DE2446694B2

DE2446694B2 - Electrical control device

Info

Publication number: DE2446694B2
Application number: DE19742446694
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Lechler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1974-09-30
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2446694C3; DE2446694A1

Description

Die Erfindung feizieht sich auf eine elektrische Regeleinrichtung, insbesondere für Einrichtungen zur pilotgesteuerten Regelung des Signalpegels in Trägerfrequenz-Übertragungssystemen, mit einer Quelle für den Sollwert und mit einem Regler, dessen Soll-Istwert-Vergleicher abhängig von der Regelabweichung eine Steuergröße bildet, die unter Zwischenschaltung eines Speichers einem Stellglied zugeführt ist, wobei der Speicher als Maß für die Stellgröße eine elektrische Ladung speichert.The invention applies to an electrical control device, in particular for devices for pilot-controlled regulation of the signal level in carrier frequency transmission systems, with a source for the setpoint and with a controller, its setpoint-actual value comparator depending on the control deviation, forms a control variable that is interposed of a memory is fed to an actuator, the memory being an electrical measurement for the manipulated variable Saves charge.

Eine solche elektrische Regeleinrichtung ist aus der DE-AS 2164343 bekannt. Dieser Regler enthält einen Differenzverstärker, bei dpm den Basen der Transistoren eine Sollwert- und eine Istwertspannung zugeführt ist. Es handelt sich hier um einen Regler vom P-Typ, der einen zu den Regelbereichsgrenzen hin zunehmenden Fehler (Proportionalfehler) aufweist. Zudem kann sich bei solchen Reglern insbesondere in Verbindung mit MOSFET-Stellgliedern, bedingt durch unterschiedliche Regelgeschwindigkeiten für Aufwärts- und Abwärtsregeln, ein zusätzlicher Regelfehler bei gestörter Regelgröße einstellen.Such an electrical control device is known from DE-AS 2164343. This controller contains a Differential amplifier, at dpm the bases of the A setpoint voltage and an actual value voltage is supplied to transistors. This is a regulator of the P-type, which has an error that increases towards the control range limits (proportional error). In addition, with such regulators, especially in connection with MOSFET actuators, there may be due to different control speeds for upward and downward regulation, an additional one Set control error in the event of a disturbed controlled variable.

Vor allem bei der Pegelregelung in Einrichtungen der TF-Übertragungstechnik sollen jedoch Proportionalfehler sowie zusätzliche Regelfehler durch pilotstörende Spannungen möglichst vermieden bzw. klein gehalten werden.However, proportional errors are said to be particularly important when regulating the level in equipment of the TF transmission technology and additional control errors due to pilot disruptive voltages are avoided or small as possible being held.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Regeleinrichtung zu schaffen, bei der unterschiedliche Regelgeschwindigkeiten für Auf- und Abwärtsregeln vermieden werden.The object of the invention is to create a control device in which different control speeds for up and down rules can be avoided.

Gemäß der Erfindung wird die elektrische Regeleinrichtung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß der Soll-Istwert-Vergleicher einen der Regelabweichung proportionalen eingeprägten Strom abgibt.According to the invention, the electrical control device for solving this task is designed in such a way that that the setpoint / actual value comparator generates an impressed current proportional to the control deviation gives away.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine mit einfachen Mitteln realisierbare elektrische Regeleinrichtung vom 1-Typ, bei der die Regelgeschwindigkeiten für Aufwärts- und Abwärtsregeln gleich groß sind und bei der somit Regelfehler im ganzen Regelbereich praktisch vermieden werden. Es er-These measures advantageously result in an electrical system that can be implemented using simple means 1-type control device in which the control speeds for upward and downward regulation are of the same size and thus control errors are practically avoided in the entire control range. It he-

geben sich auch keine Ansprechfehler, wie sie bei bekannten Motorreglern vom I-Typ auftreten.there are also no response errors, as occur with known I-type motor controllers.

Die elektrische Regeleinrichtung kann dabei zweckmäßigerweise derart ausgebildet sein, daß der Sollwert und der Istwert eingeprägte Ströme sind, die in einem Summationspunkt miteinander verglichen werden, so daß der Differenzstrom gebildet wird, und daß die beiden Stromquellen, die der Sollwert und der Istwert liefern, derart bemessen sind, daß sich die beiden Ströme einander gleichen, wenn Soll- und Istwert miteinander übereinstimmen.The electrical control device can expediently be designed such that the The setpoint and the actual value are impressed currents which are compared with one another in a summation point so that the differential current is formed, and that the two current sources, the setpoint and deliver the actual value, are dimensioned in such a way that the two currents are equal to each other when the setpoint and actual value match each other.

In Weiterbildung der Erfindung wird die elektrische Regeleinrichtung derart ausgebildet, daß die Verbindung des Soll-Istwert-Vergleichers mit dem Ladungsspeicher durch einen Schalter auftrennbar ist, so daß die Stellgröße insbesondere im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung oder der Regelgröße oder bei unzulässig großen Sprüngen der Regelgröße gespeichert wird.In a further development of the invention, the electrical control device is designed in such a way that the connection between the setpoint / actual value comparator and the charge store can be separated by a switch, so that the manipulated variable in particular in the event of a failure of the supply voltage or the controlled variable or is saved in the event of impermissibly large jumps in the controlled variable.

Eine mit besonders einfachen Mitteln realisierbare Regeleinrichtung ergibt sich in Weilerbildung der Erfindung dadurch, daß die Stromquellen jeweils durch einen Transistor gebildet sind, bei dem an die Serienschaltung aus der Emitter-Basisstrecke und einem in der Emitterzuführung angeordneten Widerstand eine Spannung gelegt ist, und daß die dem Sollwert entsprechende Spannung so gewählt ist, daß sie im ausgeregelten Fall mit der dem Istwert entsprechenden Spannung übereinstimmt.A regulating device that can be implemented with particularly simple means is obtained in the Weiler formation of the invention in that the current sources each go through a transistor are formed, in which the series circuit of the emitter-base path and an in a voltage is applied to the resistor connected to the emitter lead, and that the voltage corresponding to the setpoint value is selected so that, in the regulated case, it corresponds to that corresponding to the actual value Voltage matches.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Regeleinrichtung derart ausgebildet, daß die aus dem Istwert abgeleitete Spannung auf einen oberen Grenzwert begrenzt ist und daß die Spannung am Speicher auf einen Mindestwert begrenzt ist, der mindestens ebenso groß ist wie der obere Grenzwert der aus dem Istwert abgeleiteten Spannung. Dabei ist es zweckmäßig, die Begrenzung der vom Istwert abgeleiteten Spannung aus der dem Sollwert entsprechenden Spannung abzuleiten, so daß auch sie nahezu unabhängig von ^er Temperatur und Betriebsspannung ist.In a further embodiment of the invention, the control device is designed such that the from the Actual value derived voltage is limited to an upper limit value and that the voltage on Memory is limited to a minimum value that is at least as large as the upper limit of the voltage derived from the actual value. It is useful to limit the voltage derived from the actual value from the voltage corresponding to the setpoint Discharge voltage, so that it is almost independent of ^ he temperature and operating voltage.

Durch die Begrenzung der dem Istwert entsprechenden Spannung wird die Regelgeschwindigkeit begrenzt. In Verbindung mit der Begrenzung der am Speicher liegenden Spannung ergibt sich der Vorteil, daß auch bei einem ungünstigen Zusammentreffen von kleinen Spannungen am Speicher und einer plötzlichen sprunghaften Vergrößerung des Istwertes irreversible Fehlregelungen sicher vermieden werden.The control speed is limited by limiting the voltage corresponding to the actual value. In connection with the limitation of the am Storage voltage has the advantage that even in the event of an unfavorable coincidence of small voltages on the memory and a sudden sudden increase in the actual value, irreversible incorrect regulation can be safely avoided.

Weiterhin kann sich eine derartige Bemessung der Begrenzung und einer gegebenenfalls zusätzlich vorgesehenen Begrenzung der dem Istwert entsprechenden Spannung nach kleinen Werten hin als vorteilhaft erweisen, daß die bei Pilotreglern üblichen Störamplituden unverzerrt passieren. Durch diese Maßnahmen und durch die in jeder Reglerstellung exakt gleichen Regelgeschwindigkeit für Aufwärts- und Abwärtsregeln wird bei gestöfter Regelgröße in vorteilhafter Weise nur der im allgemeinen kleine Gleichanteil der Störung als zusätzlicher Regelfehler wirksam.Furthermore, such a dimensioning of the limitation and an optionally additionally provided limitation of the voltage corresponding to the actual value towards small values can be advantageous prove that the interference amplitudes customary with pilot regulators occur undistorted. Through these measures and because the control speed for upward and downward control is exactly the same in every controller position, it becomes more advantageous when the controlled variable is restricted Only the generally small constant component of the disturbance is effective as an additional control error.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die dem Istwert und die dem Sollwert entsprechende Spannung den Basisanschlüssen der als Stromquelle dienenden Transistoren über gleich groß bemessene Widerstände zugeführt. Bei gleicher Bemessung der beiden Widerstände ergibt sich dabei ein besonders günstiges Temperaturverhalten.In a further refinement of the invention, the values corresponding to the actual value and the setpoint value are used Voltage to the base terminals of the transistors serving as a current source are of the same size Resistors supplied. With the same dimensioning of the two resistors, a special one results favorable temperature behavior.

Die Begrenzung des ^Tstwerts läßt sich dadurch vorteilhaft vornehmen, daß die über einen WiderstandThe limitation of the ^T stwerts can be carried out advantageously that the via a resistor

angesteuerte Basis des den dem Istwert entsprechenden Strom liefernden Transistors über wenigstens eine Diode an eine Vorspannung gelegt ist und daß im Falle zweier Dioden die Dioden mit gleicher Polung zueinander in Serie geschaltet sind.controlled base of the transistor supplying the current corresponding to the actual value via at least one Diode is applied to a bias voltage and that in the case of two diodes, the diodes are connected in series with one another with the same polarity.

Bei einer Ausbildung des Stellglieds als MOSFET, der mit seiner Steuerelektrode über einen steuerbaren Schalter an den Summationspunkt geführt ist, kann es sich ferner als zweckmäßig erweisen, daß die Steuerelektrode über eine Serienschaltung zweier Kondensatoren an Bezugspotential zu führen und den MOSFET mit dem einen Anschluß des Bahnwiderstands am Abgriff eines an Versorgungsspannung angeschlossenen ohmschen Spannungsteilers zu legen.When the actuator is designed as a MOSFET, the control electrode of which is controllable via a Switch is led to the summation point, it can also prove to be useful that the control electrode and to lead via a series connection of two capacitors to reference potential To put MOSFET with one connection of the rail resistance at the tap of an ohmic voltage divider connected to the supply voltage.

Die Erfindung wird anhand der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. It demonstrate

Fig. 1 und 2 jeweils eine elektrische Regeleinrichtung mit einem MOSFET als Stellglied; in1 and 2 each show an electrical control device with a MOSFET as an actuator; in

Fig. 3 ist als bevorzugtes A.nwen<lungsbeispiel eine pilotgeregelte Verstärkerstelle eines TF-Übertragungssystems dargestellt.Fig. 3 is a preferred application example Pilot-controlled amplifier point of a TF transmission system shown.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Regeleinrichtung dient als Stellglied der MOSFET 7, dessen Bahnwiderstand bzw. Kanal zwischen dem Anschluß A₀ und Bezugspotenüal O angeordnet ist. Bei diesem MOSFET 7 liegt das Substrat an Bezugspotential O und die Steuerelektrode über den Kondensator 6 am Bezugspotential O.In the control device shown in FIG. 1, the MOSFET 7 serves as the actuator, the rail resistance or channel of _{which is arranged between the connection A 0} and reference potential O. In this MOSFET 7, the substrate is at reference potential O and the control electrode is connected to reference potential O via capacitor 6.

Der mit der Steuerelektrode des MOSFET verbundene Anschluß des Kondensators 6 ist mit dem Summationspunkt 5 verbunden, an dem die Kollektoren der Transistoren 1 und 2 miteinander verbunden sind. Der Emitter des pnp-Transistors 1 ist über den Widerstand 3 an Bezugspotential O, der Emitter des npn-Transistors 2 über den Widerstand 4 an die Versorgungsspannung — U_B geführt. Zwischen Bezugspotential O und der Basis des Transistors 1 wird die Pilotspannung U_P, zwischen der Basis des Transistors 2 und Versorgungsspannung — U_B die Sollwertsppnnung U₅ angelegt.The terminal of the capacitor 6 connected to the control electrode of the MOSFET is connected to the summation point 5 at which the collectors of the transistors 1 and 2 are connected to one another. The emitter of the pnp transistor 1 is connected to reference potential O via the resistor 3, and the emitter of the npn transistor 2 is connected to the supply voltage - U _B via the resistor 4. The pilot voltage U _{P is applied} between the reference potential O and the base of the transistor 1, and the setpoint voltage U _{5 is} applied between the base of the transistor 2 and the supply voltage - U _B.

Der Kollektor des Transistors J. liefert an den Summationspunkt 5 den Strom I_P. Vom Summationspunkt 5 fließt andererseits der Strom I_s in den Kollektor des Transistors 2. Der Diffcrenzstrom l_Di„ !fließt vom Summationspunkt 5 zum Kondensator o. Der Strom /, den die Steuerelektrode des MOSFET aufnimmt, ist vernachlässigbar klein.The collector of the transistor J. supplies the current I _P to the summation point 5. From the summation point 5, on the other hand, the current I _{s flows} into the collector of the transistor 2. The differential _{current I Di} " ! Flows from the summation point 5 to the capacitor o. The current I, which the control electrode of the MOSFET receives, is negligibly small.

Die in Fig. 1 gezeigte elektrische Regeleinrichtung enthält somit zwei Transistorstufen, mit deren Hilfe iiowohl die gleichgerichtete Pilotspannung U_p, die dem Istwert entspricht, als auch die Spannung U₅, die dem Sollwert entspricht, in jeweils entsprechende, eingeprägte Ströme I_p bzw. I₅ umgeformt werden. Die ünfolge einer Regelabweichung entstehende Differenz ± I_Djff beider Ströme lädt oder entlädt den Kondensator 6, der als Ladungsspeicher dient. Die Spannung am Kondensator 6 wird von dem stromfrei steuerbaren MOSFET 7 abgefragt, der als Stellglied dient. Nach dem Ausregeln stimmen Iststrom und Sollstrom exakt überein und es hat sich wieder ein stationärer Zustand eingestellt. Sowohl der Kondensator 6 als auch das Stellglied 7 sind dabei derart ausgewählt, daß sie einen vernachlässigbaren Leckstrom haben.The electrical control device shown in FIG. 1 thus contains two transistor stages, with the help of which both the rectified pilot voltage U _p , which corresponds to the actual value, and the voltage U ₅ , which corresponds to the setpoint, are converted into corresponding, impressed currents I _p or I _{5 are} reshaped. The difference ± I _{Djff of the} two currents resulting from a control deviation charges or discharges the capacitor 6, which serves as a charge store. The voltage across the capacitor 6 is queried by the current-free controllable MOSFET 7, which serves as an actuator. After the adjustment, the actual current and the target current match exactly and a steady state has been established again. Both the capacitor 6 and the actuator 7 are selected in such a way that they have a negligible leakage current.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Regeleinrichtung dient als Stellglied der MOSFET 15, dessen Bahnwiderstand bzw. Kanal auf der einen Seite an den Abgriff des aus den Widerständen 13 und 14 bestehenden,In the control device shown in FIG. 7, the MOSFET 15 serves as the actuator, its rail resistance or channel on the one hand at the tap the one consisting of resistors 13 and 14,

an Versorgungsspannung — U₈ liegenden ohmschen Spannungsteilers angeschlossen ist und dessen anderer Anschluß über den Kondensator 17 an den Anschluß A₀ geführt ist. Die Steuerelektrode des MOS-FET IS ist über den Kondensator 12 und den dazu > in Serie geschalteten Kondensator 16 an Bezugspotential 0 geführt. Der Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren 12 und 16 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 13 und 14 verbunden, der zugleich an das Substrat des Feldeffekttransistors ge- '" führt ist.is connected to the supply voltage - U ₈ lying ohmic voltage divider and the other connection is led via the capacitor 17 to the connection A ₀ . The control electrode of the MOS-FET IS is connected to reference potential 0 via the capacitor 12 and the capacitor 16 connected in series. The connection point of the two capacitors 12 and 16 is connected to the connection point of the resistors 13 and 14, which is also connected to the substrate of the field effect transistor.

Die Steuerelektrode des MOSFET 15 ist über den Schalter 32 an den Summationspunkt 10 angeschlossen, der mit dem Kollektor des Transistors 8 unmittelbar verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren 8 ' "> und 9 sind über den Widerstand 11 miteinander verbunden. Der Emitter des pnp-Transistors 8 ist über den Widerstand 23 an Bezugspotential O, der Emitter des Transistors 9 über den Widerstand 24 an die Versurgungsspannung — U_B geführt. ^vi The control electrode of the MOSFET 15 is connected via the switch 32 to the summation point 10, which is directly connected to the collector of the transistor 8. The collectors of the transistors 8 ′ ″ and 9 are connected to one another via the resistor 11. The emitter of the pnp transistor 8 is connected to the reference potential O via the resistor 23, and the emitter of the transistor 9 via the resistor 24 to the supply voltage - U _B ^vi

In die Basiszuleitung des Transistors 8 ist der Widerstand 38, in die Basiszuleitung des Transistors 9 der Widerstand 39 eingefügt. Zwischen Bezugspotential und dem der Basis abgewandten Anschluß des Widerstands 38 liegt die Spannung U-, zwischen dem der Basis abgewandten Anschluß des Widerstands 39 und Versorgungsspannung — U_B die Spannung U₅. The resistor 38 is inserted into the base lead of the transistor 8 and the resistor 39 is inserted into the base lead of the transistor 9. The voltage U- lies between the reference potential and the terminal of the resistor 38 remote from the base, and the voltage U ₅ between the terminal of the resistor 39 remote from the base and the supply voltage - U _B.

Der Basis abgewandte Anschluß des Widerstands 39 ist ferner an die Basis des Transistors 18 geführt. Der npn-Transistor 18 ist mit seinem Emitter über den Widerstand 22 an Versorgungsspannung — U_B und mit seinem Kollektor über den Widerstand 21 an Bezugspotential 0 geführt. Der Kollektor des Transistors 18 ist ferner über die in Durchlaßrichtung gepolte Diode 20 einerseits und andererseits über die in Sperrichtung gepolte Diode 19 an die Basis des Transistors 8 geführt.The terminal of the resistor 39 facing away from the base is also led to the base of the transistor 18. The emitter of the npn transistor 18 is connected to the supply voltage - U _B via the resistor 22, and its collector is connected to the reference potential 0 via the resistor 21. The collector of the transistor 18 is also led to the base of the transistor 8 via the diode 20 polarized in the forward direction and via the diode 19 polarized in the reverse direction.

Am Widerstand 21 fällt die Spannung U₂₁ ab. An den Dioden 19 und 20 liegt jeweils die Spannung U_F The voltage U ₂₁ drops across the resistor 21. The voltage U _F is applied to each of the diodes 19 and 20

Der Kollektor des Transistors 8 liefert an den Sum- · mationspunkt 10 den Strom l_p. Vom Summationspunkt 10 fließt andererseits der Strom I₅ in den Kollektor des Transistors 9. Der Differenzstrom l_Di& fließt vom Summationspunkt 10 über den Schalter 32 zum Kondensator 12. Der Strom /, den die Steuerelektrode des MOSFET aufnimmt, ist vernachlässigbar klein. Wird der steuerbare Schalter 32, der zwischen dem Summationspunkt 10 und dem Kondensator 12 angeordnet ist, geöffnet, so bleibt die Stellgröße gespeichert.The collector of the transistor 8 supplies the current I _p to the summation point 10. On the other hand, the current I ₅ flows from the summation point 10 into the collector of the transistor 9. The differential _{current I Di &} flows from the summation point 10 via the switch 32 to the capacitor 12. The current / absorbed by the control electrode of the MOSFET is negligibly small. If the controllable switch 32, which is arranged between the summation point 10 and the capacitor 12, is opened, the manipulated variable remains stored.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Regeleinrichtung erzeugt der Transistor 8 einen seiner Basisspannung U_p proportionalen Strom /,,. Dieser im Kollektor des Transistors 8 eingeprägte Strom l_f wird mit einem aus der festen Vergleichspannung U₅ im Kollektor des Transistors 9 eingeprägten Strom I₅ im Stromknoten 10 verglichen. Die Spannung U₅ ist so gewählt, daß sie im ausgeregelten Fall mit der Spannung U_p übereinstimmt. Dadurch werden auch die Widerstände 23 und 24 gleich groß und damit kompensiert sich der Temperaturgang der Emitter-Basis-Spannung der Transistoren 8 und 9. Da die Widerstände 38 und 39 denselben Wert haben, kompensieren sich auch temperaturbedingte Änderungen der Stromverstärkung der Transistoren 8 und 9. Der im Falle einer Regelabweichung durch den Vergleich der Ströme L und /_s entstehende Differenzstrom lädt oder entladt den Kondensator 12, wodurch der MOSFET 15 so verstellt wird, daß die Regelabweichung verkleinert und schließlich praktisch vollkommen ausgeregelt wird.In the control device shown in FIG. 2, the transistor 8 generates a current / ,, proportional to its base voltage U _p. This current I _f impressed in the collector of the transistor 8 is compared with a current I ₅ impressed in the current node 10 from the fixed comparison voltage U ₅ in the collector of the transistor 9. The voltage U ₅ is selected so that it corresponds to the voltage U _{p in the regulated case.} As a result, resistors 23 and 24 are also the same size and thus the temperature response of the emitter-base voltage of transistors 8 and 9 is compensated for. Since resistors 38 and 39 have the same value, temperature-related changes in the current gain of transistors 8 and 9 are also compensated The differential current resulting from the comparison of the currents L and / _s in the event of a control deviation charges or discharges the capacitor 12, whereby the MOSFET 15 is adjusted so that the control deviation is reduced and finally regulated practically completely.

Durch die beiden Dioden 19 und 20, die mit jeweils einer Elektrode auf der gegen 0 wirksamen Spannung U₂₁ ~ U₅ liegen, wird die an der Basis des Transistors 8 auftretende Spannung auf die Spannung U₁₁ ± Uf begrenzt, wobei U_F die Durchlaßspannung der Diode 19 bzw. 20 ist. Damit wird die Änderung des Stromes I_p und somit auch die Regelgeschwindigkeit begrenzt. Die Spannung U₂₁ wird mittels des Transistors 18 und des Widerstands 22 aus der von Temperatur- und Betriebsspannungsänderungen fast unabhängigen Sollwertspannung U_s abgeleitet.Through the two diodes 19 and 20, ₂₁ ~ U ₅ are each having an electrode on the effective against 0 voltage U, is occurring at the base of transistor 8 voltage limited to the voltage U ₁₁ ± U, wherein U _{F is} the forward voltage the diode 19 and 20 respectively. This limits the change in the current I _p and thus also the control speed. The voltage U ₂₁ is derived by means of the transistor 18 and the resistor 22 from the setpoint voltage U _s, which is almost independent of temperature and operating voltage changes.

Durch die Diode 20 wird die Basis des Transistors 8 auf einer maximalen Spannung mit dem Wert i/₂₁ + U_F festgehalten. Dadurch und durch die Vorspannung U_v des MOSFET 15, die mit Hilfe der Widerstände 13 und 14 erzeugt wird, wird verhindert, daß der Tiniisisiui S uuiCii eine spiuiignafic Vcigiußerung der Spannung U_p in die Sättigung getrieben wird und damit nicht mehr steuerfähig ist, was bei ungünstigen Betriebsverhältnissen unter Umständen eine irreversible Fehlregelung zur Folge haben könnte. Die Vorspannung verhindert, daß in diesem Fall der Kondensator 12 durch den Transistor 9 und gegebenenfalls durch den Transistor 8 aufgeladen und damit der MOSFET 15 niederohmig und der Pegel und dz.ait auch die Pilotspannung noch größer wird.The base of the transistor 8 is held by the diode 20 at a maximum voltage with the value i / ₂₁ + U _F. This and the bias voltage U _{v of} the MOSFET 15, which is generated with the help of the resistors 13 and 14, prevents the Tiniisisiui S uuiCii a spiuiignafic Vcigiußafic the voltage U _{p is} driven into saturation and is therefore no longer controllable, which In the case of unfavorable operating conditions, this could possibly result in an irreversible faulty regulation. In this case, the bias prevents the capacitor 12 from being charged by the transistor 9 and possibly by the transistor 8 and thus the MOSFET 15 having a low resistance and the level and also the pilot voltage from becoming even greater.

Durch den Widerstand 11 ist ein maximaler Wert der Spannung am Summationspunkt 10 gegenüber dem Potential »0« und damit ein maximaler Kanalwiderstand des MOSFET 15 einstellbar, und zwar zum Abgleich einer Regelbereichsgrenze.A maximum value of the voltage at the summation point 10 is opposite due to the resistor 11 the potential "0" and thus a maximum channel resistance of the MOSFET 15 adjustable, namely for Adjustment of a control range limit.

Der Differenzstrom I_pjfl ist im Bereich U_2x — U_F S {/_ρ< U₂₁ + U_F direkt der Pilotspannung proportional. Dadurch ist innerhalb dieses Bereichs bei umgekehrt gleich großen Änderungen der Pilotspannung U_P um ihren Sollwert herum auch die Regelgeschwindigkeit für Aufwärts- und Abwärtsregeln gleich groß. Diese Eigenschaft des Reglers gilt in jeder Reglerstellung und unabhängig von Streuungen des MOSFET. Dadurch und durch eine derartige Bemessung der Begrenzung des Istwerts, daß auch die maximal auftretenden Störamplituden noch durchgelasser werden, stellt sich bei gestörter Pilotspannung nur dei im allgemeinen kleine Gleichanteil der Störung als zusätzlicher Regelfehler ein. Neben gleichen Regelgeschwindigkeiten ergibt sich dabei eine lineare Bewertung von Störungen.The differential _current I pjfl is directly proportional to the pilot voltage in the range U _2x - U _F S {/ _ρ < U ₂₁ + U _F. As a result, the control speed for upward and downward regulation is also the same within this range, with changes in the pilot voltage U _{P that are reversely equal around its setpoint value.} This property of the controller applies in every controller position and regardless of the scatter of the MOSFET. Because of this, and because the actual value is limited in such a way that the maximum disturbance amplitudes that occur are still allowed through, only the generally small direct component of the disturbance occurs as an additional control error when the pilot voltage is disturbed. In addition to the same control speeds, there is a linear evaluation of disturbances.

Diese Eigenschaft kann mit einem P-Regler im vorliegenden Fall praktisch nicht erreicht werden. Γ a die maximale Störamplitude etwa 10% der Pilotspannung betragen kann, müßte der Proportionalbereich aul ± 10% erweitert werden und der Proportionalfehlei am Regelbereichsende würde ebenfalls ±10% betragen, was praktisch unzulässig ist.In the present case, this property cannot practically be achieved with a P controller. Γ a the maximum interference amplitude about 10% of the pilot voltage can be, the proportional range would have to be expanded to ± 10% and the proportional error at the end of the control range would also be ± 10%, which is practically inadmissible.

Störungen des Pilots können insbesondere dadurch entstehen, daß in einer Lücke zwischen zwei Kanäler eines TF-Übertragungssystems außer dem Regelpiloi weitere Signale übertragen werden, insbesondere eine weitere Frequenz, die zu Ruf- oder Wahlzwecken getastet wird. Besonders störend kann sich dabei die Zeichenübertragung bei der sogenannten Hochpegelwahl auswirken, vor allem dann, wenn Oberwellen ir einen Bereich fallen, bei dem die Summendämpfung gegeben durch eine in Verbindung mit der Einiastunj der Wählzeichen vorgesehene Pilotsperre und dem irDisturbances of the pilot can arise in particular that in a gap between two channels a TF transmission system other signals are transmitted in addition to the Regelpiloi, in particular one Another frequency that is keyed for calling or dialing purposes. The Affect character transmission in the so-called high level selection, especially when harmonics ir fall a range in which the sum attenuation is given by a in connection with the Einiastunj the pilot lock provided for the dialing characters and the ir

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Pilotempfänger vorhandenen Filter, relativ klein ist oder sogar ihr Minimum erreicht.Pilot receiver existing filter, is relatively small or even reached its minimum.

Selbst bei einer ¹⁰/_3s-ms-Tastung als lang andauernder Meßwechsel des Hochpegelsignaltons in Kanal 6 der Grund-Primärgruppe, bei der hauptsächlich die dritte Oberwelle zusammen mit dem Pilotton 84080 Hz eine Schwebung von etwa 20 Hz und 10% Amplitude ergibt, führt bei dem in Fig. 2 gezeigten Reglet M einer kaum meßbaren Störung.Even with a ¹⁰ / _3s -ms keying as a long-lasting measurement change of the high-level signal tone in channel 6 of the basic primary group, in which mainly the third harmonic together with the pilot tone 84080 Hz results in a beat of about 20 Hz and 10% amplitude the Reglet M shown in Fig. 2 of a hardly measurable disturbance.

Die Regeleinrichtung eignet sich insbesondere für Stellglieder mit extrem hochohmigem Eingang, z. B. FET oder MOSFET. Sie läßt sich darüber hinaus auch in Verbindung mit solchen Stellgliedern vorteilhaft einsetzen, bei denen gewährleistet ist, daß ein ständig fließender Strom, z. B. ein Leckstrom des Ladungsspeichers bzw. Eingangsstrom des Stellglieds vernachlässigbar klein gegenüber dem Sollwertstrom /_s bleibt. Sollen Stellglieder mit großem Stromverbrauch, z. B. Heißleiter, angesteuert werden, so kann dies unter Zwischenschaltung eines Stellgrößenwandlers, z. B. eines Operationsverstärkers geschehen, für dessen Eingangsstrom ebenfalls obige Forderung gilt.The control device is particularly suitable for actuators with an extremely high-resistance input, e.g. B. FET or MOSFET. It can also be used advantageously in connection with such actuators, in which it is ensured that a constantly flowing current, z. B. a leakage current of the charge store or input current of the actuator remains negligibly small compared to the setpoint current / _s. If actuators with high power consumption, e.g. B. NTC thermistors are controlled, this can be done with the interposition of a manipulated variable converter, z. B. happen an operational amplifier, for whose input current the above requirement also applies.

Die Stellgröße kann dabei einfach durch Auftrennen der Leitung vom Summationspunkt zum Ladungsspeicher mit Hilfe des Schalters 32 unverändert weiter aufrechterhalten, werden.The manipulated variable can be set simply by disconnecting the line from the summation point to the charge storage device with the help of the switch 32 are maintained unchanged.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Anwendung der Regeleinrichtung in einer pilotgesteuerten Regeleinrichtung des TF-Ubertragungssystems. Der regelbare Verstärker 25 empfängt an seinem Eingang ein Signal • mit dem Pegel P_E und gibt an seinem Ausgang das Signal mit dem Pegel P_A an die Gabel 26 ab, mit deren Hilfe der Pilot P_ ausgekoppelt wird. Der ausgekoppelte Pilot P_ wird im Pilotempfänger 27 ausgesiebt, verstärkt und gleichgerichtet. Der gleichgerichtete Pirn lot R. gelangt in Form einer Gleichspannung an die spannungsgesteuerte Stromquelle 28, die den dem Pilntpegel proportionalen eingeprägten Strom l_p abgibt. 3 shows a preferred application of the control device in a pilot-controlled control device of the TF transmission system. The controllable amplifier 25 receives at its input a signal with the level P _E and at its output emits the signal with the level P _A to the fork 26, with the aid of which the pilot P_ is decoupled. The decoupled pilot P_ is filtered out, amplified and rectified in the pilot receiver 27. The rectified Pirn lot R. arrives in the form of a direct voltage to the voltage-controlled current source 28, which emits the impressed current I _{p proportional to the pilot level.}

Der Sollwertgeber 30 liefert eine Sollwertspani'· nung U₅ an die spannungsgesteuerte Stromquelle 29, die den dem Sollwert proportionalen Strom I₅ liefert. Der durch Differenzbildung aus den Strömen /,, und /j gewonnene Strom l_Di„ gelangt über den steuerbaren Schalter 32 an den Ladungsspeicher 31. An den La- -" (Jungsspeicher 31 ist der Stellgrößenwandler 33 angeschlossen, der einen vernachlässigbar kleinen Strom / aufnimmt. Der Stellgrößenwandler 33 steuert das Stellglied 34, das mit einem steuerbaren Widerstand /fanden regelbaren Verstärker 25 angeschlos- -'■> sen ist, insbesondere in einem Gegenkopplungsnetzwert des Verstärkers 25 angeordnet ist. The setpoint generator 30 supplies a setpoint voltage U ₅ to the voltage-controlled current source 29, which supplies the current I _{5 proportional to the setpoint.} The current I _Di " obtained by forming the difference from the currents /" and / j "arrives at the charge storage device 31 via the controllable switch 32 The manipulated variable converter 33 controls the actuator 34, which is connected to a controllable resistor / variable amplifier 25, in particular is arranged in a negative feedback network of the amplifier 25.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrical control device, especially for devices for pilct-controlled regulation the signal level in carrier frequency transmission systems, with a source for the setpoint and with a controller, its setpoint-actual value comparator depending on the control deviation, forms a control variable that is interposed a memory is fed to an actuator, the memory as a measure for the manipulated variable a stores electrical charge, denoted by that the setpoint / actual value comparator impressed one proportional to the system deviation Gives off electricity.

2. Electrical control device according to claim 1, characterized in that the setpoint and the actual value are impressed currents (Z ₅ , I _P ) which are compared in a gumming point (5) so that the differential current is gebüdet, and that the two Current sources (L, 3; 2,4) which supply the setpoint and the actual value are dimensioned in such a way that the two currents (I ₅ , Ip) are equal to each other when the setpoint and actual value ( U _s , Up) match each other .

3. Electrical control device according to claim

1 or 2, characterized in that the connection of the setpoint-actual value comparator with the Charge storage can be separated by a switch (32).

4. Electrical control device according to claim

2 or 3, characterized in that the current sources are each formed by a transistor (1, 2) in which a voltage ( U _p , U ₅ ) is applied, and that the voltage ( U ₅ ) corresponding to the setpoint value is selected so that, in the regulated case, it corresponds to the voltage (U _p ) corresponding to the actual value.

5. Electrical control device according to claim

4, characterized in that the voltage ( U _p ) derived from the actual value is limited to an upper limit value ( U ₂₁ + U _F ) and that the voltage at the memory is limited to a minimum value which is at least as large as the upper limit value the voltage derived from the actual value.

6. Electrical control device according to claim

5, characterized by a derivation of the limitation of the voltage ( Up) derived from the actual value from the voltage (U ₅ ) corresponding to the setpoint value.

7. Electrical control device according to claim S or 6, characterized by such a dimensioning of the limitation and an optionally additionally provided limitation of the voltage corresponding to the actual value to small values that the interference amplitudes customary in pilot controllers happen undistorted.

8. Electrical control device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the voltage corresponding to the actual value and the setpoint value to the base connections of the als Current source serving transistors (8, 9) via resistors (18, 19) of the same size.

is led.

9. Electrical control device according to claim 8, characterized in that the one Resistor (18) controlled base of the current (/ ,,) corresponding to the actual value Transistor (8) is biased via at least one diode (20) and that in the case two diodes, the diodes (19, 20) are connected in series with one another with the same polarity.

10. Electrical control device according to one of claims 5 to 9, characterized in that when the actuator is designed as a MOSFET (IS), which is guided with its control electrode via a controllable switch (32) to the summation point (10), the control electrode via a series connection of two capacitors (12, 16) is connected to reference potential and that the MOSFET (15) is connected to one terminal of the rail resistance at the tap of an ohmic voltage divider (13, 14) connected to the supply voltage (- U _B ).