DE2018567B2 - Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse - Google Patents

Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse

Info

Publication number
DE2018567B2
DE2018567B2 DE19702018567 DE2018567A DE2018567B2 DE 2018567 B2 DE2018567 B2 DE 2018567B2 DE 19702018567 DE19702018567 DE 19702018567 DE 2018567 A DE2018567 A DE 2018567A DE 2018567 B2 DE2018567 B2 DE 2018567B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resistance
measuring
current
measuring instrument
display
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.)
Withdrawn
Application number
DE19702018567
Other languages
English (en)
Other versions
DE2018567A1 (de
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 filed Critical
Priority to DE19702018567 priority Critical patent/DE2018567B2/de
Publication of DE2018567A1 publication Critical patent/DE2018567A1/de
Publication of DE2018567B2 publication Critical patent/DE2018567B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Anzeige der in einem Regelkreis auftretenden Stellgröße, bei der der Regelkreis einen veränderbaren Widerstand als Stellglied aufweist, der zur Steuerung der Verstärkung in einen Regelvierpol eingeschaltet ist.
  • Bei Regelschaltungen ist die Erfassung und Anzeige der auf den Regelvierpol einwirkenden Stellgröße erforderlich, um den bestehenden Regelzustand zu erkennen bzw. um Regelvorgänge zu überwachen.
  • Ein derartiges Erfordernis ist insbesondere bei den auf dem Gebiet der trägerfrequenten Nachrichtenübertragungstechnik verwendeten Pilotreglern gegeben.
  • So lange mechanisch angetriebene Stellglieder, beispielsweise in Form von Potentiometern, Verwendung finden, könnte eineAnzeige der Stellgröße leicht durch eine Skalenscheibe und einen auf der Stellwerksachse montierten Zeiger vorgenommen werden.
  • Eine derartige Anzeige' hat- jedoch den Nachteil, daß der Ort der Anzeige immer an den Einbauort des Stellgliedes gebunden ist. Eine zentrale Anzeige, die in vielen Fällen erforderlich ist, ist damit unmöglich.
  • Wenn ein Heißleiter als Stellglied dient, besteht die Möglichkeit, dessen Heizstrom als ein Maß für die Stellgröße heranzuziehen. In dieser Art zu verfahren ist jedoch äußerst problematisch, da der Heizstrom nur im stationären Zustand ein Maß für die Stellgröße ist. Außerdem besteht der Nachteil, daß der Zusammenhang von Heizstrom und Stellgröße nichtlinear ist und daß die nichtlineare Widerstandskennlinie des Heißleiters exemplarischen Streuungen unterworfen ist. Die Messung des Heizstromes führt also in keinem Fall zu einer verläßlichen Aussage über den bestehenden Heißleiterwiderstand.
  • Noch schwieriger wird es, die Stellgröße'und damit die Verstärkung zu erfassen, wenn man einen Feldeffekttransistor, dessen Quellen-Senkenelektrodenstrecke in den Regelverstärker eingeschaltet ist, als Stellglied verwendet. Mißt man beispielsweise die den Feldeffekttransistor steuernde Spannung, die ein Maß für die Stellgröße, nämlich den Kanalwiderstand ist, so wirken sich einerseits die nichtlineare Verknüpfung von Steuerspannung und Kanalwiderstand und andererseits exemplarische Streuungen in den Kennlinien von Feldeffekttransistoren nachteilig aus. Da dieselbe Steuerspannung bei verschiedenen Feldeffekttransistoren verschiedene Kanalwiderstände bewirkt, ist eine derartige Messung zur Erfassung der Stellgröße somit ungeeignet.
  • Wird ferner ein Metalloxyd-Feldeffekttransistor (MOSFET) über einen;-Kondensator als Stellgrößenspeicher angesteuert, der bei abgeschalteter Regelung den bis zum Zeitpunkt des Abschaltens vorherrschenden Regelzustand speichert, ist die Messung der Steuerspannung - mit - dem zusätzlichen Nachteil verbunden, daß durch sie eine stetige Entladung des Kondensators und damit eine Veränderung der Stellgröße, also des Kanalwiderstandes, stattfindet.
  • Des weiteren kann die den Feldeffekttransistor steuernde Spannung auch unter Zwischenschaltung eines weiteren Feldeffekttransistors leistungslos gemessen werden. Hierbei ergibt sich aber der Nachteil, daß wegen Unterschieden in den Kennlinien der beiden verwendeten Feldeffekttransistoren Messungsungenauigkeiten entstehen. Diese Meßungenauigkeiten sind durch spezielle Auswahl der verwendeten Feldeffekttransistoren, z. B. durch punktweises Ausmessen deren Kennlinien verringerbar. In dieser Art zu verfahren, ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden, der bei Serienfertigung nicht vertretbar ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und eine exakte Anzeige der Stellgröße und damit der Verstärkung auch ohne exemplarische Streuungen gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Vorschlag dadurch gelöst, daß der veränderbare Widerstand zusätzlich an den Eingang eines Meßkreises angeschaltet ist, daß der Eingang des Meßkreises und der Regelvierpol durch ein Netzwerk voneinander entkoppelt sind, daß der Meßkreis eine Quelle konstanten Stromes aufweist, die den veränderbaren Widerstand speist und daß der Meßkreis mit einem Meßinstrument zur Erfassung des am veränderbaren Widerstand durch den konstanten Strom hervorgerufenen Spannungsabfalles abgeschlossen ist.
  • Gemäß einem zweiten Vorschlag wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der veränderbare Widerstand zusätzlich an den Eingang eines Meßkreises angeschaltet ist, daß der Eingang des Meßkreises und der Regelvierpol durch ein Netzwerk voneinander entkoppelt sind, daß der Meßkreis eine Quelle konstanter Spannùng aufweist, die den veränderbaren Widerstand speist, und daß der Meßkreis mit einem Meßinstrument zur Erfassung des am veränderbaren Widerstand durch die konstante Spannung hervorgerufenen Stromes abgeschlossen ist.
  • Durch diese Maßnahmen erreicht man- den Vorteil, daß die Eigenschaften des Stellgliedes nicht in die Anzeige der Stellgröße eingehen, da die Abfrage der Stellgröße, also des jeweiligen Widerstandes, am Ausgang des Stellgliedes erfolgt. Insbesondere wird der Einfluß nichtlinearer Zusammenhänge zwischen der das Stellglied steuernden Spannung und dem jeweiligen Widerstand sowie der Einfluß exemplarischer Streuungen in den Kennlinien verschiedener Stellglieder auf die Anzeige der Stellgröße vermieden. Damit -wird der tatsächliche Wert der. Stellgröße erfaßt und am Meßinstrument zur Anzeige gebracht.
  • Der von der Quelle konstanten Stromes bzw. konstanter.Spannung gelieferte Strom--kann sowohl ein Gleichstrom als auch ein Wechselstrom sein. In jedem Falle ist der über das Stellglied fließende, von dieser Quelle gelieferte Strom so bemessen, daß er den Widerstand des Stellgliedes ,nicht beeinträchtigt.
  • Aus der Zeitschrift »Elektro-Technik« 48 (1966), H. 34, Beilage »Elektro-Automation«, S. 53 und 54, insbesondere S. 53, Bild 1, ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die zur Leistungsllmformung, Leistungsmessung, Signalmischung und -zerhackung, Frequenzumformung und analoge Modulation verwendbar ist. Diese Schaltung ist unter Verwendung von auf magnetischer Basis arbeitenden Multiplikatoren aufgebaut, wodurcheine galvanische Trennung von Lastkreisen und Steuerkreisen erreicht wird. Eine Anwendung dieser an sich bekannten galvanischen Trennung bei Schaltungsanordnungen zur Anzeige von Stellgrößen ist jedoch nicht aus dieser Literaturstelle entnehmbar.
  • Als Stellglied findet bevorzugt ein Feldeffekttransistor Verwendung, dessen Quellen-Senkenelektrodenstrecke in den Regelvierpol eingeschaltet ist und zusätzlich an den Eingangsklemmen des Meßkreises liegt, wobei der Regelvierpol und der Eingang des Meßkreises durch ein Netzwerk voneinander entkoppelt sind.
  • Bei der Verwendung eines Feldeffekttransistors als Stellglied stellt der Kanalwiderstand des Feldeffekttransistors die Stellgröße dar. Der zu seiner Ermittlung über die Senken-Quellenelektrodenstrecke von der Quelle konstanter Spannung bzw. konstanten Stromes geschickte Strom ist dabei so klein bemessen, daß er die günstigen Klirreigenschaften des Feldeffekttransistors nicht wesentlich beeinflußt.
  • Ferner kann als Stellglied auch ein temperaturabhängiger Widerstand, wie z. B. ein Heißleiter oder ein Kaltleiter, Verwendung finden, dessen jeweiliger Widerstand die Stellgröße darstellt. Der über den .temperaturabhängigen Widerstand geschickte Strom ist dann so klein gewählt, daß die Stellgröße, also der Wert des Widerstandes, durch ihn nicht beein--fiußt wird.
  • Ebenso kann das Stellglied ein temperaturabhänzeiger Widerstand oder ein Feldeffekttransistor sein, dem ein weiterer Feldeffekttransistor, beispielsweise ein Metalloxydfeldeffekttransistor, vorgeschaltet ist.
  • Diese Lösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die an das Stellglied gelieferte Regelabweichung von einer hochohmigen Quelle stammt, die nicht geeignet ist, den temperaturabhängigen Widerstand auszusteuern. Entsprechendes gilt, wenn die Regelabwei-.chung durch einen dem weiteren Feldeffekttransistor -vorgeschalteten, als Speicher dienenden Kondensator über längere Zeit aufrechterhalten werden soll, was z. B. bei abgeschalteter Regelung der Fall ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein ohmscher Widerstand zu den Eingangs klemmen des Meßinstrumentes parallel geschaltet ist.
  • Durch die Wahl der Größe dieses Widerstandes ist der durch das Meßinstrument fließende Anzeigestrom beeinflußbar. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, daß bei geeigneter Dimensionierung des Widerstandes die durch den Regelvierpol bedingte Nichtlinearität in der Abhängigkeit der Verstärkung von der Stellgröße, beispielsweise vom Kanalwiderstand des Feldeffekttransistors, mit einer entgegengesetzt gleichen Nichtlinearität in der Abhängigkeit des dem Meßinstrument zugeführten Stromes von der Stellgröße ausgleichbar ist. Der Zusammenhang zwischen der Verstärkung und dem durch das Meßinstrument fließenden Strom ist dann weitgehend linear. Neben einer linearen Anzeige der Verstärkung im logarithmischen Maß, z. B. in Np oder db, kann aber auch eine lineare Anzeige der Verstärkung im absoluten Maß oder eine exponentielle Anzeige der Verstärkung im logarithmischen Maß vorteilhaft sein. Diese Arten der Anzeige sind, wie später an Hand der Zeichnungen gezeigt wird, durch spezielle Bemessung des den Eingangsklemmen des Meßinstrumentes parallelgeschalteten ohmschen Widerstandes realisierbar.
  • Ebenso sind die genannten Anzeigearten aber auch durch die Bemessung des Eingangswiderstandes des Meßinstrumentes realisierbar. Für diese Bemessung gelten dann die gleichen Bedingungen wie für die-Bemessung des zu den Eingangsklemmen des Meßinstrumentes parallelgeschalteten ohmschen Widerstand, der in diesem'Fall nicht erforderlich ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der'Erfindung besteht darin, daß mindestens eine der Zuleitungen zu den Eingangsklemmen des Meßinstrumentes mit einem Schalter unterbrechbar ist. Diese Maßnahme ist insbesondere dann vorteilhaft, weim das-Meßinstrument zentral angeordnet ist und für die Anzeige der Stell, größen mehrerer voneinander getrennten Regelkreise verwendet wird. Die Unterbrechung der Zuleitungen zum Meßinstrument kann beispielsweise durch eine .Taste oder einen Drehschalter erfolgen. Der Meßstrom fließt dann nur für die Dauer des Meßvorganges beispielsweise über die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des dem jeweiligen Regelkreis als Stellglied zugehörigen Feldeffekttransistors. Die geringfügige Beeinträchtigung der Linearität des Kanalwiderstandes durch den Meßstrom währt dann nur für die relativ kurze Meßzeit.
  • Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß dem Meßinstrument ein Meßverstärker vorgeschaltet ist.
  • Diese Lösung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die elektrischen Daten des Meßinstrumentes nicht so gewählt werden können, daß die Beeinträchtigung der Linearität des Kanalwiderstandes des Feldeffekttransistors oder des als Stellglied dienenden tempern turabhängigen Widerstandes durch den Meßstrom innerhalb zulässiger Grenzen bleibt, wenn also - für das Meßinstrument ein zu großer Meßstrom erforderlich wäre. Ein derartiger Fall kann dann eintreten, wenn ein zentrales Meßinstrument verwendet wird, das zusätzlich noch-zu anderweitigen Messungen herangezogen wird. Bei Pilotreglem der Trägerfrequenztechnik kann es sich hierbei beispielsweise um die Messung der Pilotgleichspannung am Pilotempfänger ausgang handeln. Durch die Verwendung eines dem Meßinsrument vorgeschalteten- Meßverstärkers kann jedoch der über die- Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors oder der über den temperaturabhängigen Widerstand fließende Strom, unabhängig vom Strombedarf des Meßinstruments, so klein gehalten werden, daß die Linearität des Kanalwiderstandes bzw. der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes praktisch nicht beeinflußt wird. Dieser äußerst kleine Strom wird dann durch den Meßverstärker auf den für die Anzeige notwendigen Wert und auf die richtige Polarität gebracht. Für den Fall, daß die Quelle konstanten Stromes bzw. konstanter Spannung einen Gleichstrom liefert,-findet als Meßverstärker ein Differenzverstärker Verwendung.
  • Ferner ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß ein ohmscher Widerstand zu den Eingangsklemmen des Meßverstärkers parallel geschaltet ist. Durch diese Maßnahme ist die Mög-, lichkeit -gegeben, die Anzeigecharakteristik des dem Meßverstärker nachgeschalteten Meßinstrumentes zu beeinflussen. Insbesondere ist bei geeigneter Dimensionierung des Widerstandes eine lineare Anzeige der Verstärkung im logarithmischen Maßstab, eine lineare Anzeige der Verstärkung im absoluten Maßstab oder eine exponentielle Anzeige der Verstärkung im-logarithmischen Maßstab realisierbar. Im einzelnen wird dies beider näheren Erläuterung der Erfindung an Hand der Zeichnungen dargelegt.
  • Ebenso können derartige Anzeigecharakteristiken aber -auch durch die-Bemessung des Eingangswiderstandes- des Meßverstärkers realisiert werden. Der Eingangswiderstand wird dabei nach den gleichen Be dingungen bemessen,' wie der zu- den Eingangsklem-.
  • men des Meßverstärkers parallelgeschaltete Widerstand,-der in diesem Fall nicht erforderlich ist.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, -daß das entkoppelnde Netzwerk eine aus einer Spyleg un einem Kondensator gebildete Weiche -ist. Die Ausbildung des entkoppelnden Netzwerkes als LC-Weiche ist vor allem dann vorteilhaft, wenn der über die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors bzw. über den temperaturabhängigen Widerstand fließende Meßstrom ein Gleichstrom ist. Die Spule dieser LC-Weiche ist dann mit der Quelle konstanter Spannung bzw. konstanten Stromes so in Serie geschaltet, daß ein Eindringen des über die Quellen-Senkenelektrode des Feldeffekttransistors bzw. über den temperaturabhängigen Widerstand fließenden hochfrequenten Nutzsignals, des Übertragungsbandes, in den Meßkreis vermieden wird. Der Kondensator der LC-Weiche, der für das hochfrequente Nutzsignal durchlässig ist, blockt den Meßgleichstrom vom Regelvierpol ab; Wählt man als Meßstrom jedoch einen Wechselstrom, so wird das -entkoppelnde Netzwerk aus geeigneten Filtern aufgebaut, die das hochfrequente-Nutzsignal und den Meßstrom voneinander trennen.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer - Schaltungsaüordnung nach der - Erfindung mit einem Feldeffekttransistor als Stellglied, einem Meßkreis, der eine Konstantspannungsquelle und ein Meßinstrument zur Erfassung des durch die Konstantspannungsquelle hervorgerufenen Stromes--aufweist, Fi g. 2 ein Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit einem Feldeffekttransistor als Stellglied, einem Meßkreis, der eine Konstantstromquelle, einen Meßverstärker und ein dem Meßverstärker-nachgeschal-tetes Meßinstrument zur Erfassung des durch- die Konstantstromquelle an der Quellen-Senkenelektrode- des - Feldeffekttransi, stors hervorgerufenen Spannungsabfalles aufweist, F i g. 3 eine mit Einzelbauelementen aufgebaute Schaltungsanordnung des -in Fi-g. 2 gezeigten Prinzipschaltbildes und Fig. 4 ein Diagramm; das den 2;usamme3ihang zwischen-der- Verstärkung--des ~Regelvie-rpols und dein durch das Meßinstruliient-íließenden Meßstrom wiedergibt; wobeipdie Nichtlinearität in der Abhångigkeit der Verstärkung vom W-iderstarid des Stellgliedes, beispielsweise, vom Kanalwiderstand - eines Felffieffekitransitors,- oder vom Widerstand eines als Stellglied dienenden Heiß--bzw. Kaltleiters durch eirien zu den Eingangsklemmen des~ Meßinstrumentes oder des Meßverstärkers parallelgeschalteten Widerstand ausgeglichen ist.
  • In Fig. 1 und 2 ist ein Regelvierpol RV mit -der.
  • 'Verstärkung s in eine Nachrichtenübertragungsstreckel, 2 eingeschaltet. Ein mit dem Pilotsignal versehenes Nutzsignal, beispielsweise e'in trägerfrequentes Übertragungsband, wird von, 1 nach 2 ,übertragen. Das Pilotsignal, das den Istwert für die Regelung des Pegels des Nutzsignals darstellt, wird am Punkt 2 mittels einer Weiche - vom - Nutzsignal getrennt, daraufhin gleichgerichtet, geglättet, verstärkt und mit einem Sollwert verglichen. Die- sich aus diesem Vergleich ergebende Differenz stellt die Regelabweichung dar und wird den Eingangsklemmen 3, 4 des als Stellglied dienenden Feldeffekttransistors als Steuerspannung Us zugeführt. Die Schaltungsanordnung zur Gewinnung der Steuerspannung Us -aus dem Pilotsignal ist, weil nicht unmittelbar zum Ve"r-' ständnis der Erfindung erforderlich, nicht in der Zeichnungen dargestellt. Die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors F ist beispielsweise in den Gegenkopplungszweig des Regelvierpols RV eingeschaltet, der Kanalwiderstand r des Feldeffekttransistors stellt die Stellgröße dar.
  • In Fig. 1 ist an die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors F zusätzlich ein Meßkreis angeschaltet, der eine die konstante Gleichspannung U0 liefernde Quelle Q 1 und ein Meßinstrument M enthält. Das Meßinstrument ist beispielsweise ein Drehspulinstrument. Der Regelvierpol RV und der Meßkreis sind durch einen KondensatorC und eine Spule L voneinander entkoppelt. Die Spule L verhindert ein Eindringen des über die Quellen-Senkenelektrodenstrecke geführten hochfrequenten Nutzsignals in den Meßkreis, der Kondensator C sperrt die Gleichspannung U0 für den Regelvierpol RV. Ist der Schalter S1 zum Zweck der Messung geschlossen, so fließt im Meßkreis ein Gleichstrom iM, dessen Größe sich nach dem Kanalwiderstand r, also nach der Stellgröße richtet. Dieser GleichstromiM bzw. die Spannung U0 ist dabei so klein gehalten, daß der symmetrische Betrieb des Feldeffekttransistors und damit die günstigen Klirreigenschaften der Quellen-Senkenelektrodenstrecke nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Je größer der Kanalwiderstand r wird, desto kleiner werden der Strom iM und zugleich auch die Verstärkung s des Regelvierpols RV. Die am Meßinstrument auftretende Anzeige, die-dem durch das Meßinstrument fließenden Anzeigestrom iMS proportional ist, ist jedoch wegen der nichtlinearen Abhängigkeit der Verstärkung s vom Kanalwiderstand r und wegen der nichtlinearen Abhängigkeit des Anzeigestromes iM5 vom Kanalwiderstand r nichtlinear. Der durch das Meßinstrument M fließende Anzeigestrom iMS ist jedoch durch die Parallelschaltung des Widerstandes R zum Meßinstrument beeinflußbar. Damit ist auch die -Anzeigecharakteristik des Meßinstrumentes beeinfiußbar.
  • Im folgenden werden Bemessungsregeln für den Widerstand R gegeben, die der Verwirklichung spezieller Arten der Anzeige der Verstärkung s dienen.
  • Hierzu werden einige Abkürzungen eingeführt.
  • -rl = Kanalwiderstand für maximale Verstärkung r2 = Kanalwiderstand für mittlere Verstärkung r3 = Kanalwiderstand für minimale Verstärkung Hierbei ist r3>r2>r1, ferner ist al= und a3 = r3 .
  • r2 r2 Mit rMl ist in Hinblick auf Fig. 1 derjenige Widerstand bezeichnet, der sich aus der Parallelschaltung des Widerstandes R mit dem Widerstand RM des Meßinstrumentes M ergibt, also -R # RM rM1-R+RM Hinsichtlich F i g. 2 bzw. 3 ist rM2 der Widerstand, der sich aus der Parallelschaltung des Widerstandes-R mit dem Eingangswiderstand Ro des dem Meßinstrumeint vorgeschalteten Differenzverstärkers ergibt, also R RD rM2 = .
  • RD+R Ist beispielsweise eine lineare Anzeige der im logarithmischen Maßstab auf der Skala des Meßinstrumentes M aufgetragenen Verstärkung s gewünscht, die für eine Ablesung immer am vorteilhaftesten ist, so wird der Widerstand R so bemessen, daß für den aus der Parallelschaltung des Meßinstrumentes M und dem Widerstand R resultierenden Gesamtwiderstand rM1 gilt: a1 + a3-2a1a3 rM1 r2 . (1) alf a3 -2-Dabei gilt als Bedingung: r2 > -Ist eine exponentielle Anzeige der im logarithmischen Maßstab angegebenen Verstärkung s gewünscht, was in der Nachrichtentechnik bei fast allen Anzeigegeräten gegeben und auch üblich ist, z. B.
  • bei den in vielen Fällen zentral angeordneten Meßinstrumenten zur abtastenden Pegelmessung vieler gleichartiger Pilotsignale, so ist die dafür vorgesehene Instrumentçnskala-zugleich auch für die Anzeige der Verstärkung s benutzbar. Für den Widerstand rM1 gilt in diesem Fall: rM1 = r2 1-a1a3 . (2) al + a32 Dabei gilt als Bedingung; r2 r1 2 r3 # # 2 .
  • r3 r2 r2 In Fig.2 ist an die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors F neben dem Regelvierpol RV zusätzlich ein Meßkreis angeschaltet, der eine den konstanten Strom, liefernde Quelle Q2 und einen dem Meßinstrument M vorgeschalteten Differenzverstärker 1) enthält. Der Regelvierpol RV und der Meßkreis sind auch in diesem Falle, wie in F i g. 1, durch eine aus einer Spule L und einem Kondensator C gebildeten Weiche voneinander entkoppelt. Durch die Verwendung des Differenzverstärkers D kann der über die Senken-Quellenelektrode des Feldeffekttransistors fließende Strom, der an dieser Strecke einen dem Kanalwiderstand r proportionalen Spannungsabfall UM hervorruft, sich mit dem Kanalwiderstand r mitändert und letztlich ein Maß für die Verstärkung s ist, wesentlich kleiner gehalten werden als in Fig. 1. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß einerseits die Linearität des Kanalwiderstandes durch diesen Strom praktisch nicht mehr beeinflußt wird und daß andererseits durch die entkoppelnde Wirkung des Differenzverstärkers D völlige Freizügigkeit in der Wahl des Meßinstrumentes M besteht. Letzteres ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beim Meßinstrument M wegen zusätzlicher anderweitiger Verwendung eine auf den vorliegenden Aawendungsfall ausgerichtete Festlegung dessert elektrischer Daten nicht möglich ist. Wird das Meßinstrument M in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 für andere Messungen herangezogen, so wird der SchalterS2 geöffnet, und die Eingangsklemmen des Meßinstrumentes M werden an die für die neue Messung maßgebenden Meßpunkte gelegt.
  • Die Charakteristik der Anzeige der Verstärkung s.
  • am Meßinstrument M wird in F i g. 2 durch die Bemessung des zu den Eingangsklemmen des I)ifferenzverstärkers parallelgeschalteten Widerstandes R beeinfluß Ist beispielsweise eine lineare Anzeige der Verstärkungs im logarithmischen Maßstab gewünscht, so gilt unter Berücksichtigung der bereits definierten Abkürzungen für die Bemessung des Widerstandes rM2: a1 + a3 - 2a1a4 (3) rM2 = r2 . (3) a1 + a3 - 2 Dabei gilt als Bedingung: r3 - r2#r2 - r1.
  • Für eine lineare Anzeige der Verstärkung s im absoluten Maßstab. oder eine exponentielle Anzeige der Verstärkungs im logarithmischen Maßstab gilt für die Bemessung des Widerstandes. rM2: a1 + a3 - 2a1a3 rM2=r2 a1a3 - 1 . (4) Dabei gilt als Bedingung; ra r2.
  • # .
  • r2 r1 In F i g. 3 ist eine mit Einzelbauelementen aufgebaute Schaltungs-a-nordnung gemäß des in F i g. 2 gezeigten Prinzipschaltbildes dargestellt. Der als Stellglied dienende Feldeffekttransistor F ist mit seiner Quellen-Senkenelektrodenstrecke in den (iegenkopp-Iungszweig des Regelvierpols RV eingeschaltet. Der vor der Steuerspannung Us gesteuerte Kanalwiderstand r ist die Stellgröße. Zur Erfassung des Kanalwiderstandes r ist an die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors F ein Meßkreis angeschaltet, der eine Quelle konstanten Stromes, einen mit den Transistoren T1, T2 aufgebauten Differenzverstärker und ein Meßinstrument M enthält. Der konstante Strom, wird aus der Versorgungsspannung UB hergeleitet und im wesentlichen durch den Widerstand R 1 eingeprägt. Dieser Gleichstrom J0 ruft im Kanalwiderstand r einen diesem Widerstand proportionalen Spannungsabfall UM hervor, der sich mit dem Kanalwiderstand mitändert und ein Maß für die Verstärkung s des Regelvierpols RV ist. Der Spannungsabfall UM steuert den mit den Transistoren Tl, T2 aufgebauten Differenzverstärker. Der Gegenkopplungszweig des Regelvierpols RV und der Eingang des Differenzverstärkers sind durch eine LC-Weiche voneinander entkoppelt. Die Spule L hält das über den Gegenkopplungszweig des Regelverstärkers RV fließende hochfrequente Nutzsignal vom Eingang des Differenzverstärkers fern, der Kondensator C verhindert ein Eindringen des über die Quellen-Senkenelektrodenstrecke des Feldeffekttransistors geschickten, konstanten Gleichstromes in den Regelvierpol RV. Der Kondensator C1 bewirkt hinsichtlich Wechselstrom eine niederohmige Verbindung der Senkenelektrode des Feldeffekttransistors F mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung UB. Der Widerstand R dient für den Kanalwiderstandr des Feldeffekttransistors F als Nebenschlußwiderstand, und zwar wegen der das hochfrequente Nutzsignal sperrenden SpuleL nur für den durch den Widerstand R 1 eingeprägten Gleichstrom J0. Bemißt man den Widerstand rM2 durch Wahl des Widerstandes R gemäß den Formeln (3), (4), wobei zusätzlich die bei der näheren Erläuterung dieser Formeln gestellten Bedingungen erfüllt werden, erhält man entweder eine lineare Anzeige der Verstärkung s im logarithmischen Maßstab oder eine lineare Anzeige der Verstärkung im absoluten Maßstab bzw. eine exponentielle Anzeige der Verstärkung im logarithmischen Maßstab. Bemißt man rM2 beispielsweise nach Formel (3), so ist, wie Fig. 4-zeigt, der Zusammenhang zwischen der in Neper (Np) aufgetragenen Regelverstärkung s und dem in Mikroampere (A) aufgetragenen Anzeigestrom iMS des Meßinstrumentes M linear. Die Anzeige in Skalenteilen (Skt.) ist'durch die Wahl des - Meßinstrumentes, das - beispielsweise ein Drehspulinstrument ist, dem durch das Meßinstrument M fließenden Anzeigestrom MS' proportional.
  • Ferner ist in F i g. 3 zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers -und dem Meßinstrument M ein Schalter S3 und eine Verzweigung V eingefügt. Über die Verzweigung V ist das Meßinstrument M beispielsweise mit anderen Schaltungsanordnungen der in F i g. 3 gezeigten Art verbunden. Soll:bei:einer-dieser nicht dargestellten Schaltungsanordnungen eine Messung vorgenommen werden, so wird der Schalter S3 geöffnet und bei dieser anderen Schaltungsanordnung ein dem Schalter S3 entsprechender Schalter geschlossen.
  • Patentansprüche:: 1. Schaltungsanordnung zur Anzeige der in êinbm -Regelkreis auftretenden Stellgröße, bei der der- Regelkreis einen veränderbaren Widerstand als Stellglied -aufweist, der zur Steuerung der Verstärkung in einen Regelvierpol eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand zusätzlich an den Eingang eines Meßkreises angeschaltet ist, daß der Eingang des Meßkreises und der Regelvierpol durch ein Netzwerk voneinander entkoppelt sind, dàß der Meßkreis eine Quelle konstanten Stromes aufweist, die den veränderbaren Widerstand speist, und daß der Meßkreis mit einem Meßinstrument zur Erfassung des am veränderbaren Widerstand durch den konstanten Strom hervorgerufenen Spannungsabfalles abgeschlossen ist.
  • 2. Schaltungsanordnung zur Anzeige der in einem Regelkreis auftretenden Stellgröße, bei der der Regelkreis einen veränderbaren Widerstand als Stellglied aufweist, der zur Steuerung der Verstärkung in einen Regelvierpol eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand zusätzlich an den Eingang eines.
  • Meßkreises angeschaltet ist, daß der Eingang des Meßkreises und der Regelvierpol durch ein Netzwerk voneinander entkoppelt sind, daß der Meßkreis eine Quelle konstanter Spannung aufweist, die den veränderbaren Widerstand speist, und daß^ der Meßkreis mit einem Meßinstrument zur Erfassung des am veränderbaren Widerstand durch die konstante Spannung hervorgerufenen Stromesabgeschlossen ist.
  • 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der als Stellglied dienende veränderbare Widerstand ein Feldeffekttransistor ist.
  • 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stellglied dienende veränderbare Widerstand ein temperaturabhängiger Widerstand-ist, dem ein Beldeffekttransistor vorgeschaltet ist. -5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß -ein ohmscher Widerstand zu den Eingangsklemmen des Meßinstrumentes parallel geschaltet ist.
  • 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zuleitungen zu den-Eingangsklemmen des Meßinstrumentes mit einem Schaltet unterbrechbar ist.
  • 7. Schaltungsanordnung nach.einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßinstrument ein Meßverstärker ,vorgeschaltet ist.
  • 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, da durch gekennzeichnet, daß ein ohmscher Widerstand zu den Eingangsklemmen des Meßverstär kers parallel geschaltet ist.

Claims (1)

  1. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das entkoppelnde Netzwerk eine aus einer Spule und einem Kondensator gebildete Weiche ist.
DE19702018567 1970-04-17 1970-04-17 Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse Withdrawn DE2018567B2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702018567 DE2018567B2 (de) 1970-04-17 1970-04-17 Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702018567 DE2018567B2 (de) 1970-04-17 1970-04-17 Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2018567A1 DE2018567A1 (de) 1971-09-30
DE2018567B2 true DE2018567B2 (de) 1971-09-30

Family

ID=5768385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702018567 Withdrawn DE2018567B2 (de) 1970-04-17 1970-04-17 Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2018567B2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2535445A1 (de) * 1975-08-08 1977-02-10 Tekade Felten & Guilleaume Schaltungsanordnung zur pilotgesteuerten regelung von verstaerkern in nachrichtenuebertragungsstrecken

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753424B2 (de) * 1977-11-30 1979-09-27 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Einrichtung zur Anzeige der in einen Pilotregelkreis auftretenden Stellgröße

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2535445A1 (de) * 1975-08-08 1977-02-10 Tekade Felten & Guilleaume Schaltungsanordnung zur pilotgesteuerten regelung von verstaerkern in nachrichtenuebertragungsstrecken

Also Published As

Publication number Publication date
DE2018567A1 (de) 1971-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2744845C3 (de) Verfahren zur Kompensation der elektrochemischen Störgleichspannung bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit periodisch umgepoltem magnetischem Gleichfeld
DE2917237C2 (de)
DE3634051C2 (de)
DE2949461A1 (de) Elektronisches energieverbrauchsmessgeraet
DE3101994C2 (de) Verfahren zur Messung eines elektrischen Widerstands und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2835388C2 (de) Analog-Multiplexschaltung
DE2406001C3 (de) Intermodulations-Verzerrungsanalysator für einen Nachrichtenübertragungskanal
DE2018567B2 (de) Schaltungsanordnung zur anzeige der in einem regelkreis auftretenden stellgroesse
DE1913116A1 (de) Messanordnung fuer Gleichstroeme oder Gleichspannungen
DE2837728C2 (de)
DE1438969A1 (de) Gleichstromregelungsgeraet
DE1240989B (de) Anordnung zum Eichen der Pegelanzeige eines selektiven Pegelmessers
DE2018567C (de) Schaltungsanordnung zur Anzeige der in einem Regelkreis auftretenden Stellgröße
DE3307597A1 (de) Verstaerker mit veraenderlicher verstaerkung
DE2030671C3 (de) Einrichtung zur Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit von Metallen in korrosiven Medien
DE590756C (de) Integrierender Nachhallmesser
DE738484C (de) Ausgangsleistungsmesser
DE2358197C3 (de) Verfahren zur automatischen Einstellung von Erdschlußspulen (PETERSEN-Spulen)
DE287765C (de)
DE1234809B (de) Parametrischer Verstaerker
DE1908382A1 (de) Gleichrichtende elektrische Schaltung
DE3151082A1 (de) Schaltungsanordnung zur erweiterung des linearitaetsbereiches eines steuerbaren widerstandes
DE2427785C2 (de) Schaltungsanordnung für einen Meßverstärker
AT266256B (de) Gleichstromkompensatoranordnung
DE1466711C (de) Spannungskompensator

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee