DE2026327C3 - Einschaltanordnung für pilotgesteuerte Pegelregler mit stufenweiser Regelung in Trägerfrequenzsystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einschaltanordnung für pilotgesteuerte Pegelregler mit stufenweiser Regelung in Trägerfrequenzsystemen, die trägheitslose Stellglieder enthalten, bei der die Pilotspannung von einem Pegeldiskriminator geprüft wird, der beim Auftreten eines Unter- oder Uberpegels anspricht und eine das Steuerkriterium eines trägheitslosen Stellgliedes einstellende, elektronische Einstellvorrichtung mit einem aus einer Anzahl bistabiler Flip-Flop bestehenden Binärzähler in der erforderlichen Richtung fortschaltet, und bei der der Pegeldiskriminator eine Alarmschaltung enthält, die beim Abfall der Pilotspannung vom Sollwert um einen gewissen Alarmbetrag (z. B. —0,4 N) Alarm gibt und den Regler arretiert und bei vorhandenem Piloten die Einschaltanordnung außer Betrieb setzt, sobald die Alarmpegelgrenze überschritten ist und dann der Regler auf Sollwert frei einregelt

Bei solchen Schaltungsanordnungen wird bekanntlich die empfangene, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Pegeldiskriminator geprüft, der beim Auftreten eines Unter- oder Überpegels anspricht und mittels der Impulse eines Taktgebers eine das Steuerkriterium eines trägheitslosen Stellgliedes, z. B.

eines Feldeffekttransistors, stufenweise einstellende, elektronische Einstellvorrichtung in der erforderlichen Richtung fortschaltet. Die Einstellvorrichtung enthält einen Binärzähler aus einer Anzahl bistabiler Flip-Flops, wie er beispielsweise in der DE-PS 11 18 831 beschrieben ist

Damit der Regler bei Pilotausfall oder starkem Pilotabfall seine Stellung beibehält, wird bekanntlich der Pegeldiskriminator um eine Alarmschaltung erweitert, die beim Abweichen der Pilotspannung vom Soll we it am Ausgang des geregelten Verstärkers um einen bestimmten Wert, z. B. —0,4 N (Alarmpegelgrenze), Alarm gibt und den Regler arretiert (DE-PS 11 35 524).

Der Pilotregler hat die Fähigkeit, einen innerhalb seines Regelbereiches liegenden Eingangspilotpegel am Ausgang auf den Sollwert zu bringen. Liegt der Eingangspilotpegel außerhalb des Regelbereiches, so braucht er durch den Regler nicht ausgeregelt zu werdea Es ist nun oft so, daß der Abstand des Alarmpegels vom Sollwert (Alarmpegelabstand) kleiner als der halbe Regelbereich ist Wenn der Ausgangspegel unterhalb der Alarmpegelgrenze liegt, wird der Regler arretiert, auch dann, wenn der Eingangspegel sich innerhalb des Regelbereiches befindet

Dieses an sich erwünschte Verhalten des Reglers wird zum Nachteil, wenn der Regler eingeschaltet wird. Wenn keine besonderen Maßnahmen ergriffen werden, kann der Binärzähler der Einstellvorrichtung eine Stellung einnehmen, die einer sehr niedrigen Verstärkung entspricht Dann kann es passieren, daß der Ausgangspegel unterhalb der Alarmpegelgrenze bleib:, auch wenn der Eingangspegel innerhalb des Regelbereiches liegt. Die dann eintretende Arretierung und Selbstsperrung des Reglers ist aber bei der Inbetriebnahme des Reglers unerwünscht

Es sind Anordnungen zum Einschalten von stufenweisen Pilotreglern mit Heißleiter-Stellgliedern bekannt. Da die Heißleiter-Stellglieder träge sind, verläuft der Einschwingvorgang grundsätzlich anders als bei Reglern mit trägheitslosen Stellgliedern.

Aus der DE-PS 12 42 706 ist eine Schaltung der eingangs genannten Art bekannt die den Regler nach dem Einschalten der Betriebsspannung nach einem Programm selbsttätig derart in Betrieb nimmt, daß zunächst für eine kurze Zeit die Einstellvorrichtung auf die obere Endlage maximaler Verstärker des zugehörigen Leitungsverstärkers voreingestellt wird, daß nach dem Erreichen des Sollpegels oder des Alarmpegels (z. B. —0,4 N) durch die Pilotspannung die Voreinstellung der Einstellvorrichtung auf die obere Endlage aufgehoben wird und anschließend der Regler selbsttätig auf seinen Sollwert frei einregelt und daß bei fehlender Pilotspannung oder beim Nichterreichen des Alarmpegels durch die Pilotspannung nach einer bestimmten Zeit die Voreinstellung auf die obere Endlage aufgehoben und die Einstellvorrichtung etwa auf ihre mittlere Stellung gebracht wird.

Zunächst ist der Heißleiter noch kalt und hochohmig, die Verstärkung und der Ausgangspegel sind klein, und der Regler ist gesperrt Nach einer gewissen Zeit ist der Heißleiter so weit aufgeheizt, daß der Pilotpegel seinen Sollwert erreichen kann. Der Regler beginnt sofort mit der Verringerung des Stellstromes, bis der Heißleiterwiderstand seinen richtigen Wert einnimmt.

Ist mit der Betriebsspannung die Pilotspannung ebenfalls ausgefallen und kehrt die Betriebsspannung danach bei weiterhin fehlernder Pilotspannung wieder, so ist es sinnvoll, die Einstellvorrichtung auf ihre Mittellage zu bringen, weil die Wahrscheinlichkeit am größten ist, daß die Sollstellung der Einstellvorrichtung in der Mitte liegt Bei der Voreinstellung auf die Mittellage ist dann der maximal mögliche Fehler am s kleinsten.

Bei Reglern, bei denen der Abstand des Alarmpegels vom Sollpegel kleiner als der halbe Regelbereich ist und die sich beim Einschalten ohne Pilotspannung auf die Mittellage einstellen, ist auch in einem anderen Fall die

ίο Gefahr des Selbstblockierens vorhanden. Dann nämlich, wenn der Regler bei fehlendem Piloten eingeschaltet wird, sich auf die Mittellage einstellt und der wiederkehrende Pilot einen Pegel hat, der außerhalb der Alarmgrenze und innerhalb des Regelbereiches liegt

Es besteht bei Pilotreglern die Forderung, daß während des Einschaltvorganges der Ausgangspegel um weniger als den Alarmpegelabstand überschwingt Der Grund für diese Forderung besteht darin: Wenn ein Überpegel bei einem Einschaltvorgang auftritt wird er vom Regler nach einer gewisssen Zeit ausgeregelt Wenn der Überpegel wieder verschwindet entsteht zunächst ein Unterpegel, der vom Regler nicht sofort ausgeregelt werden kann. Wenn der Einschaltüberpegel größer als der Alarmpegelabstand ist so ist auch der nach seinem Verschwinden auftretende Unterpegel größer als der Alarmpegelabstand; der Regler wird durch die Alarmschaltung arretiert und selbstblockiert Diese Schwierigkeit wird noch vergrößert, wenn mehrere Regler hintereinander angeordnet sind.

Die bekannten Anordnungen zum Einschalten von Pilotreglern mit Heißleiter-Stellgliedern kann man deshalb nicht in Pilotreglern mit trägheitslosen Stellgliedern verwenden. Würde man nämlich einen Pilotregler mit trägheitslosem Stellglied auf maximale Verstärkung einstellen, so würde diese maximale Verstärkung wegen der fehlenden Trägheit sofort auftreten, und bei großem Eingangspegel würde die Gefahr eines zu großen

Überpegels bestehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einschaltanordnung der eingangs genannten Art für trägheitslose Stellglieder anzugeben, die den zugehörigen Regler so einstellt daß er auch bei wiederkehrendem Piloten, dessen Pegel zwar innerhalb des Regelbereiches, aber außerhalb des Alarmpegelab-Standes liegt das Stellglied richtig einstellt d. h. nicht blockiert.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung zunächst auf die untere Endlage voreingestellt wird, daß anschließend der Regler von der kleineren Verstärkung anfangend in Richtung wachsender Verstärkung regelt und daß bei fehlendem Piloten der Regler den ganzen Regelbereich durchläuft und dann die Einstellvorrichtung auf eine Stellung gebracht wird, bei der die Verstärkung um etwas mehr als die Differenz des halben Regelbereichs und des Alarmpegelabstandes den Mittelwert überschreitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung soll anhand der Figur erläutert werden. PR ist ein an sich bekannter Pilotregler von ±0,5 N, der eine Einstellvorrichtung mit 64 Stufen, einen Pegeldiskriminator und eine Alarmschaltung enthält VE 1, VE 2 und VE3 sind Voreinstelleingänge und AA ist der Ausgang der Alarmschaltung. Durch gleichzeitiges Anlegen negativen Potentials an die Voieinstclltingänge VEi und VE2 wird die Einstellvorrichtung in die untere Endlage gebracht Durch Anlegen negativen Potentials an den Voreinstelleingang VEi wird die Einstellvor-

richtung von der oberen Endlage in die Stellung der Stufe 40 gebracht, bei der die Verstärkung den Mittelwert um etwa 12% überschreitet. Bei einem halben Regelbereich von 0,5 N und einem Alarmpegelabstand von 0,4 N ist 12% des Pegelbereiches = 0,12 N etwa- mehr als die Differenz des halben Regelbereiches und des Aiarmpegelbestf.ndes von 0,1 N. Durch Anlegen negativen Potentials an den Voreinstelleingang VE3 wird die Blockierung des Reglers durch die Alarmschaltung aufgehoben. An dem Ausgang AA liegt negatives Potential an, wenn die Alarmpegelgrenze überschriiten ist.

Diese Betriebsspannung ist in eine positive Hälfte -(- UB und eine negative Hälfte — UB aufgeteilt. Die Einschaltanordnung besteht aus den Voreinstelltransistoren 73s 1, Ts 2 und Ts 3, einem Verzögerungstransistor Ts4, den Kondensatoren CX bis C3, den Widerständen RXbxsR 10 und den Dioden D1 bis D 4.

Der Einschaltvorgang geht folgendermaßen vor sich:

Über den Kondensator CX, der im ausgeschalteten Zustand entladen ist, den Spannungsteiler R X/R2 und die Basisvorwiderstände R3 und A4 fließt für eine kurze Zeit ein Strom in die Basisanschlüsse der Voreinsteiltransistoren Ts 1 und Ts 2; diese Transistoren werden kurzzeitig leitend und legen über ihre Kollektor-Emitter-Strecken negatives Potential an die Voreinstelleingänge VEX und VE2 der Einstellvorrichtung, die dadurch auf die untere Endlage voreingestellt wird. Über die Diode D1, die bei leitendem Voreinstelltransistor Ts 2 ebenfalls leitend ist, wird der Kondensator C 2 entladen.

Nachdem der Kondensator CX aufgeladen ist, fließt kein Basisstrorn mehr in die Voreinstelltransistoren Ts 1 und Ts 2, diese werden gesperrt und die Voreinstellspannungen an VEl und VE2 aufgehoben. Nun ist der Verzögerungstransistor Ts 4 gesperrt, weil sein Emitter auf Potential Null und seine Basis über den leeren Kondensator C2 auf negativem Potential-UB liegt. Über den Spannungsteiler R TIR 8 wird der Voreinstelltransistor Ts 3 leitend gehalten. Über die Kollektor-Emitter-Strecke von Ts 3 liegt an VE3 negatives Potential. Der Regler ist auch da^n, wenn die Alarrnschaltung angesprochen hai, nicht blockiert und regfl·. vo!' der kleinsten Verstärkung anfangend m Richtung wachsender Verklinkung. Erst wenn der Kondensator C2 über den Kollektorwiderstand RXX des Voreinsielltransistors Ts 2 und den Vorwiderstand /?5 auf eins Spannung von etwa ±0,7 V aufgeladen ist, wird der Verzögerungstransistor Ts i leitend.

Es muß nun unterschieden werdan zwischen dem Einschalten bei vorhandenem Piloten und dem bei fehler-Hem Piloten.

Beim Einschalten bei fehlendem Piloten regelt der Regler bis zur oberen Endlage, weil die Aufladezeit des Kondensators C2 so groß gewählt ist, daß der Regler innerhalb dieser Zeit den ganzen Regelbereich durchlaufen kann. Wenn der Verzögerungstransistor Ts 4 leitend wird, wird der Voreinstelltransistor Ts 3 gesperrt. Über den Differenzier-Kondensator C3 und die Diode D 3 gelangt ein positiver Impuls auf die Basis

2(i des Voreinstelltransistors Ts 1; dieser wird kurzzeitig leitend, und die Einstellvorrichtung wird auf die Stellung der Stufe 40 voreingestellt. Der Regler wird danach durch die Alarmschaltung in dieser Stellung festgehalten, bis der Pilot wiederkehrt und der Regler freigegeben wird.

Beim Einschalten bei vorhandenem Piloten wird mit dem Überschreiten der Alarmpegelgrenze der Ausgang AA negativ. Über die Diode D 2 wird die Basis des Voreinstelltransistors Ts 3 so weit negativ gemacht, daß dieser Transistor gesperrt und sein Eingriff über VE3 in den Regler aufgehoben wird. Gleichzeitig wird der über C3 ankommende positive Impuls über die Diode DA nach Minus abgeleitet und die Voreinstellung auf die Stufe 40 der Einstellvorrichtung verhindert.

Zusammengefaßt bedeutet das, daß bei einer Einschaltanordnung nach der Erfindung der Regler auch dann nicht blockiert, wenn beim Einschalten die Pilotspannung zwar außerhalb des Alarmpegelabstandes liegt, aber ein Einregeln auf den richtigen Wert doch noch möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einschaltanordnuiig für pilotgesteuerte Pegelregler mit stufenweiser Regelung in Trägerfrequenzsystemen, die trägheitslose Stellglieder enthalten, bei der die Pilotspannung von einem Pegeldiskriminator geprüft wird, der beim Auftreten eines Unter- oder Überpegels anspricht und eine das Steuerkriterium eines trägheitslosen Stellgliedes einstellende, elektronische Einstellvorrichtung mit einem aus einer Anzahl bistabiler Flip-Flops bestehenden Binärzähler in der erforderlichen Richtung fortschaltet, und bei der der Pegeldiskriminator eine Alarmschaltung enthält, die beim Abfall der Pilotspannung vom Sollwert um einen gewissen Alarmbetrag (z. B. —0,4 N) Alarm gibt und den Regler arretiert und bei vorhandenem Piloten die Einschaltanordnung außer Betrieb setzt, sobald die Alarmpegelgrenze überschritten ist und dann der Regler auf Sollwert frei einregelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung zunächst auf die untere Endlage voreingestellt wird, daß anschließend der Regler von der kleineren Verstärkung anfangend in Richtung wachsender Verstärkung regelt und daß bei fehlendem Piloten der Regler den ganzen Regelbereich durchläuft und dann die Einstellvorrichtung auf eine Stellung gebracht wird, bei der die Verstärkung um etwas mehr als die Differenz des halben Regelbereiches und des Alarmpegelabstandes den Mittelwert überschreitet

2. Einschaltanordnung nach Anspruch 1, wobei der Pilotregler mit einem Regelbereich von ±0,5 N, der eine Einstellvorrichtung mit mehreren (z. B. 64) Stufen, einen Pegeldiskriminator und eine Alarmschaltung mit einem Alarmpegelabstand von —0,4 N enthält, drei Voreinstelleingänge aufweist, über die die Einstellvorrichtung derart voreingestellt werden kann, daß beim gleichzeitigen Anlegen eines negativen Potentials an den eisten und zweiten Voreinstellungen die Einstellvorrichtung die untere Endlage einnimmt, daß beim Anlegen eines negativen Potentials nur an den ersten Voreinstelleingang die Einstellvorrichtung von der oberen Endlage auf die Stellung einer mittleren Stufe (z. B. der Stufe 40) gebracht wird und daß beim Anlegen eines negativen Potentials an den dritten Voreinstelleingang die Blockierung des Reglers durch die Alarmschaltung auch beim Unterschreiten der Alarmpegelgrenze aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten der Versorgungsspannung (UB)über einen Kondensator (Ci) einen Spannungsteiler (R \/R2) und Basisvorwiderstände (R 3, R 4) für eine kurze Zeit ein Strom in die Basisanschlüsse zweier Voreinstelltransistoren (Ts i und Ts 2) fließt, wobei diese Transistoren kurzzeitig leitend werden und über ihre Kollektor-Emitter-Strecken negatives Potential an den ersten und zweiten Voreinstelleingang (VEi, VE2) legen.

3. Einschaltanordnung räch Anspruch 2, wobei die Betriebsspannung in eine positive Hälfte und eine negative Hälfte aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungstransistor (Ts 4) vorgesehen ist, dessen Emitter mit Nullpotential, dessen Kollektor über einen Kollektorwiderstand (R 6) mit positivem Potential (+UB) und dessen Basis über einen zweiten Kondensator (C2) mit negativem Potential (-UB) verbunden ist, wobei zwischen den Kollektor des zweiten Voreinstelltransistors (Ts 2),

der über einen Kollektorwiderstand (/711) mit positiven Potential verbunden ist, und die Basis des Verzögerungstransistors (Ts 4) die Parallelschaltung eines Widerstandes (RS) und einer bei leitendem zweiten Voreinstelltransistor (Ts 2) ebenfalls leitenden Diode (D 1) geschaltet ist

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Voreinstelltransistor (TS 3) vorgesehen ist, dessen Emitter mit negativen Potential (— UB), dessen Kollektor mit dem dritten Voreinstelleingang (VE3) und über einen Kollektorwiderstand (R 9) mit positiven Potential (+ UB) und dessen Basis über einen Spannungsteiler (R 7/R S) mit dem Kollektor des Verzögerungstransistors (Ts 4) verbunden ist

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator (C2) und der Widerstand (R 5) so dimensioniert sind, daß innerhalb der Aufladezeit des Kondensators (C 2) der Regler den ganzen Regelbereich durchlaufen kann.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektor des dritten Voreinstelltransistors (Ts 3) und die Basis des ersten Voreinstelltransistors (Ts 1) die Reihenschaltung eines Differenzier-Kondensators (C3) und einer Diode (D 3) geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt des Kondensators (C3) und der Diode (D 3) über einen Widerstand (R 10) mit negativem Potential (— UB) verbunden ist

7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei der Regler einen Alarmausgang enthält, an dem negatives Potential anliegt, wenn die Alarmpegelgrenze überschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Alarmausgang (AA) über je eine Diode (D 2; D 4) mit der Basis des dritten Voreinstelltransistors (Ts 3) bzw. dem Verbindungspunkt des Differenzier-Kondensators (C3) und der Diode (D 3) verbunden ist, wobei diese Dioden (D2, DA) so gepolt sind, daß sie leitend sind, wenn der Alarmausgang (AA) negatives Potential hat.