsab­ griff her eingerichtet, so daß dort ein niederimpedant dynami­ scher Ausgangswiderstand besteht. Dadurch werden auch Ansteu­ erfehler, die durch Nichtlinearitäten bei den Optokopplern entstehen, korrigiert.In addition to the internal gain of the differential amplifier a feedback from the high-voltage section via a resistor reached here so that there is a low impedance dynami output resistance. This also activates errors caused by non-linearities in the optocouplers arise, corrected.

Im Anspruch 2 ist die Schaltung einer elementaren Stromquelle gekennzeichnet, die ein nahezu beliebiges Kaskadieren vieler solcher ohne Quersprechen bei der Ansteuerung erlaubt.In claim 2 is the circuit of an elementary current source featured, which is an almost arbitrary cascading of many such allowed without cross-talk when driving.

Die Ansprüche 3 und 4 kennzeichnen die Schaltungsmaßnahmen zur Ansteuerung einer jeden elementaren Stromquelle.Claims 3 and 4 characterize the circuit measures for Control of every elementary power source.

Anspruch 5 schließlich kennzeichnet die interne, proportionale Verstärkung am Modulatorverstärker, die mit der Rückkopplung vom Hochspannungsabgriff her auf den negativen Eingang wirkt. Der Steuersignaleingang am Modulator ist der positive Anschluß am Differenzverstärker. Claim 5 finally identifies the internal, proportional Gain on the modulator amplifier with the feedback acts on the negative input from the high voltage tap. The control signal input on the modulator is the positive connection on the differential amplifier.  

Regelungstechnisch ist es von Vorteil, die interne Rückkopp­ lung von der Rückkopplung vom Hochspannungsabgriff her ge­ trennt zu halten. Diese Anordnung ist weniger schwingungsan­ fällig als die einfache Rückkopplung nur über das Hochspan­ nungspotential her. Das läßt sich mit dem Bode-Diagramm erläu­ tern.In terms of control technology, it is advantageous to use the internal feedback development from the feedback from the high voltage tap keep separate. This arrangement is less vibration-sensitive due as the simple feedback only via the high voltage potential. This can be explained with the Bode diagram tern.

Von entscheidender Bedeutung ist die Gegenkopplung, die vom Hochspannungspunkt über den Teilerwiderstand auf den Diffe­ renzverstärker wirkt. Durch diese Rückkopplung wird die ge­ samte Schaltungskonfiguration zu einer gesteuerten Spannungs­ quelle. Sie hat nämlich einen niedrigen dynamischen Ausgangs­ widerstand. Das sorgt für ein gutes Frequenzverhalten auch bei sehr hochohmiger Belastung, d. h. die Grenzfrequenz bleibt hoch. Darüberhinaus ist von Vorteil, daß durch diese Rückkopp­ lung die Ungenauigkeiten oder Nichtlinearitäten der Optokopp­ ler in weiten Bereichen korrigiert werden. Es ist mit diesem Verstärker ohne weiteres möglich die üblichen Signalfunktionen wie Sinus, Rechteck, Dreieck, Sägezahn und sonstige Pulsfolgen im Hochspannungsbereich von 5 bis 10 kV und darüber zu fahren.The negative feedback from the High voltage point across the divider resistor on the Diffe limit amplifier works. Through this feedback, the ge Entire circuit configuration to a controlled voltage source. It has a low dynamic output resistance. This also ensures good frequency behavior very high resistance load, d. H. the cutoff frequency remains high. In addition, it is advantageous that this feedback the inaccuracies or non-linearities of the optocouple be corrected in wide areas. It is with this Amplifier easily possible the usual signal functions such as sine, rectangle, triangle, sawtooth and other pulse sequences to drive in the high voltage range of 5 to 10 kV and above.

Die Schaltung des Verstärkers soll im folgenden anhand des Schaltbilds in der einzigen Figur der Zeichnung näher erläu­ tert werden. Das Ausführungsbeispiel ist für eine Ausgangs­ spannung zwischen den beiden Hochspannungsabgriffen von 5000 V, genauer ± 2500 V ausgelegt. Mit einer Eingangsspannung von maximal ± 5 V werden hierzu zwei mal vier Feldef­ fekttransistoren 12 mit ihrer Beschaltung zur elementaren Stromquelle 22 kaskadiert. (Anstelle der Feldeffekttransisto­ ren könnten auch IGBT-Transistoren oder Bipolar-Transistoren eingesetzt werden.) Das Schaltbild zeigt der besseren Über­ sicht wegen die zwei Stromquellen 1 und 20 mit jeweils zwei kaskadierten, elementaren Stromquellen 22.The circuit of the amplifier will be explained below with reference to the circuit diagram in the single figure of the drawing. The embodiment is designed for an output voltage between the two high-voltage taps of 5000 V, more precisely ± 2500 V. With an input voltage of max. ± 5 V, two times four field effect transistors 12 are cascaded with their wiring to the elementary current source 22 . (Instead of the field effect transistors, IGBT transistors or bipolar transistors could also be used.) The circuit diagram shows the better overview because of the two current sources 1 and 20 , each with two cascaded, elementary current sources 22 .

Basiselemente des Verstärkers sind die beiden steuerbaren Stromquellen 1 und 20, einmal für den positiven Signalteil, Stromquelle 1, zum andern für den negativen Signalteil, Strom­ quelle 20. Die elementare Stromquelle 22 besteht aus dem Feld­ effekttransistor 12 und dem am S-Kontakt angeschlossenen Ge­ genkopplungswiderstand 9. Zu dem Feldeffekttransistor 12 und dem Gegenkopplungswiderstand 9 liegt der zweite Gegenkopp­ lungswiderstand 11 parallel, der ein spannungsabhängiger By­ pass ist. Zwischen dem G-, und S-Kontakt des Feldeffekttransi­ stors 12 liegt das Schutzelement 10, das eine auftretende Überspannung ableitet.The basic elements of the amplifier are the two controllable current sources 1 and 20 , one for the positive signal part, current source 1 and the other for the negative signal part, current source 20 . The elementary current source 22 consists of the field effect transistor 12 and the Ge gene coupling resistor 9 connected to the S contact. To the field effect transistor 12 and the negative feedback resistor 9 , the second negative feedback resistor 11 is in parallel, which is a voltage-dependent by pass. Between the G and S contact of the field effect transistor 12 is the protective element 10 , which derives an overvoltage that occurs.

Jede elementare Stromquelle 22 wird durch ihren zugehörigen, steuerbaren Spannungsteiler betrieben, welcher aus dem Wider­ stand 3 und dem Phototransistors im Ausgang des Optokopplers 2 besteht. Der Spannungsteiler belastet die Spannungsquelle 4, welche aus dem Ringkernübertrager 8, der durch ihn geschleif­ ten hochisolierten Stromschleife 21a bzw. 21b als Primärwick­ lung und der Sekundärwicklung mit in dieser Ausführung vier Windungen besteht. Der Ringkernübertrager 8 ist so dimensio­ niert, daß er als Strom-Spannungswandler (Differenziertrans­ formator) arbeitet. An die Sekundärwicklung angeschlossenen ist der Kondensator 26, mit der spannungsbegrenzenden Zenerdi­ ode 27 und der Diode 28, die den Kondensator entsprechend der Durchlaßrichtung auflädt. Dadurch wird jede elementare Strom­ quelle 22 am Steuereingang G stets auf definiertem Potential gehalten, obwohl der Ringkernübertrager 8 über die beiden Stromschleifen 21a und 21b gepulst betrieben wird.Each elementary current source 22 is operated by its associated, controllable voltage divider, which consisted of the opposing 3 and the phototransistor in the output of the optocoupler 2 . The voltage divider loads the voltage source 4, which development of the ring core transformer 8, the geschleif th through it highly insulated current loop 21 a and 21 b as a primary wick and the secondary winding consists of four coils with in this embodiment. The toroidal transformer 8 is dimensioned so that it works as a current-voltage converter (differentiating transformer). Connected to the secondary winding is the capacitor 26 , with the voltage-limiting Zenerdi ode 27 and the diode 28 , which charges the capacitor in accordance with the forward direction. As a result, each elementary current source 22 at the control input G is always kept at a defined potential, although the toroidal core transformer 8 is operated in pulsed fashion via the two current loops 21 a and 21 b.

Durch die Stromschleifen 21a und 21b fließen Stromimpulse von einigen Mikrosekunden Dauer bei einer Folgefrequenz von etwa 100 kHz. Durch die Wicklungsrichtung der Sekundärwicklung und der Beschaltung arbeitet der Ringkernübertrager 8 mit der Rückflanke, mit der auf Null zurückfallenden Flanke des Strom­ signals, also mit der im Kern gespeicherten Energie. Die Stromversorgung stellt so eine Spannung von 8 V zur Verfügung. Die Belastbarkeit liegt bei etwa 80 mW. Die beiden Strom­ schleifen 21a und 21b haben eine Isolation von mehr als 20 kV. Current pulses of a few microseconds duration flow through the current loops 21 a and 21 b at a repetition frequency of approximately 100 kHz. Due to the winding direction of the secondary winding and the wiring, the toroidal core transformer 8 works with the trailing edge, with the falling edge of the current signal, ie with the energy stored in the core. The power supply provides a voltage of 8 V. The load capacity is around 80 mW. The two current loops 21 a and 21 b have an insulation of more than 20 kV.

Der Optokoppler 2, der eine Isolation von etwa 15 kV hat, wird über das einstellbare Netzwerk 5 für den oberen und unteren Bereich der Kopplerdiode (Photodiode am Eingang) von der Modu­ latorschaltung 6 angesteuert. Die Modulatorschaltung 6 besteht aus dem Differenzverstärker 23 mit der nachfolgenden Treiber­ schaltung 25. Am positiven Eingang des Differenzverstärkers 23 ist der Eingang für das linear zu verstärkende Signal. Am ne­ gativen Eingang wird die interne Verstärkung über die ange­ schlossenen Widerstände 14 und 16 eingestellt. Außerdem kop­ pelt dort das Rückkopplungssignal von dem Hochspannungsabgriff 17 über den Teilerwiderstand 13 an.The optocoupler 2 , which has an insulation of about 15 kV, is controlled via the adjustable network 5 for the upper and lower region of the coupler diode (photodiode at the input) by the modulator circuit 6 . The modulator circuit 6 consists of the differential amplifier 23 with the following driver circuit 25 . At the positive input of the differential amplifier 23 is the input for the signal to be linearly amplified. At the ne negative input, the internal gain is set via the connected resistors 14 and 16 . In addition, the feedback signal from the high-voltage tap 17 via the divider resistor 13 is coupled.

Zwischen den beiden Stromquellen 1 und 20 besteht folgender Unterschied:
Bei der Stromquelle 1 werden die Netzwerke 5 an die jeweilige Anode der Eingangsphotodiode des Optokopplers 2 angeschlossen. Die Kathode liegt auf Masse. Bei der Stromquelle 20 wird die Eingangsphotodiode des jeweiligen Optokopplers 2 umgekehrt an­ geschlossen. Somit kann für die Stromquelle 1 ausschließlich der positive Signalteil und für die Stromquelle 20 ausschließ­ lich der negative Signalteil des Steuersignals am Ausgang des Modulators 6 bzw. der Treiberstufe 25 verwendet werden.
The following difference exists between the two power sources 1 and 20 :
In the case of the current source 1 , the networks 5 are connected to the respective anode of the input photodiode of the optocoupler 2 . The cathode is on ground. With the current source 20 , the input photodiode of the respective optocoupler 2 is closed in reverse. Thus, only the positive signal part for the current source 1 and exclusively the negative signal part of the control signal at the output of the modulator 6 or the driver stage 25 can be used for the current source 20 .

Die Stromquelle 1 mit ihren zwei kaskadierten, elementaren Stromquellen 22 wird an die positive Hochspannungsquelle 18 angeschlossen. Die Stromquelle 20 mit ebenfalls zwei kaska­ dierten, elementaren Stromquellen 22 an die negative Spannung 19. Beide Hochspannungsquellen 18 und 19 sind hier auf Erdpo­ tential gelegt, dem Potentialbezugspunkt 24.The current source 1 with its two cascaded, elementary current sources 22 is connected to the positive high-voltage source 18 . The current source 20 with two cascaded, elementary current sources 22 to the negative voltage 19th Both high-voltage sources 18 and 19 are here connected to earth potential, the potential reference point 24 .

Die elementaren Stromquellen 22 haben alle den Gegenkopplungs­ widerstand 9 zum Ausgleich der Bauteiletoleranzen. Der span­ nungsabhängige Widerstand 11, der ein Zink-Oxyd-Varistor ist, verstärkt die Wirkung des Gegenkopplungswiderstands 9 als By­ pass mit Gegenkopplungswirkung und schafft so stabile Kaska­ dierungsverhältnisse.The elementary current sources 22 all have the negative feedback resistance 9 to compensate for the component tolerances. The voltage-dependent resistor 11 , which is a zinc oxide varistor, enhances the effect of the negative feedback resistor 9 as a bypass with negative feedback effect and thus creates stable cascading conditions.

Die Verstärkung des Hochspannungsverstärkers 7 beträgt 500. Die Kreisverstärkung der Rückkopplung ist deutlich höher.The gain of the high-voltage amplifier 7 is 500. The loop gain of the feedback is significantly higher.

Das Ausführungsbeispiel wurde für die gängigen Signalfunktio­ nen bis zu einer Grenzfrequenz von 10 kHz betrieben, ohne daß Abweichungen im Hochspannungssignalverlauf auftraten.The exemplary embodiment was for the common signal function NEN operated up to a cutoff frequency of 10 kHz without Deviations in the high-voltage signal curve occurred.

BezugszeichenlisteReference list

 1 Stromquelle
 2 Optokoppler
 3 Widerstand
 4 Spannungsquelle
 5 Netzwerk
 6 Modulatorschaltung
 7 Hochspannungsverstärker
 8 Ringkern
 9 Gegenkopplungswiderstand
10 Schutzelement
11 Widerstand
12 Transistor
13 Rückkopplungswiderstand
14 Widerstand
15 Eingang
16 Widerstand
17 Potentialabgriff
18 Hochspannungsquelle
19 Hochspanungsquelle
20 Stromquelle
21a Stromschleife
21b Stromschleife
22 elementare Stromquelle
23 Differenzverstärker
24 Potentialbezugspunkt
25 Treiberstufe
26 Kondensator
27 Zenerdiode
28 Diode
1 power source
2 optocouplers
3 resistance
4 voltage source
5 network
6 modulator circuit
7 high voltage amplifiers
8 toroid
9 negative feedback resistance
10 protective element
11 resistance
12 transistor
13 feedback resistor
14 resistance
15 entrance
16 resistance
17 Potential tap
18 high voltage source
19 high voltage source
20 power source
21 a current loop
21 b current loop
22 elementary power source
23 differential amplifier
24 potential reference point
25 driver stage
26 capacitor
27 zener diode
28 diode

Claims (5)

1. Verstärker zum Erzeugen von Hochspannungssignalen, beste­ hend aus zwei Hochspannungsquellen (18, 19) und zwei ge­ steuerten Stromquellen (1, 20), die zusammen zu einem Kreis geschaltet sind, wobei zwischen den beiden Hochspannungs­ quellen (18, 19) der elektrische Potentialbezugspunkt (24) und zwischen den beiden Stromquellen (1, 20) der Potenti­ alabgriff (17) für das Hochspannungssignal liegt, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden gesteuerten Stromquellen (1, 20) jeweils aus mindestens einer gesteuerten, elementaren Stromquelle (22), entsprechend der zu beherrschenden Hochspannung jedoch aus n hintereinander geschalteten, gleichartigen elementaren Stromquellen (22) bestehen,
die Ansteuerung jeder elementaren Stromquelle (22) über einen von einer Spannungsquelle (4) gespeisten, steuerbaren Spannungsteiler erfolgt, bestehend aus einem festen Teilerwiderstand (3) und einem veränderbaren Widerstand, der durch einen Photo­ transistor am Ausgang eines Optokopplers (2) gebildet ist, wobei der Verbindungspunkt der Teilerwiderstände am Steuereingang (G) der zugehörigen elementaren Stromquelle (22) liegt,
jedem Optokoppler (2) ein stellbares Netzwerk (5) zum Be­ treiben (Vorspannen und Steuern) der Eingangsphotodiode des Optokopplers vorgeschaltet ist, wobei zur Ansteuerung für den positiven Teil des Hochspannungssignals das jeweilige Netzwerk (5) mit seinem Ausgang an der Anode der Eingangsphotodiode liegt und zur Ansteuerung des negativen Teils des Hochspan­ nungssignals das jeweilige Netzwerk (5) an der Kathode der Eingangsphotodiode liegt,
der jeweilige Steuereingang der Netzwerke (5) auf den Aus­ gang eines Modulators (6) gelegt ist, der aus einem Diffe­ renzverstärker (23) mit nachfolgender Treiberstufe (25) be­ steht,
vom Potentialabgriff (17) über einen Widerstand (13) eine Rückkopplung auf den negativen Eingang des Differenzver­ stärkers (23) eingerichtet ist, wodurch ein dynamischer Ausgangswiderstand von niedriger Impedanz am Potentialab­ griff (17) besteht und Ansteuerfehler, die durch Nicht­ linearitäten des Optokopplers (2) entstehen, korrigiert werden.
1. amplifier for generating high-voltage signals, consisting of two high-voltage sources ( 18 , 19 ) and two ge-controlled current sources ( 1 , 20 ), which are connected together to form a circuit, sources between the two high-voltage ( 18 , 19 ) the electrical Potential reference point ( 24 ) and between the two current sources ( 1 , 20 ) the potential tap ( 17 ) for the high-voltage signal, characterized in that
the two controlled current sources ( 1 , 20 ) each consist of at least one controlled, elementary current source ( 22 ), but, in accordance with the high voltage to be controlled, consist of n identical elementary current sources ( 22 ) connected in series,
each elementary current source ( 22 ) is controlled via a controllable voltage divider fed by a voltage source ( 4 ), consisting of a fixed divider resistor ( 3 ) and a variable resistor which is formed by a photo transistor at the output of an optocoupler ( 2 ), the connection point of the divider resistors being located at the control input (G) of the associated elementary current source ( 22 ),
Each optocoupler ( 2 ) is preceded by an adjustable network ( 5 ) for operating (biasing and controlling) the input photodiode of the optocoupler, the respective network ( 5 ) with its output being connected to the anode of the input photodiode for driving the positive part of the high-voltage signal and to control the negative part of the high voltage signal, the respective network ( 5 ) is connected to the cathode of the input photodiode,
the respective control input of the networks ( 5 ) is connected to the output of a modulator ( 6 ) which consists of a differential amplifier ( 23 ) with a subsequent driver stage ( 25 ),
from the potential tap ( 17 ) via a resistor ( 13 ) a feedback to the negative input of the differential amplifier ( 23 ) is set up, whereby a dynamic output resistor of low impedance at the Potentialab handle ( 17 ) and control errors caused by non-linearities of the optocoupler ( 2 ) arise, be corrected.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede elementare Stromquelle (22) aus einem Transistor (12) mit einem an seinem Ausgang (S) anschließenden Gegenkopp­ lungswiderstand (9) und einem den Eingang (D) des Transi­ stors (12) und den Gegenkopplungswiderstand (9) über­ brückenden, spannungsabhängigen Widerstand (11) sowie einem den Steuereingang (G) mit dem Ausgang (S) des Transistors (12) verbindenden Schutzelement (10) besteht.2. Amplifier according to claim 1, characterized in that each elementary current source ( 22 ) from a transistor ( 12 ) with an at its output (S) subsequent coupling resistance ( 9 ) and one of the input (D) of the transistor stors ( 12 ) and the negative feedback resistor ( 9 ) consists of a bridging, voltage-dependent resistor ( 11 ) and a protective element ( 10 ) connecting the control input (G) to the output (S) of the transistor ( 12 ). 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spannungsquelle (4) aus einem Ringkern (8) besteht, durch den eine elektrisch hochisolierte Stromschleife (21a bzw. 21b) als Primärwicklung geführt ist, und dieser Ring­ kern (8) eine Sekundärwicklung mit vorgebener Windungszahl hat, die über eine Diode (28) an einen Kondensator (26) mit parallel geschalteter, spannungsbegrenzender Zenerdiode (27) angeschlossen ist.3. Amplifier according to claim 2, characterized in that each voltage source ( 4 ) consists of a ring core ( 8 ) through which an electrically highly insulated current loop ( 21 a or 21 b) is guided as a primary winding, and this ring core ( 8 ) has a secondary winding with a predetermined number of turns, which is connected via a diode ( 28 ) to a capacitor ( 26 ) with a voltage-limiting Zener diode ( 27 ) connected in parallel. 4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung an der Photodiode eines jeden Optokopplers (2) über das Netzwerk (5) einstellbar ist, und zur Ansteue­ rung für den positiven Teil des Hochspannungssignals hierzu an eine positive Spannungsversorgung angeschlossen und zur Ansteuerung für den negativen Teil des Hochspannungssignals an eine negative Spannungsversorgung angeschlossen ist.4. Amplifier according to claim 3, characterized in that the bias voltage on the photodiode of each optocoupler ( 2 ) via the network ( 5 ) is adjustable, and for control purposes for the positive part of the high-voltage signal, this is connected to a positive voltage supply and for control is connected to a negative voltage supply for the negative part of the high-voltage signal. 5. Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (23) des Modulators (6) über Widerstände (14, 16) auf eine vorgegebene, interne Verstär­ kung eingestellt ist.5. Amplifier according to claim 4, characterized in that the differential amplifier ( 23 ) of the modulator ( 6 ) via resistors ( 14 , 16 ) is set to a predetermined internal amplification.
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