DE2008634C3

DE2008634C3 - Schaltungsanordnung zur Verringerung von einer Nutzspannung überlagerten Wechselspannungen

Info

Publication number: DE2008634C3
Application number: DE2008634A
Authority: DE
Inventors: Willi 8000 Muenchen Vogl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-02-24
Filing date: 1970-02-24
Publication date: 1974-05-09
Also published as: NL148761B; CH532867A; SE367903B; DE2008634A1; DE2008634B2; NL7101852A; US3839686A

Description

flossenen Wicklung des Ausgangsübertragers auch im Bereich hoher Überlagerungsfrequenzen. in dem de:

Verstärker keine Gegenkopplungsspar.mmg mehr

liefert wirksam bleibt und die angestrebte Veriingc-

35 rung der überlagerten Wechselspannungen bewirkt.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbei-

Die Erfindung bezieht siel, auf eine Schaltungs- spielen, die in de:i E i g. 1 und 2 dargestellt sind

anordnung zur Verringern!!:: von einer Nut/spar,- naher erläutei 1.

llung üheiiageiUTi W echselspamningcn. bestehend In I- ig. '. ist eine Drossel/)/' durch eine Drossei-

aus einem Verstärker mit je einem eingangs- υ;κ1 aus- 40 wicklung M\, dargestellt. Der Drosselkern ist ziis..:/-

gangsseilig angeordneten Übertrager, von dem η der lieh mit eine- dünndrähtigen Magnetisierungsw :ck-

als Steuerübe. ;rager ;.-beitende E:·· :angsüberirager lung H\, hoher Windungszahl verseilen. In Reii.e mit

primärse ■■■.■ mit der Sekaadiu wicklung des Ausgangs- der Drosselwicklung W_n ist die Primärwicklung eines

Übertragers in Reihe geschaltet ist und die Reihen- Steueriransformators Γ' eingeschaltet, so daß beide

schaltung \Mii einem durch die Übeiiagciungsspaii- 45 Wicklungen vein einem durch Übchgi;: ungsspannun-

nung hervorgerufenen Morstrom durchflossen ist. gen entstehenden Slörstrom durchflossen werden. Der

Eine derartige Schaltungsanordnung, die zur Ver- Eisenkern de; Drossel/)»- wird von der Magnetisie-

minderung von Brummstörungen in koaxialen Ver- rungswieklung H₁₁ magnetisiert. Den Magnetisie-

bindungen zwischen Anlagenteilen mit niederohmigen rungsstrom liefert der \'erstärker 1. der eingangssei-

verbrummten Erdnetzen angewendet wird, ist bereits 50 tig über die Sekundärwicklung des Steuertransforma-

bekannt. Das gestörte Koaxialkabel wird hierbei in je tors angesteuert und dessen Ausgang an die Magne-

eii r oder mehreren Windungen um die Kerne zweier tisierungswicklung H-',, angeschlossen ist. Die Steuer-

Transfoniiatoren gelegt und die Zweitwicklungen Spannung wird vom Strom J in der Drosselwick-

die ■■..■!' Transformatoren über einen Verstärker derart lung H-'_fl bzw. in der Primärwicklung des Steuertrans-

miteinander verbunden, daß dem Kabel vom Ver- 55 formators abgeleitet. An der Drosselwicklung H',, ent-

stäikerausgang eine der erregenden Störs|vn;iung steht eine Spannung U... die entsprechend der Vcr-

entgegengerichtete Gegenkopphmgsspanmmg aufge- Stärkung größer ist als J ie Spannung (.', an den Klein

prägt ist (Palentschrift 51 058 des Amtes für Erl'in- men der Primärwicklung des Transformators C. Mit

dungs und Patentwesen in Ost-Berlin). Der Wirkung*··- /\ . ist der Eincangs-Scheinw iderstand des Steuertrans-

bcreich dieser bekannten Anordnung liegt im Nieder- 60 formators ί /wischen den Klemmen 1 und 2 und mit

f'-equenzgebiet. da die Brummstörungen vei uisachen- R., der Sclieinw idei stand der Diosselw icklung H ,,

den Beeinflussungsspannungen durch niederohmige /wischen den Klemmen 3 und 4 bezeichnet. In dieser

Netze mit U>- .1 oder 50 Hz Neizfrequen/ verursacht aktiven Schaltung stellt die Drosselwicklung H',., cmc

werden. Die Ciegenkojiplun¹ --pannuni: air -'Misgang gestcueiti Spanniingsqiielle/; dar. die eine niitiels iler

des x'ersiärkers is! durch \ eiwendung eines \us 65 Magnetisienmgswicklnng H'„ indu/ierte EMK auf-

gangstransformators ml; oinem gege^:'iiber dem linieii- weist, die um den Vcrsiärkr.ngsgi ad Γ des \'eistär-

vviderstand des N'erstäike; -i^ßen Schi' eido siaml keis r.olier is; als der Spannungsabfall (■',. den der

von der I'lequcn/ un-b! i_;: Siron- ..' am l-.ing.angs-Scliciinvidcrstand R, des Stet-er-

transformator Ü hervorruft. Der Verstärkun»s<irad V der Drosselwicklung W₁₁ (Klemmen 3 und 4) im Lecientspricht der Spannungsverstäkuni: zwischen dem lauf. Der Strom J wird durch eine mit U₁, °"^Llcn-Eingang des Transformators (Klemmen 1 und 2) und nete überlagerte Wechselspannung nervorgtruun.

L₁₁ - EMK _ U_u + J

R₁ ■■- R, R₁ -r

R₁ - R₂ R_x -R₂-R,

R₁- V

Für uie Verstärkung V —- 0 ergibt sich der Strom J aus den Scheinwiderständen R, und R...

J -

R₁ - R..

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Die Wirkung der aktiven Schaltung ist. wenn der Verslärkungsgrad V >0 ist. durch einen als Reduklionsfaktor r bezeichneten Ausdruck aeueben.

r =

R₁ R₂

R₁ -- R₂ R,- V

Der Realteil dieses Quotienten darf nicht negativ

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werden, da sonst Selbsterregung der Schaltung eintritt. Deshalb muß die Magnetisierungswicklung H'_A, tier Drossel richtig gepolt sein, und die Phasendrehung im Verstäikungsweg muß für Spannungsvcrstürkungen größer als 1 unter 90 bleiben.. Für eine wirksame Reduktion des Wechselströme^ ./ muß U₁ · V 5s> R, + /?., sein. Wenn die Scheinwkler-Stände /?. und R., gleich groß sind, wird der Strom ./ »im den halben Wert der Verstärkung reduziert.

Soll die aktive Schaltung die Frequenzcharakteristik einer Induktivität besitzen, so müßten die Einpangs-Scheinwiderstände R, und /?., des Transformators Ü und der Drosselwickking W_n induktiv und die Spannungsverslärkung V frequenzunabhängig sein. Zwei breitbandige Verstärkerstufen mit jeweils den Eigenschaften von spanrningsgesteuertcn Strom- 4 ■ quellen erfüllen diese Forderungen, wenn sie über ein Koppelglied verbunden sind, das die Phase um 0(P dreht und die Spannung proportional mit der Frequenz verringert. SpannunEscesteuerte Stromquellen sind mit Transistorschaltunpen realisierbar.

j_ U₀ ■ EMK R

der Reduktionsfaktor r der Schaltung für den Strom / ist also

Das Koppelglied kann dabei ein kapazitiver Bllastunuswiderstand sein. .

Gemäß der Schaltungsanordnung nach b ι g. _ kann der Verstärker auch in Rückkopplungsschahung ohne Steuertransformator verwendet wen' n. Die Dro'.^elwickluna W,_n befindet sich zusammen mit der Niaanetisieruncswicklung H'_Ml und der Ruckkopplunesw^-klunc H\ auf dem gemeinsamen Eisenkern de"r Drossemrl. Der Eisenkern wird somit auch hier von der Maenetisierungswickiune H',_fl m;.-cmetisiert. wenn ein Verstärker F, vorgesehen ist. d:: eincano^.eiiisi von der Spannung an der Rückkopp hmWicklune gesteuert wird und dessen Ausgang den" Macnetisieruncsstrom an die Magnetisierung··■ wicklung"Ή',₍₁ liefert. Die Drosselwicklung W₁₁, ste!;; entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fi ιr. 1 eine gesteuerte Spannungsquelle dar, deren EMK den Wert aufweist

FMK - („·

F (7

Fs bedeuten hier f'_(i die überlagerte Wechselspa:imini;. V die Spann.m^s-.erstarkung

der Schaltung, wenn U/ der Spannungsabfall an der Drosselwicklung Wj,, und U,' die Rückkopplun·.^- spannung ist, ü das Übersetzungsverhältnis der riL;.-gekoppelten Spannung und R der Eingangs-Scheinwiderstand der Drosselwicklunc. Der Strom / in der Drosselwicklung W_n, wird

{-■„■ V

V 'Ό

der Quotient aus Verstärkung V und Rückkopplung¹.·,-Übersetzungsverhältnis negativ eingesetzt werden darf.

r ■ ■ ι ■

(J

Damit der Reduktionsfaktor r kleiner als 1 wird, muß die Rückkopplungswicklung so gepolt sein, daß

Wird der Reduktionsfaktor negativ, Selbsterregung der Schaltung ein.

dann tritt

■Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einer Drossel in Verbindung mit einem Patentansprüche: Verstärker "die überlagerten Wechselspannungen in Gleichstromkreisen im Bereich vor; tiefen bis zu sehr

1. Schaltungsanordnung zur Verringerung von 5 hohen Frequenzen zu verringern. Bei Anwendung der einer Nutzspannung überlagerten Wechsebpan- oben beschriebenen bekannten Schaltungsanordnung nungen, bestehend aus einem Verstärker mit je in einer Gleiehstromsiebschaltung kann zwar im Beeir.em eingangs- und ausgangsseitig angeordneten reich großer Ströme erreicht werden, daß die für übertrager, von denen der als Sieuerübenrager Überkigcrungsspannungen niedriger Frequenz zur arbeitende Eingangsübertrager primärseitig m'i io Erzielung einer ausreichenden Siebwirkung erfordeider Sekundärwicklung des \usgangslibe! trägers in liehe Größe der Drossel erheblich reduzierbar ist. Im Reihe geschaltet ist und die Reihenschaltung von Bereich hochfrequenter Überlagerungsspannungen einem durch die Überlagerungsspannung hervor- verschwindet die gegenkoppelnde Wirkung der gerufenen Slörstrom durchflossen ist. dadurch aktiven Schaltungsanordnung infolge der Phasendregekennzeichnet, daß der Vusiärk:-r(I') aus 15 hung und des Verstärkungsganges des Verstärkers iezvvei breitbandigen Verstärkerstufen jeweils mit doch völlig. Die Störspannungen bleiben dann prakden Eigenschaften von spannungsgesteuerten tisch ungedämpft, da auch, der Innenwiderstand deStromquellen besteht, die über ein Koppelglied Vei-iarkers niederohmig ist.

verbunden sind, das die Phase um ¹JO dreht und Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung da-

die Spannung proportional mit der Frequenz ver- 20 durch besehet, daß der Verstärker aus zwei breit-

ringert. und daß ferner die Primärwicklung (R Pi bandigen Verstärkervtuien jeweils mit den Eigen-

des Steuerübertragers und die Sekundärwicklung schatten von spannungsgesteuerien Stromquellen be-

{R2) des Ausgangsübertrageis als Induktivität steht, die über ein Koppelglied verbunden sind, das

wirksam sind. die Phase um °U dreht und die Spannung propor-

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. da- 25 tional mit der Frequenz verringert, und daß ferner die

durch gekennzeichnet, daß der S'.euerübertrager Primärwicklung des Steuerübertragers und die Sekun-

(V) von der Drossel (Dr) und einer auf dem Dros- därwickluug des Ausgangsübertragers als Induktivität

seikern zusätzlich angeordneten Rückkopplungs- wirksam sind. Auf Grund der erfindungsgemäßen

wicklung (H', ). die am Eingang des Verstärkers Ausbildung des Verstärkers wird erreicht, daß die

liegt, gebildet wird. 30 Induktivität der vom /u siebenden Gleichstrom durch