DE2810951C2 - Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte - Google Patents
Kompensationsschaltung für elektronische MeßgeräteInfo
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
- G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
- G01R13/22—Circuits therefor
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Den Eingängen von elektronischen Meßgeräten, z. B. Oszillographen, werden häufig Spannungen zugeführt,
die sowohl einen Gleich- als auch einen Wechselanteil
besitzen. Häufig ist in solchen Fällen nur der V/cchselanteil für die Messung von Interesse, während
tlie Größe des Gleichanteils nicht interessiert. Um den
Cleichanteil zu eliminieren, wird in der Eingangsschallung des elektronischen Geräts dem Eingangssignal
Cine Gleichspannung der gleichen absoluten Größe, jedoch gegenüber dem genannten Gleichanteil entgegengesetzten
Vorzeichen zugeführt.
Es ist bekannt, hierzu einen analogen Addierverstärker
mit /wei Eingängen zu verwenden. Dem einen Eingang wird das aus Gleich- und Wechselanteil
bestehende Eingangssignal zugeführt, während dem anderen Eingang die kompensierende Gleichspannung
lugeführt wird. An seinem Ausgang gibt der Verstärker lediglich den Wechselanteil des Eingangssignals ab. Nun
ist es aber vielfach so, daß der Absolutbetrag des Gleichanteils der Eingangsspannung wesentlich größer
ils die Amplitude des Wechselanteils ist. Obwohl nur eier Wechselanteil interessiert, muB in einem solchen
PaII der Addierverstärker einen Dynamikbereich aufweisen, Welcher der Gesamlgröße des Eingangssignals
angepaßt ist. Außerdem ist es erforderlich, daß der Addierverstärkef iiii gesamten Dynärnikbefeich linear
arbeitet und daß die art seinem Ausgang auftretenden Störsignale nicht nur kleiii gegenüber dem Gleiehanteil,
sondern auch gegenüber derii Wechselanleil der Eingangsspannung sind.
Man kann den erforderlichen Dynamikbereich des Addierverstärkers zwar verkleinern, indem man diesem
einen Spannungsteiler vorschaltet. Damit verkleinert man aber den Wechselanteil des Eingangssignals im
gleichen Verhältnis wie den Gleiehanteil. Damit sind dem maximalen Spannungsteilerverhältnis von vornherein
Grenzen gesetzt.
Bei Oszillographen sind Schaltungen zur Nullpunktverschiebung bekannt (Elektronik, Januar 1966, Seite 14,
Sept. 1966, Seiten 265 bis 267; radiomentor, 8, 1965,
Seiten 646 bis 648), die als verstellbare Widerstandsnetzwerke ausgebildet sind und mit konstanten
Gleichspannungen gespeist werden. Diese Gleichspannungen wirken jedoch auf den Eingang derartiger
Schaltungen zurück, so daß diesen Schaltungen auf jeden Fall noch eine Verstärkerstufe vorgeschaltet
werden muß, wenn man einen rückwirkungsfreien Meßeingang für den Oszillographen verlangt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die es gestattet. Gleichspannungsanteile des
Meßsignals beliebiger Größe zu kompensieren, wobei am Eingangsanschluß des Meßgerätes bei Veränderung
des Meßsignals, insbesondere beim Abklemmen des Meßsignals, keine K^mpensationsspannung auftritt. Die
Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet Dabei versteht es sich, daß die Schaltung bei
gleichzeitigem Ersatz der Spannungen durch Ströme durch eine äquivalente T-Schaltung ersetzbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Kompensationsschaltung wird das Meßsignal unabhängig von der Einstellung der
Kompensationsspannungen immer gleich belastet. Dazu sind außer zwei zweckmäßigerweise betragsmäßig
gleich großen Spannungsquellen lediglich passive Bauelemente erforderlich. Der isolierte Wechselanteil
des Eingangssignals kann einem Eingangsverstärker des elektronischen Gerätes zugefühn werden. Dieser
Eingangsverstärker braucht in seinem Dynamikbereich lediglich auf die Amplitude des Wechselanteils abge
stimmt zusein.
Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltung nebst vorgeschalteter Eingangsspannungsquclle und nachgeschaltetem
Wechselspannungsverstärker;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltung zur Verarbeitung
auch höherer Frequenzen und
Fig. i eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Schaltung in niederohmiger Ausführung.
In Fig. 1 sind mit I und 2 die Eingangs- b/w. Ausgangsklemme einer erfindungsgemaßen Eingangsschaltung
bezeichnet Die Eingangsschaltung besteht in der dargestellten einfachen Ausführungsform aus
Widerständen R,. R2 und Rt sowie /wei Gleichspannungsquellen
Ui Und Ui,
An die dargestellte Eingangsschaltung ist an ihrer
Eingangsklemme 1 mit einer Signalquelle verbunden, welche die Eingangsspannung Ue abgibt. Die Eingangsspannung t/esetzt sich zusammen aus einem Gleichanteil
Ue- und einem Wechselanteil Ue-..
An der Ausgangskletfifne 2 Wird eine Atisgarigsspan'
riung Ua abgegeben, die im vorliegenden Beispiel eitlem
Verstärker 3 zugeführt wird.
i ■
Die Spannung LJA an der Ausgangsklemme 2 der
erfindungsgemäßen Eingangsschaltung errechnet sich wie folgt:
= K}Ut
(1)
Will man nun erreichen, daß an der Ausgangs klemme 2 nur noch der Wechselanteil der Eingangs
spannung U,_ auftritt, so muß gelten:
K1U1., -=K2U2
(2)
(3)
:- ίο
Man sieht, daß sich der Gleiclianteil Ue. der
Eingangsspannung Ue durch passende Wahl der Spannung U2 in jedem Falle kompensieren läßt.
An der Eingangsklemme 1 muß zusätzlich die Bedingung erfüllt sein, daß aufgrund der Spannung U2
kein zusätzlicher Strom in die Quelle des Eingangssignals oder aus dieser heraus fließt. Dazu ist die
zusätzliche Kompensationsspannung U\ vorgesehen. Es
ist leicht einzusehen, daß die vorgenannte Bedingung z. B.dann erfüllt ist, wenn U\ = U2 und R\ = R2+ /?3 sind.
Somit wird mit der Schaltung gemäß Fig. 1 erreicht,
daß der Gleichanteil des Eingangssignals kompensiert wird, ohne daß dadurch das Eingangssignal verfälschende
Ströme auftreten.
Die Widerstände R2 und /?j bilden für den Wechselanteil
Ue einen Spannungsteiler. Dieser kann entsprechend den Erfordernissen des Eingangs des Verstärkers
3 dimensioniert werden. Im einfachsten Falle wird man R2 und R3 gleich groß machen, wodurch die Amplitude
des Wechselanteils halbiert wird.
In Fig.2 ist eine hochohmige Eingangsschaltung dargestellt, die sich auch für höhere Frequenzen des
Wechselanteils des Eingangssignals eignet Das Spa.inungsteilerverhähnis
beträgt hier 1/10. Parallel zu den Spannungsleilerwiderständen R2 und R} sind hier
Kondensatoren Cx und G geschaltet, die für höhere
Frequenzen einen kapazitiven Spannungsteiler bilden, welcher ebenfalls ein Teilerverhältnis von 1/10 besitzt.
Spannungsteilerkapazitäten und -widerstände können so gewählt werden, daß an der Eingangsklemme 1 eine
eventuell übliche Standardimpedanz erscheint.
In Fig. 2 ist weiterhin dargestellt, wie sich auf einfache Weise die beiden einander entgegengerichteten
Spannungen U und - U (entsprechend den Spannungen U\ und LA in Fig. 1) erzeugen lassen. Im
vorliegenden Beispiel wird lediglich eine Spannung U zugeführt, die mittels eines Umkehrverstärkers 4
zusätzlich in — L/umgewandelt wird. Zur Anpassung an
den Gleichanteil des Eingangssignals braucht daher nur eine Spannung, nämlich U geändert zu werden. Die
Spannung — t/folgt der Spannung L automatisch.
In Fig. 3 ist eine niederohmige Eingangsschaltung dargestellt, wobei als Alternative statt der in den
Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2 verwendeten kompensierenden Spannungsquellen Stromquellen / und 2/
verwendet werden. Der Eingangswiderstand der vorliegenden Schaltung an der Eingangsklemme 1 beträgt
50 Ω.
Der von der Stromquelle 2/ nach Masse abgeführte Strom wird je zur Hälfte aus den Widerständen R2 und
/?j gezogen. Der aus dem Widerstand R2 gezogene
Strom wird wiederum von der Stromquelle /zugeführt. Damit ist gewährleistet, daß über die Eingangsklemme 1
kein Strom zu- oder abfließt, der nicht aus dem Eingangssignal selbst stammt. Der Strom /bzw. 2/wird
analog zu den Beispielen gemäß Fig. I und 2 so eingestellt, daß der Gleichspannungs- bzw. Gleichstromanteil
des Eingangssignals kompensiert wird, je nachdem ob das der Ausgangsklemme 2 nachgesuhaltete
elektronische Gerät zur Spannungs- oder Slromaus-Wertung
ausgelegt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte zur Kompensation des Gleichspannungsanteils
eines einen Gleichspannungs- und einen Wechselspannungsanteil enthaltenden Meßsignals,
gebildet aus zwei Spannungsquellen mit entgegengesetzter Polling, die in Serie zu den
Querwiderständen eines Widerstandsnetzwerkes in jr-Schaltung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßsignal [UE= und Ue-) an
einen Eckpunkt (1) des Widerstandsnetzwerkes (R, R2Ri) gelegt ist, während der andere Eckpunkt (2)
des Widerstandsnetzwerkes (R1R2R3) an den Eingang
des elektronischen Meßgerätes (3) gelegt ist, und daß die Kompensation einer beliebigen
Glcichspannungsgröße(i/C=)dcs Meßsignals durch
gleichzeitig? Änderung der beiden Spannungsquellen (Ui Ut) der Kompensationsschaltung erfolgt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längswiderstand (R2) und der dem
Ausgang (2) zugewandte Querwiderstand [R3)
zusammen so groß wie der dem Eingang (1) zugewandte Querwiderstand (R\) sind und daß die
beiden Spannungen (U. - U) entgegengesetzt gleich groß sind.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Gleichspannung (— U) aus der ersten (II) mittels eines Umkehrverstärkers (4)
abgeleitet ist.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
DE19782810951 DE2810951C2 (de) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte |
FR7906236A FR2420246B1 (de) | 1978-03-14 | 1979-03-12 | |
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JP3295479U JPS5916835Y2 (ja) | 1978-03-14 | 1979-03-14 | 電子機器の入力回路 |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=6034364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782810951 Expired DE2810951C2 (de) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Kompensationsschaltung für elektronische Meßgeräte |
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---|---|
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GB (1) | GB2016714B (de) |
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DE3725455A1 (de) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Elektrisches vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zur herstellung des elektrischen vielschichtbauelementes |
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JPS5035418B1 (de) * | 1970-09-03 | 1975-11-15 |
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-
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- 1979-03-13 GB GB7908898A patent/GB2016714B/en not_active Expired
- 1979-03-14 JP JP3295479U patent/JPS5916835Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB2016714B (en) | 1982-07-14 |
FR2420246B1 (de) | 1988-02-05 |
JPS54161179U (de) | 1979-11-10 |
GB2016714A (en) | 1979-09-26 |
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DE2810951B1 (de) | 1979-06-13 |
JPS5916835Y2 (ja) | 1984-05-17 |
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Legal Events
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