DE3939818C1 - Electronic multiplier using TDM process - has potential dividing coupling element between pulse generator and chopper - Google Patents

Electronic multiplier using TDM process - has potential dividing coupling element between pulse generator and chopper

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Marie-Luise 6277 Bad Camberg De Broeder
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BROEDER, MARIE-LUISE, 5161 MERZENICH, DE
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Abstract

The electronic multiplier works according to the TDM method and is intended, in particular, for power measurements. It possesses a voltage input and a current input, as well as an electronic switch, e.g. a vibrator. The voltage input signal controls a pulse generator and its output signal, through the vibrator, modulates the current input signal. Between the pulse generator and the vibrator a potential-separating coupling element is installed. USE/ADVANTAGE - Smaller overall size and cost. Power measurement conversion. Expensive and fault-prone voltage converter at circuit input can be dispensed with.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroni­ schen Multiplizierer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic multiplier according to the generic term of claim 1.

Elektronische Multiplizierer werden viel­ fach als Leistungsmeßumformer eingesetzt. Leistungsmeßumformer haben die Aufgabe, die zwei zur Leistungsbestimmung erforder­ lichen Größen Strom und Spannung zu multi­ plizieren und in eine der Leistung pro­ portionale Größe umzuformen. Ferner soll der Ausgangskreis von den beiden Eingangs­ kreisen galvanisch getrennt werden.Electronic multipliers are becoming a lot used as a power transmitter. Power transmitters have the task the two required to determine performance sizes current and voltage too multi plicate and into one of the performance pro reshaping proportional size. Furthermore should the output circuit from the two input circles are electrically isolated.

Leistungsmeßumformer nach verschiedenen Multiplikationsverfahren sind bekannt. So wird z. B. von H. Vonarburg ein Impuls­ breiten-Impulspausen-Impulsamplituden -Multiplikator zur Leistungsmessung ange­ geben (Landis & Gyr - Mitteilungen 1969, Heft 8, S. 14-24).Power transmitters according to different Multiplication methods are known. So z. B. from H. Vonarburg an impulse wide-pulse-pause-pulse amplitudes -Multiplier for performance measurement (Landis & Gyr - Announcements 1969, Issue 8, pp. 14-24).

Bei den bekannten Leistungsmeßumformern ist es nötig, zur Sicherstellung der galvanischen Trennung beide Eingangs­ größenIn the known power transmitters it is necessary to ensure the galvanic isolation both input sizes

  • a) durch Transformatorena) by transformers
  • b) durch sonstige elektronische Schalt­ kreise (Trennverstärker) von der nachfolgenden Schaltung zu ent­ koppeln.b) by other electronic switching circles (isolation amplifier) to ent from the circuit below couple.

Punkt b) wird derzeit aus Kostengründen so gut wie gar nicht angewendet. Außerdem sind Trennverstärker oft zu groß. Bei der Trennung durch Transformatoren wird im Stromeingang ein sogenannter Stromwandler eingesetzt, im Spannungsein­ gang ein sogenannter Spannungswandler. Stromwandler sind heute jedoch mit fast beliebiger Genauigkeit und auch sehr klein herstellbar, während der Spannungswandler die Schwachstelle ist. Der Spannungswand­ ler muß groß sein (schwach belasteter Transformator), ist häufig nur begrenzt aussteuerbar (80-120% der Nennspannung) und verursacht eine Phasenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärspannung. Dies wiederum wird durch RC-Glieder kompensiert, woraus ein weiterer Nachteil resultiert. Herkömmliche LMU arbeiten nur innerhalb eines engen Frequenzbereiches mit der definierten Genauigkeit.Point b) is currently for cost reasons practically not applied at all. Furthermore isolation amplifiers are often too large. When separated by transformers a so-called Current transformers used, in voltage a so-called voltage converter. However, current transformers are almost with today arbitrary accuracy and also very small producible while the voltage converter the weak point is. The tension wall l must be tall (less stressed Transformer) is often only limited controllable (80-120% of the nominal voltage) and causes a phase shift between primary and secondary voltage. This in turn is done through RC links compensated, resulting in another disadvantage results. Conventional LMU only work within a narrow frequency range  with the defined accuracy.

Diese und weitere Nachteile ließen sich vermeiden, könnte man direkt über einen ohmschen Spannungsteiler die Eingangs­ spannung abgreifen. Dadurch ginge jedoch die geforderte galvanische Trennung ver­ loren. Abhilfe würden Trennverstärker bieten, diese sind jedoch aus den oben angege­ benen Gründen oft keine brauchbare Lösung.These and other disadvantages have been overcome one could avoid directly over one ohmic voltage divider the input tap voltage. But that would work the required galvanic isolation ver loren. Remedy would be isolation amplifiers offer, but these are from the above often not a viable solution.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, unter Beibehaltung der galvanischen Tren­ nung und zur Vermeidung der erläuterten Nachteile ein platzsparendes und kosten­ günstiges Prinzip zu bieten, den Spannungs eingang ohmsch an den Multiplizierer (bzw. LMU) ankoppeln zu können.The object of the invention is therefore while maintaining the galvanic doors and to avoid the explained Disadvantages a space-saving and cost favorable principle to offer the tension input ohmic to the multiplier (or LMU) to be able to couple.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnen­ de Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Multi­ plizierers nach dem Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is characterized by the de Feature of claim 1 solved. Advantageous configurations of the Multi are plizierers according to claim 1 specified in the subclaims.

Das neue an dem hier vorgestellten Multi­ plizierer liegt nun darin, daß, wenn man einen Multiplizierer nach dem Impuls­ verhältnis-Modulationsprinzip verwendet, diese Impulse ohnehin bereits vorhanden sind. In diese Impulsstrecke kann man dann nach belieben Optokoppler, Impulstransfor­ matoren oder andere impulsübertragende Elemente zwischenschalten. Je nach verwen­ detem Element müssen die Impulse ausgangs­ seitig verstärkt oder regeneriert werden. Von da an funktioniert der Multiplizierer wie ein herkömmlicher impulsverhältnis­ modulierter Multiplizierer.The new thing about the Multi presented here plicician is now that if one multiplier after the pulse ratio modulation principle used, these impulses already exist anyway are. You can then go into this pulse path at will optocouplers, pulse transform mators or other impulse-transmitting Interpose elements. Depending on the use The element must have the pulse output be reinforced or regenerated on the side. From there, the multiplier works like a conventional impulse ratio modulated multiplier.

Der hier vorliegende Multiplizierer be­ steht also aus 2 galvanisch getrennten Teilen, die von zwei getrennten Spannungs­ quellen versorgt werden müssen. Die Ein­ gangsspannung moduliert einen Impulsgene­ rator. Die Spannung kann über einen ohm­ schen Spannungsteiler unmittelbar zuge­ führt werden. Nach dem Impulsgenerator folgt ein galvanisch trennendes Bauteil.The present multiplier be is made of 2 galvanically isolated Divide by two separate voltage sources must be supplied. The one output voltage modulates a pulse gene rator. The voltage can be above an ohm voltage divider immediately supplied leads. After the pulse generator a galvanically isolating component follows.

Je nach verwendetem Element kommt zwischen Impulsgenerator und diesem noch eine Trei­ berstufe. Hinter der Trennstufe wird der Impuls, ebenfalls wieder je nach verwende­ tem Bauteil, regeneriert bzw. verstärkt. Die hier zur Verfügung stehende Impuls­ folge steuert einen Zerhacker, der die zweite Eingangsspannung entsprechend der Impulsfolge zerhackt. Dieser zweite Ein­ gang ist galvanisch getrennt durch einen Stromwandler, da diese, wie oben erwähnt, keine nennenswerten Probleme bilden. Das hinter dem Zerhacker entstehende elektri­ sche Signal wird gefiltert und verstärkt. Das Ausgangssignal ist dann das Produkt der beiden Eingangssignale.Depending on the element used comes between Impulse generator and this another Trei level. After the separation stage is the Impulse, again depending on the use  component, regenerated or reinforced. The pulse available here follows a chopper that controls the second input voltage corresponding to the Pulse train chopped up. This second one is electrically isolated by a Current transformers because, as mentioned above, do not create any significant problems. The electri emerging behind the chopper cal signal is filtered and amplified. The output signal is then the product of the two input signals.

Der Vorteil besteht darin, daß der aufwen­ dige und mit Fehlern behaftete Spannungs­ wandler am Eingang der Schaltung entfallen kann und trotzdem eine galvanische Tren­ nung erfolgt (zwei getrennte Stromversor­ gungen vorausgesetzt).The advantage is that the expenditure voltage with errors converters at the input of the circuit are omitted can and still a galvanic door voltage (two separate power supplies provided).

Claims (6)

1. Elektronischer Multiplizierer nach dem TDM-Verfahren, insbesondere zur Leistungsmessung, mit einem Spannungseingang und einem Stromein­ gang sowie einem elektronischen Umschalter, z. B. einem Zerhacker, wobei das Spannungseingangssignal einen Impuls­ generator steuert und dessen Ausgangs­ signal über einen Zerhacker das Strom­ eingangssignal moduliert, gekennzeich­ net durch ein potentialtrennendes Koppelelement zwischen Impulsgenerator und Zerhacker.1. Electronic multiplier according to the TDM method, in particular for power measurement, with a voltage input and a current input and an electronic switch, for. B. a chopper, the voltage input signal controls a pulse generator and its output signal modulates the current input signal via a chopper, marked net by a potential-separating coupling element between the pulse generator and chopper. 2. Elektronischer Multiplizierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelement ein Optokoppler vorgesehen ist.2. Electronic multiplier after Claim 1, thereby characterized in that as a coupling element an optocoupler is provided. 3. Elektronischer Multiplizierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelement ein Impulstransformator vorgesehen ist.3. Electronic multiplier after Claim 1, thereby characterized in that as a coupling element a pulse transformer is provided is. 4. Elektronischer Multiplizierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelement andere impulsübertragende Elemente vorgesehen sind.4. Electronic multiplier after Claim 1, thereby characterized in that as a coupling element other impulse-transmitting elements are provided. 5. Elektronischer Multiplizierer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Impuls­ generator und Koppelelement ein Zwi­ schenverstärker vorgesehen ist.5. Electronic multiplier after one of claims 1 to 4 thereby characterized that between pulse generator and coupling element a Zwi is provided. 6. Elektronischer Multiplizierer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Koppel­ element und Zerhacker ein Verstärker oder ein Impulsregenerierglied vorge­ sehen ist.6. Electronic multiplier after one of claims 1 to 5 thereby characterized that between coupling element and chopper an amplifier or a pulse regenerator see is.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1901885B2 (en) * 1969-01-15 1974-01-17 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Circuit arrangement for the multiplication of two electrical alternating quantities, in particular for power measurement
DE2524542A1 (en) * 1975-06-03 1976-12-23 Osaki Electric Co Ltd Three phase watt hour meter - converts result to metering pulse train via switches on voltage and current transformer secondary sides

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Non-Patent Citations (2)

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Title
- DE-BUCH: Das TTL-Kochbuch, Texas Instruments Deutschland GmbH, 1972, S. 271-273 *
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