DE3105198A1

DE3105198A1 - "schaltungsanordnung zur genauen einstellung einer elektrischen spannung"

Info

Publication number: DE3105198A1
Application number: DE19813105198
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 3501 Fuldabrück Binder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1982-09-09

Description

"Schaltungsanordnung zur genauen Einstellung einer
elektrischen Spannung" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur genauen Einstellung einer elektrischen Spannung über einen weiten Bereich mittels eines Potentiometers.
Es ist üblich und bekannt, die genaue Einstellung einer elektrischen Spannung über einen größeren Bereich dadurch vorzunehmen, daß zunächst mittels eines Schalters oder einer ähnlichen Einrichtung eine Grobeinstellung vorgenommen wird und sodann mittels eines Potentiometers eine Feineinstellung erfolgt.
Nachteilig ist dabei einmal, daß derartige Bereichsumschalter nicht immer einen einwandfreien Kontakt geben, was sich in unterschiedlichen Ubergangswiderständen äußert, oder daß sie unbequem zu bedienen sind, z.B.
umklemmbare Verbindungen, und zum anderen, daß Je weils zwei Elemente bedient werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der unter Verwendung nur eines Potentiometers ein großer Bereich mit hoher Einstellgenauigkeit erfaßt werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Potentiometer außer mit der einzustellenden Spannung auch mit dem Ausgang einer eine konstante, von der. einzustellenden Spannung unterscheidbare zweite Spannung liefernden Quelle verbunden ist, daß mit dem Abgriff des Potentiometers verbundene Mittel zur Trennung beider Spannungen voneinander vorgesehen sind, daß die einzustellende Spannung einem Eingang eines Verstärkers zugeführt ist, dessen Verstärkungsgrad mittels eines in seinem Gegenkopplungskreis liegenden Muitiplexers stufenweise veränderbar ist, daß die aus der Konstantspannungsquelle abgegriffene Spannung sowohl einem außerdem an zwei Referenzspannungsquellen liegenden Fensterdiskriminator als auch einem zugleich an einer dritten Referenzspannungsquelle liegenden Komparator zugeführt ist, und daß die Ausgänge des Fensterdiskriminators und des Komparators an den Eingängen eines den Multiplexer steuernden Vorwärts-Rückwärts-Zählers liegen.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Eine Eingangsgleichspannung Ue soll auf eine bestimmte Ausgangsgleichspannung Ua verstärkt werden. Diese Eingangsgleichspannung liegt am Anfang a eines Potentiometers 2. Diesem Punkt wird auch eine zweite Spannung, nämlich eine einer Wechselspannungsquelle 1 entnommene Spannung zugeführt. Um eine Belastung der Eingangsgleichspannung zu vermeiden, ist ein Trennkondensator vorgesehen. Das Ende e des Potentiometers 2 liegt über einen Widerstand an Masse.
Ein zur Einstellung der Spannung dienender Abgriff des Potentiometers führt einmal - ebenfalls über einen Trennkondensator - zu-einem Gleichrichter 3, und außerdem über ein Tiefpaßfilter 4 auf den nichtinvertierenden Eingang eines-Verstärkers 10. Am Ausgang des Gleichrichters 3 steht eine gleichgerichtete, aus der Wechselspannungsquelle 1 abgeleitete Spannung zur Verfügung. Diese gelangt sowohl auf einen ersten Eingang eines Fensterdiskriminators 5 als auch auf einen ersten Eingang eines Komparators 6. Der Fensterdiskriminator 5 ist mittels zweier Referenzspannungsquellen Uref 1 und Uref 2 so eingestellt, daß sein Ausgang Jeweils dann einen Impuls liefert, wenn der Abgriff des Potentiometers 2 bei etwa 5 % des Gesamtwiderstandes des Potentiometers vom Anfang a oder vom Ende e liegt. Dieser Ausgangsimpuls bewirkt ein Weiterzählen des nachgeschalteten Vorwärts-Rückwärts-Zählers 7.
Zugleich gelangt die Spannung am Ausgang des Gleichrichters 3 aber auch auf einen Komparator 6, der die ihm zugeführte Spannung mit der Spannung einer dritten Referenzspannungsquelle Uref 3 vergleicht.
Je nachdem, ob der Abgriff des Potentiometers 2 zum Anfang a oder zum Ende e hin bewegt wird, bereitet der Komparator 6 durch den Zustand seines Ausganges (high oder low) den Zähler 7 auf Vorwärts- oder Rückwärts-Zählung vor.
Ein an den Ausgängen des Zählers 7 liegender Multiplexer 8 fragt den Stand des Zählers 7 ab und schaltet mittels eines nachgeschalteten Spannungsteilers 9 entsprechende Verstärkungsfaktoren für den Verstärker 10 ein.
Soll z.B. am Potentiometer 2 eine höhere Spannung eingestellt werden, so wird, wenn sich der Abgriff des Potentiometers von der Mitte zum Anfang a bewegt, der Zähler 7 auf Vorwärtszählen geschaltet und beim Erreichen der 95-46-Marke am Potentiometer 2 erfolgt eine Umschaltung mittels des Multiplexers 8 auf einen höheren Verstärkungsgrad des Verstärkers 10, wodurch sich die Ausgangsspannung Ua wunschgemäß erhöht. Für eine Herabsetzung der Ausgangsspannung gilt das gleiche in umgekehrter Richtung.
Es leuchtet ein, daß sich der Erfindungsgedanke auch dann anwenden läßt, wenn die zu uerändernde Spannung eine Wechselspannung ist. Dann ist die Vergleichsspannung eine Gleichspannung. Auch können zwei verschiedene Wechsel spannungen verwendet werden, wenn geeignete Maßnahmen, z.B. Filter, zur Trennung vorgesehen sind.
Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung bietet somit den Vorteil, zur genauen Einstellung einer Spannung über einen großen Bereich nur ein Potentiometer bedienen zu müssen, -während alle anderen Schritte selbsttätig auf elektronischem Wege durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur genauen Einstellung ner elektrischen Spannung über einen weiten Bereich mittels eines Potentiometers, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (2) außer mit der einzustellenden Spannung auch mit dem Ausgang einer eine konstante, von der einzustellenden Spannung unterscheidbaren zweiten Spannung liefernden Quelle (1) verbünden ist, daß mit dem Abgriff des Potentiometers (2) verbundene Mittel zur Trennung beider Spannungen voneinander vorgesehen sind, daß die einzustellende Spannung einem Eingang eines Verstärkers (10) zugeführt ist, dessen Verstärkungsgrad mittels eines in seinem Gegenkopplungskreis liegenden Multiplexers (8,9) stufenweise veränderbar ist, daß die aus der Konstantspannungsquelle (1) abgegriffene Spannung sowohl einem außerdem an zwei Referenzspannungsquellen (Uref 1, Uref 2) liegenden Fensterdiskriminator (5) als auch einem zugleich an einer dritten Referenzspannungsquelle (Uref 3) liegenden Komparator (6) zugeführt ist, und daß die Ausgänge des Fensterdiskriminators (5) und des Komparators (6) an den Eingängen eines den Multiplexer (8) steuernden Vorwärts-Rückwärts-Zählers (7) liegen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzustellende Spannung eine Gleichspannung und die konstante Yergleichsspannung eine Wechselspannung ist,
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß die einzustellende Spannung eine Wechselspannung und die konstante Vergleichsspannung eine Gleichspannung ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch zwei kennzeichnet, daß die einzustellende Spannung und die konstante Vergleichs spannung Wechselspannungen verschiedener Frequenzen sind.