DE2164343C3 - Electrical controller in which a setpoint voltage and an actual value voltage are fed to the base terminals of transistors of a differential amplifier - Google Patents

Electrical controller in which a setpoint voltage and an actual value voltage are fed to the base terminals of transistors of a differential amplifier

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DE2164343C3
DE2164343C3 DE19712164343 DE2164343A DE2164343C3 DE 2164343 C3 DE2164343 C3 DE 2164343C3 DE 19712164343 DE19712164343 DE 19712164343 DE 2164343 A DE2164343 A DE 2164343A DE 2164343 C3 DE2164343 C3 DE 2164343C3
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Description

Es wurde bereits ein elektrischer Regler vorgeschlagen (deutsches Patent 2 027 321V, bei dem der Sollwert und der Istwert einem Differenzverstärker zugeführt sind und als Stellglied em Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode vorgesehen ist, an dessen Basis ein Kondensator zur Speicherung der Stellgroße angeschlossen ist. Dieser Regler ist derart ausgebildet, daß zwischen dem Differenzverstärker und dem Kondensator ein Gleichspannungsverstärker eingefügt ist. Durch diese Maßnahmen wird vermieden, daß der Regler irreversibel in eine Endstellung läuft.An electrical regulator has already been proposed (German patent 2 027 321V, in which the setpoint and the actual value are controlled by a differential amplifier are supplied and is provided as an actuator em field effect transistor with an isolated control electrode whose base is connected to a capacitor for storing the manipulated variable. This regulator is like that formed that a DC voltage amplifier between the differential amplifier and the capacitor is inserted. These measures prevent the controller from irreversibly moving into an end position runs.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regler, bei dem die Regelabweichung mit Hilfe eines Differenzverstärkers festgestellt wird, hinsichtlich seines einfachen Aufbaues in der Weise weiter zu vervollkommnen, daß von einer Einfügung eines Gleichspannungsverstärkers /wischen dem Differenzverstärker und dem Kondensator abgesehen werden kann.The object of the invention is to provide a controller in which the control deviation is determined with the aid of a differential amplifier is determined to be further improved in terms of its simple structure in such a way that that of an insertion of a DC voltage amplifier / between the differential amplifier and the Capacitor can be disregarded.

Gemäß der Erfindung wird der eingangs genannte Regler /ur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß der Bereich der am Differenzverstärker unmittelbar anliegenden Istwertspannung /u höheren Spannungen hin begrenzt ist und daß der als Stellglied dienende Transistor mit einem Anschluß der Emitter-Kollektor-Strecke bzw. des Bahnwiderstandes auf eine Vorspannung gelegt ist, die mindestens gleich derjenigen Steuerspannung ist, die der Differenzverstärker bei maximaler Istwertspannung abgibt.According to the invention, the aforementioned controller is designed to solve this problem in such a way that that the area of the differential amplifier directly applied actual value voltage / u is limited towards higher voltages and that the acting as an actuator Transistor with one connection of the emitter-collector path or the rail resistor a bias voltage is applied which is at least equal to that control voltage that the differential amplifier emits at maximum actual value voltage.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Regler mit großem Regelbereich, der insbesondere bei Verwendung in Reglerketten die eingangs genannten Schwierigkeiten vermeidet und dabei besonders einfach aufgebaut ist.These measures advantageously result in a controller with a large control range, in particular the when used in control chains avoids the difficulties mentioned at the beginning and especially is simply structured.

Aus der Zeitschrift »Automatik«, Februar 1970, Seite 48, Bild 34 b, ist bereits ein Pegel-Trennverstärker bekannt, bei dem ein Feldeffekttransistor mit seiner Steuerelektrode unmittelbar an den Ausgang eines Differenzverstärkers angeschlossen ist und an einem dem Hingang des Differenzverstärkers vorgeschalteten Widerstand einen Spannungsabfall erzeugt, der dem Betrag der Hingangsspannunr entspricht. Die Ausgangsspannung dieses Trennvcrsinkers wird von einem in SeHe zum Bahnwiderstand des Feldeffekttransistors liegenden weiteren, an Masse liegenden Widerstand abgenommen.From the magazine »Automatik«, February 1970, Page 48, Fig. 34 b, a level isolating amplifier is already known in which a field effect transistor with its Control electrode is connected directly to the output of a differential amplifier and to a resistor connected upstream of the input of the differential amplifier generates a voltage drop, which corresponds to the amount of the input voltage. the The output voltage of this isolating sinker is from one in SeHe to the bulk resistance of the field effect transistor further, connected to ground Resistance decreased.

Hin besonders großer Regelbereich läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß die Vorspannung etwas größer als die v>m Differenzverstärker bei maximaler Istwertspannung abgegebene Steuerspannung ist. Dabei wird mit Sicherheit vermieden, daß der Bahnwiderstand eines als Stellglied dienenden Feldeffekttransistors oberhalb des Aussteuerbereiches verstellt wird.A particularly large control range can be achieved in a further development of the invention in that the bias voltage is somewhat greater than the v> m differential amplifier output at the maximum actual value voltage Control voltage is. It is avoided with certainty that the rail resistance is used as an actuator Serving field effect transistor is adjusted above the modulation range.

Es ist ferner zweckmäßig, den elektrischen Regler derart auszubilden, daß der Differenzverstärker zwei Transistoren enthält, deren Emitter über einen, insbesondere einstellbaren Widerstand miteinander verbunden sind und daß bei dem ersten Transistor, dessen Emitter über einen Widerstand an Bez.ugspotential geführt ist, zwischen Basis und Bez.ugspotential die Sollwertspannung zugeführt und bei dem zweiten Transistor, dessen Kollektor über einen weiteren Widerstand an Versorgungsspannung geführt ist, der Basis der Istwert zugeführt und die zwischen Kollektor und Bezugspotential liegende Spannung dem als Stellglied dienenden Transistor als Eingangsspannung zugeführt ist.It is also expedient to design the electrical controller in such a way that the differential amplifier has two Contains transistors, the emitters of which are connected to one another via an, in particular adjustable, resistor and that in the case of the first transistor, the emitter of which is connected to Bez.ugspotential via a resistor is performed, the setpoint voltage is supplied between the base and reference potential and the second The transistor, the collector of which is connected to the supply voltage via a further resistor, is the base the actual value is supplied and the voltage between the collector and reference potential is used as the actuator serving transistor is supplied as an input voltage.

Zur Begrenzung des Bereichs der Istwertspannung kann man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Zuführung der Istwertspannung zu der Basis des anderen im Differenzverstärker enthaltenen Transistors einen in Verbindung mit dem Kollektorwiderstand die Istwertspannung begrenzenden Widerstand einfügen, so drß sich ein besonders einfacher Schaltungsaufbau ergibt.To limit the range of the actual value voltage, one can use a further embodiment of the invention in feeding the actual value voltage to the base of the other contained in the differential amplifier The transistor has a resistor that limits the actual value voltage in conjunction with the collector resistor insert, the result is a particularly simple circuit structure.

Der Emitterwiderstand des mit der Sollwertspannung beaufschlagten Transistors wird zweckmäßigerweise so klein bemessen, daß dieser Transistor auch bei großen lslwertspannungen stromführend bleibt. Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter 1S Weise ein besonders geringer Anstieg der Steuerspannung oberhalb des Aussteuerbereiches und damit bei entsprechend niedriger Vorspannung ein besonders großer Regelbereich.The emitter resistance of the transistor to which the setpoint voltage is applied is expediently dimensioned to be so small that this transistor remains live even in the case of high isolating value voltages. By these measures a particularly low increase in the control voltage above the control range and thus a very large control range in accordance with low bias voltage results in an advantageous manner, S 1.

Dabei kann man die Basis des mit der Istwcrtspannung beaufschlagten Transistors über eine Zenerdiode an Bezugspotential führen oder über eine bei großen Istwertspannungen leitende Diode an die SoIlwcrtspannungsquelle legen, so daß eine besonders schärft Begrenzung erzielt wird.The base of the transistor to which the actual voltage is applied can be connected via a Zener diode lead to reference potential or via a conductive diode in the case of high actual value voltages to the reference voltage source place so that a particularly sharp limitation is achieved.

Ein besonders vorteilhaftes Temperaturverhalten läßt sich ferner dadurch erzielen, daß der Innenwiderstand der Sollwertspannungsquellc und der in die Istwcrtspannungszulc-itung eingefügte Widerstand etwa gleich bemessen sind.A particularly advantageous temperature behavior can also be achieved in that the internal resistance the setpoint voltage source and the in the actual voltage supply inserted resistance are measured approximately the same.

Die Vorspannung kann in einem an die Versorgungsspannung angeschlossenen Spannungsteiler gebildet werden, an dessen Abgriff eine Ausgangselektrode des Feldeffekttransistors angeschlossen ist.The bias can be applied to the supply voltage in one go connected voltage divider are formed, at the tap of an output electrode of the field effect transistor is connected.

Die Erfindung wird an Hand des in F i g. 3 gezeigten Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated in FIG. 3 illustrated exemplary embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1, wie eingangs bereits näher erläutert, einen vorbekannten Regler mit Differenzverstärker und nachgeschaltetem Mosfet-Stellglied,Fig. 1, as already explained in more detail at the beginning, a known controller with differential amplifier and downstream MOSFET actuator,

Fig. 2 für einen Regler nach Fig. 1 die Abhängigkcit der vom Differenzverstärker abgegebenen Steuerspannung von der Pilotspannung dargestellt,FIG. 2 shows the dependency kit for a controller according to FIG the control voltage output by the differential amplifier is represented by the pilot voltage,

Fig. 3 einen elektrischen Regler nach der Erfindung. 3 shows an electrical regulator according to the invention.

Fig. 4 ein Diagramm für den Regler nach Fig. 2. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Regler wird der Differenzverstärker 1 einerseits mit der Sollwertspannung f/v andererseits mit der Pilotspannung bzw. Istwertspannung U1, gespeist.4 shows a diagram for the controller according to FIG. 2. In the controller shown in FIG. 3, the differential amplifier 1 is fed on the one hand with the setpoint voltage f / v on the other hand with the pilot voltage or actual value voltage U 1.

Beide Spannungen U1, und U5 liegen gegen Erde. Der Differenzverstärker 1 enthält die Transistoren 11 und 12, deren Emitter über den Widerstand 10 miteinander verbunden sind. Zwischen dem Eingang 15 und Erde wird die Pilotspannung U1, zugeführt. Der Eingang 15 ist über den Widersland 16 mit der Basis des Transistors 11 verbunden, an der die begrenzte Istwertspannung U1 anliegt.Both voltages U 1 and U 5 are against earth. The differential amplifier 1 contains the transistors 11 and 12, the emitters of which are connected to one another via the resistor 10. The pilot voltage U 1 is supplied between the input 15 and earth. The input 15 is connected via the opposing land 16 to the base of the transistor 11, to which the limited actual value voltage U 1 is applied.

Zur Erzeugung der Sollwertspannung Us ist an die Zemrdiodc 18, die mit der Kathode an Erde liegt und anodenscitig über den Widerstand 20 an Versorgungsspannung — U11 geführt ist, ein aus den Widerständen 14 und 17 gebildeter Spannungsteiler angeschlossen, bei dem am Widerstand 14 die Sollwertspannung Us anliegt.To generate the setpoint voltage U s , a voltage divider formed from resistors 14 and 17 is connected to the Zemrdiodc 18, which is connected to earth with the cathode and anodenscitig via the resistor 20 to the supply voltage - U 11 Setpoint voltage U s is applied.

Die Sollwcrtspannung Us ist der Basis des Transistors 12 zugeführt, dessen Emitter über den Widerstand 13 an Erde und dessen Kollektor unmittelbar an Versorgungsspannung UB geführt ist. Bei dem Transistor 11 ist der Kollektor über den WiderstandThe setpoint voltage U s is fed to the base of the transistor 12, the emitter of which is connected to earth via the resistor 13 and the collector of which is connected directly to the supply voltage U B. The transistor 11 has its collector across the resistor

19 an Versorgungsspannung, der Emitter nur an den Widerstand 10 gelegt.19 to the supply voltage, the emitter only to the Resistance 10 placed.

Ein derartiger Differenzverstärker ist zur Bildung der Regelabweichung in einem Regler besonders geeignet, da sich die Grenzen des Alissteuerbereiches auf besonders einfache Weise, nämlich durch Verändern des Widerstandes 10 einstellen lassen. Ferner braucht die Ouelle für die Sollwertspannung Us nicht niederohmigzusein. Verwendet man einen derartigen Differenzverstärker /ur unmittelbaren Ansteuerung des Feldeffekttransistor-Stellgliedes, so können sich jedoch die im folgenden näher dargelegten Schwierigkeiten ergeben.Such a differential amplifier is particularly suitable for forming the control deviation in a controller, since the limits of the Alis control range can be set in a particularly simple manner, namely by changing the resistor 10. Furthermore, the source for the setpoint voltage U s does not need to be of low resistance. If such a differential amplifier is used for direct control of the field effect transistor actuator, however, the difficulties explained in more detail below may arise.

Fig. 2 bezieht sich auf eine Pilot-Regelungseinrichtung, bei der der Soll wertvergleich in einem Differenzverstärker durchgeführt und die Steuerspannung USl für das Stellglied direkt von der Ausgangsspannung dieses Differenzverstärkers abgeleitet wird, ohne daß wie bei dem Differenzverstärker 1 nach Fig. 3 besondere Maßnahmen zur Verhinderung einer Umkehr der Regelrichtung vorgesehen sind. Die Steuerspannung USl ist in diesem Fall bei kleinen Pilotspannungen U1, gleich der Veisorgungsspannung U„ und fällt im Aussteuerungsbereich in der Umgebung der Sollwertspannung L/j auf einen Wert ab, der etwa der Sollwertspannung t)s entspricht, um dann mit wachsender Pilotspannung Up wieder anzusteigen. Fig. 2 relates to a pilot control device in which the setpoint comparison is carried out in a differential amplifier and the control voltage U Sl for the actuator is derived directly from the output voltage of this differential amplifier, without special measures as in the differential amplifier 1 according to FIG are provided to prevent a reversal of the control direction. The control voltage U Sl is in this case with small pilot voltages U 1 , equal to the supply voltage U " and falls in the modulation range in the vicinity of the setpoint voltage L / j to a value that corresponds approximately to the setpoint voltage t) s , and then with increasing pilot voltage U p to rise again.

Solange die durch einen Sprung AVr der Pilotspannung Up hervorgerufene Änderung der Steuerspannung Uir wie in Fig. 2 eingetragen, negativ bicibt, ergibt sich wieder ein stationärer Zustand. Für größere Pilotspannungssprünge kann jedoch der Fall eintreten, daß ein Sprung der Pilotspannung eine Erhöhung der Steuerspannung l>Sl zur Folge hat.As long as the change in the control voltage U ir caused by a jump AV r in the pilot voltage U p is negative, as shown in FIG. 2, a steady state results again. For larger pilot voltage jumps, however, the case may arise that a jump in the pilot voltage results in an increase in the control voltage I> Sl .

Der Aussteuerbereich A darf nach oben nicht überschritten werden, da entsprechend Fig. 2 bei Pilotüberpegcl, d.h. bei einer Pilotspannung oberhalb des Aussteuerbereiches des Differenzverstärkers, die Steuerspannung USl wieder rückläufig ist. Dadurch wird die Regelrichtung umgepolt, wenn die Pilotspannung am Differenzverstärker-Eingang sprunghaft größer wird als die Steuerspannung. Die vorhandene Regelabweichung wird dann nicht mehr ausgeregelt, sondern verstärkt und der Regler läuft irreversibel in eine Endstellung, die durch die maximal mögliche Pilotspannung UPmax bestimmt wird.The dynamic range of A may not be exceeded upwards, as shown in FIG. 2 at Pilotüberpegcl, ie at a pilot voltage above the control range of the differential amplifier, the control voltage U S is decreasing again. As a result, the polarity of the control direction is reversed if the pilot voltage at the differential amplifier input is suddenly greater than the control voltage. The existing control deviation is then no longer corrected, but increased, and the controller runs irreversibly into an end position which is determined by the maximum possible pilot voltage U Pmax .

Die genannten Nachteile werden bei dem Regler nach Fig. 3 vermieden. Bei diesem Regler wird die Spannung an der Basis des Transistors 11 begrenzt. Hierdurch wird das proportionale Ansteigen der Steuerspannung USl mit der Pilotspannung Up oberhalb des Aussteuerbereiches A verhindert oder zumindest vermindert. Bei der maximalen Pilotspannungcntsteht eine Steuerspannung U'St, die nur wenig größer ist als die minimale Steuerspannung USlmul (Fig. 4). Da das Stellglied bzw. der Feldeffekttransistor ausgangsseitig mit einer Vorspannung Uy = USl vorgespannt ist. so ist der Bereich der wirksamen Steuerspannung auf Werte zwischen U8 und U'Sl begrenzt (Fig. 4). Dadurch entsteht eine eindeutige ZuordnungSteuerspannung-Pilotspannung. d. h. die Regi'Irichtung kann nicht mehr umgepolt werden.The mentioned disadvantages are avoided with the controller according to FIG. 3. In this regulator, the voltage at the base of the transistor 11 is limited. As a result, the proportional increase in the control voltage U Sl with the pilot voltage U p above the control range A is prevented or at least reduced. At the maximum pilot voltage c there is a control voltage U ' St which is only slightly greater than the minimum control voltage U Slmul (FIG. 4). Since the actuator or the field effect transistor is biased on the output side with a bias voltage U y = U Sl. so the range of the effective control voltage is limited to values between U 8 and U ' Sl (Fig. 4). This creates a clear assignment of control voltage and pilot voltage. ie the direction can no longer be reversed.

Die Ausgangsspannung des Differenzverstärker» bzw. die Steuerspannung USl steht zwischen Kollektor ties Iiansisiors 11 und Iirdc mil der fur die Regelung ι ifoiderlichfii I'olarit;it /ur Verfugung.The output voltage of the differential amplifier or the control voltage U S1 is available between the collector ties Iiansisiors 11 and Iirdc with the polarity for the regulation.

IVi Wideisland 22 \ribmtli-t ihn kollrklm iiv.IVi Wideisland 22 \ ribmtli-t him kollrklm iiv.

Transistors 11 mil der Steuerelektrode des Felde!· fektliansislors 31. Der Kondensator 21 liegl /wischei der Steuerelektrode und Erde und wird auf clii Steuerelcklrodenspannung U(. aufgeladen.Transistor 11 with the control electrode of the field! · Fektliansislors 31. The capacitor 21 lies between the control electrode and earth and is charged to the control electrode voltage U ( .

Widerstand 22 und Kondensator 21 bilden da; RC-Glied 2. Der dew Ausgang des Stellgliedes bildende Kaiialwidristand rl)S des Feldeffekttransistor* isl über eine Voispannungsquelle, gebildet durch den Spannungsleilcrwiderstand 33, einpolig mit Erde verhunden. Resistor 22 and capacitor 21 form there; RC element 2. The forming dew output of the actuator Kaiialwidristand r l) S of the field effect transistor via a * isl Voispannungsquelle formed by the Spannungsleilcrwiderstand 33, single pole verhunden with soil.

Durch Vorspannen einer dei ausgangsseitigen Fet-Hlektroden, gegen die die Steuerelektrodenspannung U11 wirksam ist. mil der speziell bemessenen Gleichspannung bzw. Vorspannung U1 - U\, wirdBy pretensioning one of the Fet electrodes on the output side, against which the control electrode voltage U 11 is effective. with the specially dimensioned direct voltage or bias voltage U 1 - U \, becomes

• 5 eine Umkehrung der Regelrichtung vermieden.• 5 a reversal of the control direction avoided.

Dabei wird zweckmäßigerweise diejenige Ausgangselekirode des Feldeffektlransistors an die Voispannungsquelle angeschlossen, die das geringste Klirren zur Folge hat.This output electrode is expediently used of the field effect transistor connected to the voltage source, which is the least Clanking.

ao An Stelle des in der Figur gezeigten Sperrschicht-Feldeffekttransistors kann auch ein Mosfet, d.h. ein Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode dienen. Dei Hahnwiderstand des Feldeffekttransistors wird infolge des Kondensators C3 nur mit einer Wechselspannung beaufschlagt.ao Instead of the junction field effect transistor shown in the figure, a MOSFET, ie a field effect transistor with an insulated control electrode, can also be used. Due to the capacitor C3, only an alternating voltage is applied to the tap resistance of the field effect transistor.

Das Stellglied enthält außer dem Feldeffekttransistor 31. dessen Kanalwiderstand ros ein Maß fur die Stellgroße darstellt, einen aus den Widerständen 33 und 34 bestehenden, mit Versorgungsspannung U11 gespeisten Spannungsteiler, dessen Abgriff mit einer der beiden Ausgangselektroden des Feldeffekttransistors 31 verbunden isl, so daß am Ausgang des Feldeffekttransisiors 31 die am Widerstand 33 abfallende Vorspannung U1 wirksam ist. Ferner ist der Widerstand 33 durch den Kondensator 32 wechselspannungsmäßig kurzgeschlossen.In addition to the field effect transistor 31, the channel resistance r os of which is a measure of the manipulated variable, a voltage divider consisting of the resistors 33 and 34 and fed with the supply voltage U 11 , the tap of which is connected to one of the two output electrodes of the field effect transistor 31, so that at the output of the field effect transistor 31, the bias voltage U 1 dropping across the resistor 33 is effective. Furthermore, the resistor 33 is short-circuited in terms of AC voltage by the capacitor 32.

Macht man die Vorspannung U1, etwas größer ak die Steuerspannung U'Sl im Diagramm nach Fig. 4. so lassen sich 1 oleranzen und temperaturbedingteIf the bias voltage U 1 is made somewhat larger ak the control voltage U ' Sl in the diagram according to FIG

Änderungen der Schaltelemcntewerte berücksichtigen. Take changes in the switching element values into account.

Durch den Widerstand 16 in der Basiszuleitung von Transistor 11 (Fig. 3) wird dessen Eingangsspannung U1 begrenzt, wenn der Transistor 11 in die Sättigung gesteuert, d.h. zum Knoten geworden ist, so daß in erster Näherung alle drei Elektroden miteinander verbunden sind. Bei welcher Spannung UP dieser Zustand auftritt, hängt von der Größe des Widerstandes 19 ab.The resistor 16 in the base lead of transistor 11 (FIG. 3) limits its input voltage U 1 when transistor 11 is saturated, ie has become a node, so that, as a first approximation, all three electrodes are connected to one another. The voltage U P at which this state occurs depends on the size of the resistor 19.

Man kann den Differenzverstärker 1 einerseits so bemessen, daß der Transistor 12 bei großen Istwertspannungen gesperrt wird. In diesem Fall liegen folgende Verhältnisse vor:One can dimension the differential amplifier 1 on the one hand so that the transistor 12 with high actual value voltages is blocked. In this case the following conditions exist:

Die Transistoren 11 und 12 werden als Differenzverstärker betrieben. Wenn der Transistor 11 zum Knoten wird, dann ist der Transistor 12 gesperrt.The transistors 11 and 12 are operated as differential amplifiers. When the transistor 11 to Becomes node, then the transistor 12 is blocked.

Andererseits kann man den Differenzverstärker so bemessen, daß auch bei großen Istwertspannungen der Transistor 12 leitend bleibt. In diesem Fall kann der Transistor 12 als Spannungsquelle bzw. als Emitterfolger beschrieben werden. Wenn der Transistor 11 zum Knoten wird, dann ist der Transistor 12 in diesem Fall nach wie vor leitend. Eine derartige Bemessung hat den Vorteil, daß sich ein besonders gerinper Anstieg der Steuerspannung Us, für Werte UP oberhalb des Aussteuerbereiches A ergibt.On the other hand, the differential amplifier can be dimensioned in such a way that transistor 12 remains conductive even with high actual value voltages. In this case, the transistor 12 can be described as a voltage source or as an emitter follower. When transistor 11 becomes a node, transistor 12 is still conductive in this case. Such a dimensioning has the advantage that there is a particularly small increase in the control voltage U s for values U P above the control range A.

Als ueitere Maßnahme zur Begrenzung der Ein- I kanu ciin· 7<·ηιτΛί/Ί«ι.· «.^n Pr.ί.. As an additional measure to limit the I canoe ciin · 7 <· ηιτΛί / Ί «ι. ·«. ^ N Pr.ί ..

an die Basis des Transistors 11 geschaltet werden. Dieselbe Wirkung ergibt auch eine Diode von der vorhandenen Zenerdiode an die Basis des Transistors 11. In beiden Fällen ist ebenfalls der Widerstand 16 erforderlich. Durch eine zusätzliche Diode oder Zenerdiode wird die Eingangsspannung U1 und damit auch die Steuerspannung U5, hart begrenzt. Eine derartige Begrenzung kann zusätzlich zu den genannten speziellen Bemessungen des Differenzverstärkers vorgesehen werden.be connected to the base of the transistor 11. A diode from the existing Zener diode to the base of the transistor 11 also has the same effect. In both cases, the resistor 16 is also required. The input voltage U 1 and thus also the control voltage U 5 are hard limited by an additional diode or Zener diode. Such a limitation can be provided in addition to the aforementioned special dimensions of the differential amplifier.

Der Innenwidersiand der Referenzspannung quelle, d. h. der Parallelschaltung der Widerstände 1 und 17 wird zweckmäßigerweise dem Widerstand 1 angeglichen. Dadurch kompensieren sich temperatu bedingte Änderungen der Stromverstärkung vo Transistor 11 und 12, und zwar dadurch, daß an de beiden Innenwiderständen jeweils etwa gleich groß Spannungen abfallen.The internal resistance of the reference voltage source, d. H. the parallel connection of the resistors 1 and 17 is expediently the resistor 1 adjusted. This compensates for changes in the current gain vo due to temperature changes Transistor 11 and 12, in that the two internal resistances de each have approximately the same size Tensions drop.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

1 21 2 gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,going claims, characterized Patentansprüche: daß der Innenwiderstand der SollwertspannungsClaims: that the internal resistance of the setpoint voltage quelle und der in die Istwertspannungszuleitungsource and the in the actual value voltage supply line 1. Elektrischer Regler, bei dem eine Sollwert- eingefügte Widerstand (16) etwa gleich bemessen und eine Istwertspannung den Basisanschlüssen 5 sind.1. Electrical controller, in which a setpoint value inserted resistor (16) is roughly the same and an actual value voltage are the base terminals 5. von Transistoren eines Differenzverslärkers züge- 9. Elektrischer Regler nach einem der vorherführt sind und als Stellglied ein Transistor, insbe- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, sondere ein Feldeffekttransistor mit isolierter daß die Vorspannung [Ux,) in einem an die Ver-Steucrelektrode, vorgesehen ist, an dessen Basis sorgungsspannung \UB) angeschlossenen Spanein Kondensator zur Speicherung der Stellgröße >° nungsteiler (33,34) gebildet ist, an dessen Abgriff angeschlossen ist, dadurch gekennzeich- (3) eine Ausgangselektrode des als Stellglied diene t, daß der Bereich der am Differenzverstärker nenden Transistors (31) angeschlossen ist.
unmittelbar anliegenden Istwertspannung (U1) zu
höheren Spannungen hin begrenzt ist und daß derof transistors of a differential amplifier train- 9. Electrical regulator according to one of the preceding and as an actuator a transistor, in particular claims, characterized in that a special field effect transistor with isolated that the bias voltage [U x , ) in one to the control electrode, is provided, at whose base supply voltage \ U B ) connected Spanein capacitor for storing the manipulated variable> ° voltage divider (33,34) is formed, to whose tap is connected, characterized marked- (3) an output electrode of which serves as an actuator that the area of the transistor (31) nenden at the differential amplifier is connected.
directly applied actual value voltage ( U 1 )
higher voltages is limited and that the als Stellglied dienende Transistor (31) mit einem l5 Serving as an actuator transistor (31) with a l 5 Anschluß der Emitter-Kollektor-Slrecke bzw. des
Bahnwiderstands auf eine Vorspannung (Ux,) gelegt isl, die mindestens gleich derjenigen Steuer- Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen spannung (U\,) ist, die der Differenzverstärker Regler, bei dem eine Sollwert- und eine Istwertspan (1) bei maximaler Istwertspannung (Up bzw. U1) 2° mmg den Basisanschlüssen von I ransistoren eines abgibt. Differenzverstärkers zugeführt sind und als StellgliedConnection of the emitter-collector circuit or the
Bulk resistance (x U) to a bias voltage isl set at least equal to that of control The invention relates to an electric voltage (U \,), the differential amplifier controller, in which a setpoint and a Istwertspan (1) at maximum actual value voltage (U p or U 1 ) 2 ° m mg to the base connections of I ransistors. Differential amplifier are supplied and as an actuator 2. Elektrischer Regler nach Anspruch 1, da- ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor durch gekennzeichnet, daß die Vorspannung ( Ux) mit isolierter Steuerelektrode, vorgesehen ist, an desetwas großer als die vom Differenzverstärker (1) sen Basis ein Kondensator zur Speicherung der Stellbei maximaler Istwertspannung (UP bzw. i/,) ab 25 große angeschlossen ist.2. Electrical regulator according to claim 1, da- a transistor, in particular a field effect transistor, characterized in that the bias voltage ( U x ) with an isolated control electrode is provided, at desetwas greater than that of the differential amplifier (1) sen base a capacitor for storing the Set at maximum actual value voltage ( U P or i /,) from 25 large is connected. gegebenen Steuerspannung (i7'Sl) ist. Ein solcher Regler ist bereits aus der deutschengiven control voltage (i7 ' Sl ). Such a regulator is already from the German V Elektrischer Regler nach Anspruch i Auslegeschrift 1 297f>S4 bekannt. Bei einer Anord-V electrical controller according to claim i Auslegeschrift 1 297f> S4 known. In an arrangement oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Dif- nung zur Pilotregelung werden dort zur Bildung deror 2. characterized in that the difference to the pilot control are there to form the ferenzverstärker (1) zwei Transistoren (11. 12) Regelabweichung der Sollwert und der Istwert einemreference amplifier (1) two transistors (11. 12) control deviation of the setpoint and the actual value one enthält, deren Emitte; über einen, insbesondere 30 Differenzverstärker zugeführt. Ein Blockschaltbildcontains whose emitter; supplied via one, in particular 30, differential amplifier. A block diagram einstellbaren. Widerstand (10) miteinander ver- eines derartigen Reglers ist in Fig. 1 dargestellt. Beiadjustable. Resistance (10) with one another such a regulator is shown in FIG. at bunder, sind und daß bei dem ersten Transistor dieser Schaltung weiden dem Differenzverstärker 1bunder, and that the first transistor of this circuit has the differential amplifier 1 (12). dessen Emitter über einen Widerstand (13) die Sollwertspannung i7s und die durch eine Pilot-(12). its emitter via a resistor (13) the setpoint voltage i7 s and the pilot voltage an Bezugspotential geführt isl, zwischen Basis und spannung Up gebildete Istwertspannung als Eingangs-connected to reference potential isl, actual value voltage formed between base and voltage U p as input Bezugspotential (Erde) die Sollwertspannung 35 größen zugeführt. Die Pilotspannung Up wird einemReference potential (earth) is supplied with the setpoint voltage 35 sizes. The pilot voltage U p is a (Us) zugeführt und hei dem zweiten Transistor in der Figur nicht näher dargestellten Pilotempfänger (U s ) and is called the second transistor pilot receiver not shown in detail in the figure (11). dessen Kollektor über einen weiteren Wi- eines Trägerfrequenz-Oberlragungssystems entnom-(11). the collector of which is taken from a carrier frequency overhead system via another Wi- derstand (19) an Versorgungsspannung ( U8) ge- men.the level (19) of the supply voltage ( U 8 ) . fuhrt ist. der Basis der Istwert (17,) zugeführt und Der Differenzverstärker i gibt die Steuerspannungis leading. the actual value (17,) is fed to the base and the differential amplifier i outputs the control voltage die zwischen Kollektor und Bezugspotential (+ ) 40 USl ab, die den Kanalwiderstand rns eines in Fig. 1that between the collector and reference potential (+) 40 U Sl from which the channel resistance r ns of a in Fig. 1 liegende Spannung dem als Stellglied dienenden nicht näher dargestellten, im Stellglied 2 enthaltenerlying voltage that serving as the actuator, not shown, contained in the actuator 2 Transistor (31) als Eingangsspannung (USl) züge- Feldeffekttransistors steuert. Der gesteuerte Kanal-Transistor (31) as input voltage (U Sl ) controls Zug field effect transistor. The controlled channel führt ist. widerstand rns liegt z. B. im Gegenkopplungskreis ei·leads is. resistance r ns is z. B. in the negative feedback loop ei 4. Elektrischer Regler nach einem der Ansprü- nes nicht näher dargestellten Regelverstärkers, der in ehe 1 his 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der 45 einem Nachrichtenübertragungsweg angeordnet isl Zuführung der Istwertspannung {U,) zu der Basis und von dessen Ausgang der dem Pilotempfänger zudcs zweiten im Differenzverstärker (1) enthalte- geführte P'lot abgezweigt wird.4. Electrical controller according to one of the claims, not shown in more detail, the control amplifier in before 1 to 3, characterized in that arranged in the 45 a communication path isl supply of the actual value voltage {U,) to the base and from its output to the pilot receiver to the second P'lot contained in the differential amplifier (1) is branched off. nen Transistors (11) ein in Verbindung mit dem Bei einem elektrischen Regler, bei dem der SollwertNEN transistor (11) in connection with the case of an electrical controller, in which the setpoint Kollektoiwiderstand (19) die Isivvtrispannung und der Istwert einem Differenzverstärker zugeführtCollective resistor (19) the isolating voltage and the actual value are fed to a differential amplifier (f/,) begrenzender Widerstand (16) eingefügt ist. 50 sind und man die Steuerspannung für das Steilglied(f /,) limiting resistor (16) is inserted. 50 and one is the control voltage for the steep link 5. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, da- insbesondere einen Feldeffekttransistor direkt von dei durch gekennzeichnet, daß die Basis des mit der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers abgelei-Istwertspannung (U1) beaufschlagten zweiten let wird, kann das entsprechend dem Diagramm nach Transistors (11) über eine Zenerdiode an Bezugs- Fig. 2 zu einer irreversiblen Falschregelung führen potential (+) geführt im. 55 Bei Pilotuberpegel die Pilotspannung liegt ober5. Electrical regulator according to claim 4, da- in particular a field effect transistor directly from dei characterized in that the base of the actual value voltage (U 1 ) which is diverted from the output voltage of the differential amplifier is applied to the second let, this can be according to the diagram according to transistor (11) Via a Zener diode at reference Fig. 2 to an irreversible incorrect regulation lead potential (+) led in. 55 If the pilot level is too high, the pilot voltage is above (■>. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, da- halb des Aussteuerbereiches des Differenzversuirken(■>. Electrical controller according to claim 4, there- fore the modulation range of the differential effect durch gekennzeichnet, daß die Basis des mit der steigt die Steuerspannung wieder an und zwar pro-characterized in that the base of the with which the control voltage rises again, namely pro Istwertspannung ({■',) beaufschlagten zweiten portional zur Pilotspannung. Wird die PilotspannunjActual value voltage ({■ ',) applied to the second proportional to the pilot voltage. If the pilot voltage Transistors (11) über eine bei großen Istwertspan- vom ausgeregelten Zustand (Upv USll) durch einer !Hingen (U1) leitende Diode an die Sollwertspan- 60 sprunghaft auftretenden Überpegel um den Wert AU1 The transistor (11) has an excess level around the value AU 1 that occurs abruptly when the actual value span is high from the regulated state (U pv U Sll ) through a! Hingen (U 1 ) conductive diode to the setpoint span mingsqucllc gelegt isl. erhöht, so kann sieh nur dann wieder ein stationiireimingsqucllc laid isl. increased, then you can only see stationary again 7. Elektrischer Regler nach Anspruch 3, da- Zustand einstellen, wenn die zugehörige Änderung7. Electrical controller according to claim 3, set there state when the associated change durch gekennzeichnet, daß der Emitterwiderstand der Steuerspannung ΛΙ St negativ bleibt. Führt deicharacterized in that the emitter resistance of the control voltage ΛΙ St remains negative. Lead your (13) des mit der Sollwertspannung (Us) beauf- Sprung AUP in den schraffierten Bereich (Fig. 2) schlagten ersten Transistors (12) so klein bemes- 85 dann wird AUSl positiv. Dadurch wird die vorhandem(13) of the setpoint voltage (U s) acted upon jump AU P in the hatched portion (Fig. 2) estimated first transistor (12) dimensioned so small then 85 AU Sl is positive. This will make the existing sen isl, daß dieser Transistor (12) auch bei großen Regelabweichung AU1, nicht mehr ausgeregelt, sonsen isl that this transistor (12) is no longer regulated, even with a large control deviation AU 1 , but Istwerispannungen (U1,) stromführend bleibt. dem verstärkt. Das Stellglied nimmt eine vom angeActual voltages (U 1 ,) remain live. that reinforced. The actuator accepts one of the S. Elektrischer Regler nach einem der vorher- strebten stationären Zustand abweichende StellgrößeS. Electrical controller according to a manipulated variable that deviates from the steady state that was aimed for
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