-
Schaltungsanordnung für die Überwachung eines Wechselspannungs-
-
verstärkers In einer elektroakustischen Anlage mit einem oder mehreren
NF-Verstärkern ist mitunter aus Sicherheitsaründen ein Reserveverstärker vorgesehen,
der bei Ausfall eines der Hauptverstärker eingeschaltet werden kann oder automatisch
eingeschaltet wird. Im einfachsten Fall wird bei Ausfall eines Hauptverstärkers
der Reserveverstärker von der Bedienungsperson eingeschaltet Es ist auch ein automatisches
Einschalten des Reserveverstärkers beim Ausfall des Hauptverstärkers dadurch möglich,
daß das Einschalten des Reserveverstärkers und das Absdlten des ausgefallenen Hauptverstärkers
von elektronisch steuerbamen Steuermitteln wie z.B. Relais vorgenommen wird, denen
beim Ausfall des Hauptverstärkers von einer Überwachungsschaltunq ein Steuersignal
zugeführt wird. Eine solche Überwachungsschaltung kann z.B. mit einem zusätzlich
zu den NF-Signalen über den zu überwachenden Verstärker geführten Prüfton arbeiten.
Der Ausfall des überwachten Verstärkers wird dadurch bemerkt, daß der Prüfton nicht
mehr am Ausgang des Verstärkers erscheint. Dieses Verfahren hat verschiedene Nachteil&.
So ist das Ein- und Auskoppeln des Prüitones, dessen Frequenz außerhalb des Frequenzbereiches
der Nutzsignale liegt, nur mittels aufwendiger, weil schmalbandiger Filter möglich.
Ferner muß der überwachte Verstärker ständig den Prüfton mit verstärken.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Überwachung
eines Wechselspannungsverstärkers zu schaffen, die die erwähnten Nachteile vermeidet
und nur einen relativ geringen Aufwand erfordert, wobei eine Beeinflussung der Nutzsignale
völlig vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung
dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines
Ausführungsbeispiels der erfingungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 2 ein praktisches
Ausführungsbeispiel für einen Teil des Prinzipschaltbildes nach Fig. 1.
-
In Fig. 1 ist eine elektroakustische Anlage dargestellt, bei der die
von einem Tonbandgerät 1 wiedergegebenen NF-Signale von einem Lautsprecher 12 abgestrahlt
werden. Zur Verstärkung der Ausgangssignale des Tonbandgerätes 1 ist ein Hauptverstärker
7 vorgesehen. Zwischen dem Tonbandgerät 1 und dem Hauptverstärker 7 einerseits und
dem Hauptverstärker 7 und dem Lautsprecher 12 andererseits sind zwei Umschalter
2,10 vorgesehen, mit denen beim Ausfall des Hauptverstärkers 7 an dessen Stelle
ein Reserveverstärker 6 eingeschaltet werden kann.
-
Der über seinen Steuereingang 3 steuerbare elektronische Umschalter
2 ist so zwischen dem Tonbandgerät 1 und den beiden Verstärkern 6 und 7 eingeschaltet,
daß der Eingang des Reserveverstärkers 6 mit dem Ausgangskontakt 5 des Umschalters
2 und der Eingang des Hauptverstärkers 7 mit dem Ausgangskontakt 4 des Umschalters
2 verbunden ist. Entsprechend ist der Ausgang des
Reserveverstärkers
6 mit dem Eingangskontakt 8 des Umschalters 10 und der Ausgang des Hauptverstärkers
7 mit dem Eingangskontakt 9 des Umschalters 10 verbunden, der über seien Steuereingang
11 steuerbar ist. In der eingezeichneten Stellung der beiden Umschalter 2 und 10
wird der Lautsprecher 12 über den Hauptverstärker 7 gespeist.
-
Zur Überwachung des Hauptverstärkers 7, d.h. um feststellen zu können,
wann der Hauptverstärker 7 mögltherweise ausgefallen ist, ist eine Kontrollschaltung
21 vorgesehen, die zwei Eingänge 22 und 23 sowie einen Ausgang 36 aufweist.
-
Die Kontrollschaltung 21 ist so aufgebaut, daß an ihrem Ausgang 36
kein Signal erscheint, wenn an den Eingängen 22 und 23 je ein Signal anliegt. Wenn
nur am Eingang 22 ein Signal Legt, erscheint jedoch ein Signal am Ausgang 36. Die
Schaltung weist also sinngemäß das Verhalten eines Exklusiv-Oder-Verknüpfungsgliedes
auf.
-
Der Eingang 22 der Kontrollschaltung 21 ist über einen Übertrager
13 an den Eingang des Hauptverstärkers 7 angeschlossen.
-
Der Eingang 23 der Kontrollschaltung 21 ist über einen Opto-Koppler
19 an den Ausgang des Hauptverstärkers 7 angeschlossen.
-
Der Opto-Koppler 19 umfaßt eine Licht aussendende Diode 17 sowie einen
Licht empfangenden Transistor 18. Ein der Diode 17 vorgeschalteter Widerstand 14
dient zur Begrenzung des durch die Diode 17 fließenden Stromes. Der Transistor 18
ist über einen Strombegrenzungs-Widerstand 16 und eine Klemme 15 mit der Betriebsspannung
B verbunden. Das Ausgangssignal des Opto-Kopplers wird an einen Emitterwiderstand
20 abgegriffen.
-
Damit die Kontrollschaltung 21 das oben beschriebene Verhalten einer
Ecklusiv-Oder-Schaltung aufweist, ist ein Exklusiv-Oder-Verknüpfungsglied 35 vorgesehen,
dessen Ausgang mit dem Ausgang 36 der Kontrollschaltung 21 verbunden ist. Der Eingang
34 des Exklusiv-Oder 35 ist über den Eingang 22 der Kontrollschaltung 21 an den
Eingang des Hauptverstärters 7 angeschlossen, während der Eingang 33 des Exklusiv-Oders
35 über den Eingang 23 der Kontrollschaltung 21 an den Ausgang des Hauptverstärkers
7 angeschlossen ist.
-
Die dem Eingang 22 der Kontrollschaltung 21 zugeführten Eingangssignale
des Hauptverstärkers 7 werden in einem Verstärker 28 verstärkt. Dieser Verstärker
28 begrenzt bei diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel zugleich seine Ausgangssignale,
so daß die maximale Ausgangsspannung des Verstärkers 28 schon bei relativ kleinen
Eingangsspannungen an der Klemme 22 erreicht wird. Die Ausgangssignale des Verstärkers
28 werden in einer Gleichrichter-Schaltung 29 gleichgerichtet. Die so gewonnene
Gleichspannung wird einer Schwellwertschaltung 30 zugeführt, die so aufgebaut ist,
daß an ihrem Ausgang nur dann ein Signal erscheint, wenn die erwähnte Gleichspannung
eine bestimmte Schwelle überschritten hat. Diese Schwelle wird so eingestellt, daß
bei bloßen Rauschsignalen, d.h. bei fehlendem Nutzsignal, am Eingang des Hauptverstärkers
7 kein Signal am Ausgang der Schwellwertschaltung 30 erscheint.
-
Die der Klemme 23 der Kontrollschaltung 21 zugeführten Ausgangssignale
des Hauptverstärkers 7 werden in einem Verstärker 24 verstärkt, der ebenso wie der
Verstärker 28 vorteilhaft eine Begrenzung aufweist. Die Ausgangssignale des Verstärkers
24 werden in liner Gleichrichter-Schaltung 25 gleichgerichtet und anschließend einer
Schwellwertschaltung 26 zugeführt, die im Prinzip genauso wirkt wie die Schwellwertschaltung
30.
-
Durch die Toleranzen der verwendeten Bauelemente kann der Fall eintreten,
daß trotz gleicher und gleichzeitiger Ansteuerung der Kontrollschallung 21 an deren
Eingängen 22 und 23 das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 30 eher vorhanden
it als das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 26. Dies würde bedeuten, daß
am Ausgang 36 der Kontrollschaltung 21 ein Signal erscheinen kann, daß fälschlicherweise
einen Ausfall des Hauptverstärkers 7 anzeigt.
-
Dieser unerwünschte Fall kann dadurch vermieden werden, daß die Verstärkung
des Verstärkers 28 gegenüber der Verstärkung des Verstärkers 24 verringert wird.
Zu diesem Zweck ist die Verstärkung des Verstärkers 28 veränderbar.
-
Es ist auch der Fall möglich, daß die Verringerung der Verstärkung
des Verstärkers 28 die oben erwähnte falsche Anzeige eines Ausfalls des Hauptverstärkers
7 nicht vermeidet. Es ist dann für die Vermeidung der falschen Anzeige vorteilhaft,
die Schwellwertschaltung 30 mit einer höheren Schwelle als die Schwellwertschaltung
26 zu versehen.
-
Eine weitere Maßnahme zur Vermeidung der erwähnten falschen Anzeige
in jedem Fall besteht in der Verwendung einer Und-Schaltung 27. Der Eingang 31 dieser
Und-Schaltung 27 ist mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung 26 verbunden, während
der Eingang 32 mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung 30 verbunden ist. Der Ausgang
der Und-Schaltung 27 speist den Eingang 33 des Exklusiv-Oder 35. Auf diese Weise
ist sichergestellt, daß ein am Ausgang des Hauptverstärkers 7 erscheinendes Signal
erst dann ein Signal am Eingang 33 des Exklusiv-Oder 35 bewirkt, wenn am Ausgang
der Schwellwertschaltung 30 bereits ein Signal erschienen ist.
-
Die zuletzt beschriebene Maßnahme reicht auch für sich allein aus,
die unerwünschte falsche Anzeige zu vermeiden.
-
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Kontrollschaltung 21
in Fig. 1 dargestellt. Diese Schaltung besitzt entsprechend der Kontrollschaltung
21 in Fig. 1 die Eingangsklemmen 22 und 23, die Und-Schalting 27 und das Exklusiv-Oder
35 sowie die Ausgangsklemme 36.
-
Das vom Eingangssignal des zu überwachenden Hauptverstärkers abgeleitete
Wechselspannungssignal gelangt über die Klemme 22 und einen Kondensator 53 an den
nicht invertierenden Eingang 54 eines als Differenzverstärker 56 betriebenen Verstärkers,
dessen invertierender Eingang 55 über ein Gegenkopplungsnetzwerk 57 bis 59 an den
Ausgang angeschlossetist. Der Widerstand 58 ist veränderbar ausgebildet, um auf
diese Weise die Verstärkung des beschriebenen, dem Verstärker 28 in Fig. 1 entsprechenden
Verstärkers verändern zu können. Die Stromversorgungsanschlüsse des Verstärkers
56 sind an eine die Betriebsspannung UB liefernde Klemme 67 und an Masse angeschlossen.
-
Das Ausgangssignal des begrenzenden Differenzverstärkers 56 wird mittels
einer eine Diode 60, einen Kondensator 61 sowie einen Widerstand 62 umfassende Gleichrichterschaltung
gleichgerichtet und über eine ZenerdHe 63 sowie eine in Durchlaßrichtung gepolte
weitere Diode 64 und einen Basiswiderstand 65 der Basis eines Transistors 66 zugeführt.
Der Kollektor des Transistors 66 ist über einen Widerstand 68 an die die Betriebs
spannung UB liefernde Klemme 67 angeschlossen.
-
Die Zenerdiode 63 dient zur Erzeugung einer Schwelle, die zusätzlich
um den Betrag der Durchlaßspannung der Diode 64 erhöht wird. Die von der Zenerdiode
63 bestimmte Schwelle ist genauso groß wie die in dem der Eingangsklemme 23 folgenden
Signalweg mittels einer Zenerdiode 47 bestimmte Schwelle. Da der Signalweg für das
Eingangssignal des zuüberwachenden Verstärkers wie anhand der Fig. 1 erläutert eine
größere Schwelle aufweisen soll, ist die Diode 64 zusätzlich vorgesehen. Auf diese
Weise läßt sich die Höhe der zusätzlichen Schwelle exakt festlegen.
-
Das Ausgangssignal des Transistors 66 ist über einen Inverter 69
an den Eingang 32 der Und-Sdaltung 27 und den Eingang 34 des Exklusiv-Oder 35 angeschlossen.
Der Inverter 69 hat die Aufgabe, das Ausgangsignal des Transistors 66 zu invertieren
und nach Art eines Schmitt-Trigers in Impulse mit steilen Flanken umzuwandeln.
-
Der an die Eingangsklemme 23 angeschlossene Signalweg istlim Prinzip
so aufgebaut, wie der zuleEt beschriebene Signalweg.
-
Der über einen Kondensator 37 an sejrern nicht invertierenden Eingang
38 angesteuerte Verstärker 40 besitzt einen an seinen invertierenden Eingang 39
angschlossenen Gegenkopplungsweg 41 bis 43. Das Ausgangssignal des Verstärkers 40
wird mittels der Gleichrichterschaltung 44 Es 46 gleichgerichtet und über eine eine
Schwelle erzeugende Zenerdiode 47 und einen Widerstand 48 der Basis eines Transistors
49 zugeführt. Der Kollektor des Transistors 49 ist über einen Arbeitswiderstand
51 an die ebenfalls die Betriebsspannung UB liefernde Klemme 50 angeschlossen, die
auch den Verstärker 40 speist. Der an den Kollektor des Transistors 49 angeschlossen
Inverter 52 dient wie der Inverter 69 zur Impulsformung und Invertierung; sein Ausgang
isimit dem Eingang 30 der Und-Schaltung 27 verbunden.
-
Die beschriebenen Signalwege arbeiten wie folgt. Das in den Verstärkern
40 und 56 verstärkte Wechselspannungssignal wird mittels der Dioden 44 und 60 gleichgerichtet.
Die so gewonnenen Gleichspannungen schalten die Transistoren 49 und 66 nur dann
durch, wenn die von den Dioden 47 und 63, 64 bestimmten Schwellwerte überschritten
werden. Die an den Invertern 52 und 69 abgreifbaren Signale werden wie die Ausgangs
signale der Schwellwertschaltungen 26 und 30 in Fig. 1 weiter verarbeitet.
Leerseite