DE69214491T2 - Speisegerät - Google Patents

Speisegerät

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Speisegerät zum Versorgen einer Anordnung mit elektrischer Energie, mit zumindest einem Testeingang zum Empfangen eines Testsignals, das von einer Variablen abhängt, die selbst von der der Anordnung zugeführten Leistung abhängt, wobei der Testeingang mit einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung verbunden ist, von der ein zweiter Eingang mit einem Generator verbunden ist, der eingerichtet ist, ein Bezugssignal zu generieren, das ein Maß für einen gewünschten Wert der genannten Variablen ist, wobei ein Ausgang der Vergleichsschaltung mit einem Steuerungsglied verbunden ist, das die der Anordnung von dem Speisegerät zugeführte Leistung so steuert, daß die genannte Variable im wesentlichen gleich dem gewünschten Wert ist.
  • Ein Beispiel für ein solches Speisegerät wird in Philips Technical Review 39 (1980), No. 2, 5.37-47 beschrieben, insbesondere anhand von Fig. 14. Das bekannte Speisegerät ist dazu bestimmt, einen Halbleiterlaser zu versorgen, wobei eine Photodiode, die in der gleichen Umhüllung untergebracht ist wie der Laser, einen Photostrom erzeugt, der dem Lichtstrom des Lasers proportional ist und der das Testsignal bildet. Die dem Laser zugeführte Leistung kann in dem bekannten Speisegerät so gesteuert werden, daß der von der Photodiode (Monitor) erzeugte Strom bei einem gewünschten Wert konstant bleibt. Die Steuerung nur einer Variablen bedeutet jedoch das Risiko, daß der Wert einer anderen Laservariablen nicht mehr in dem gewünschten Gebiet liegt oder, noch schlimmer, nicht mehr in dem sicheren Bereich. Ansteuern einer Halbleiterlaserdiode über den sicheren Arbeitsbereich hinaus kann den Laser leicht zerstören. Für einen sicheren Betrieb eines Lasers wäre es daher wünschenswert, die dem Laser zugeführte Leistung so zu steuern, daß mehr als eine der Laservariablen auf oder nahe einem gewünschten Wert gehalten wird. Zusätzlich zu dem genannten Monitorstrom sind solche Variablen beispielsweise der Laserstrom und die Laserspannung und die Strahlungsleistung des Lasers. In der Praxis ist dies jedoch nicht gut möglich, weil die verschiedenen Variablen miteinander in ziemlich komplexer Weise zusammenhängen.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Speisegerät der dargelegten Art zu verschaffen, das es ermöglicht, eine Variable auf einem gewünschten Wert zu halten, während die anderen Variablen zumindest innerhalb Grenzen gehalten werden, die als sicher betrachtet werden.
  • Um dies zu erreichen, ist das erfindungsgemäße Speisegerät dadurch gekennzeichnet daß das Speisegerät zumindest zwei Testeingänge mit zugehörigen Vergleichsschaltungen umfaßt, wobei der Generator eine Anzahl Bezugssignale generiert, die der Anzahl Testeingänge entspricht, wobei das Steuerungsglied die der Anordnung von dem Speisegerät zugeführte Leistung so steuert, daß zumindest eine der den Testsignalen entsprechenden Variablen im wesentlichen gleich dem für die betreffende Variable gewünschten Wert ist, wobei die anderen den Testsignalen entsprechenden Variablen von den zugehörigen gewünschten Werten nur in einem zuvor bestimmten Sinn abweichen.
  • Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Speisegeräts kann eine im wesentlichen willkürlich gewählte Variable auf dem gewünschten Wert gehalten werden, wobei die anderen Variablen beispielsweise alle unter dem gewünschten Wert bleiben, so daß Uberschreiten des genannten Wertes und eines höheren gefährlichen Wertes ausgeschlossen wird. Wenn eine Abweichung einer Variable auf einen Wert unterhalb eines gegebenen Wertes als riskant betrachtet wird, sollte das Steuerungsglied natürlich so eingerichtet sein, daß die betreffende Variable immer oberhalb eines eingestellten Wertes bleibt, der höher ist als der "riskante" Wert.
  • Das Steuerungsglied kann beispielsweise einen geeignet programmierten Mikroprozessor umfassen, der entscheidet, welche Variable auf dem gewünschten Wert gehalten werden muß, um die anderen Variablen unter (oder über) dem gewünschten Wert zu halten. Dieser Mikroprozessor kann auch die Einstellung der gewünschten Variablen und das überwachen der anderen Variablen steuern.
  • Eine Ausführungsform, in der das Steuerungsglied ohne Mikroprozessor ausgeführt sein kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsglied eine Anzahl von Halbleiterdioden umfaßt, die der Anzahl Testeingänge entspricht, wobei jede Halbleiterdiode einen ersten und einen zweiten Anschluß umfaßt, wobei die ersten Anschlüsse miteinander und mit einer Stromquellenschaltung verbunden sind, wobei jeder zweite Anschluß mit dem Ausgang einer der Vergleichsschaltungen verbunden ist. Ein so ausgeführtes Steuerungsglied erfüllt die gestellten Anforderungen, ohne weitere Steuerung zu erfordern. Wenn festgelegt ist, daß die Variablen, die nicht auf dem gewünschten Wert gehalten werden, unterhalb des gewünschten Wertes bleiben sollen, muß der erste Anschluß jeder der Halbleiterdioden ein Anodenanschluß sein.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisegerätes, die für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die von den Testsignalen repräsentierten Variablen eine an die Anordnung gelegte elektrische Spannung und einen von der Anordnung aufgenommenen elektrischen Strom enthalten.
  • Eine Ausführungsform, die insbesondere geeignet ist, einen Halbleiterlaser mit elektrischer Energie zu versorgen, ist auch dadurch gekennzeichnet, daß die von den Testsignalen repräsentierten Variablen auch die Strahlungsleistung des Lasers und ein von einem mit dem l-aser verbundenen Monitor erzeugtes Signal enthalten.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speisegeräts,
  • Fig. 2 ein Schaltbild eines Steuerungsgliedes für das Speisegerät von Fig. 1,
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Funktionsweise des Steuerungsgliedes von Fig. 2 erläutert,
  • Fig. 4 ein Schaltbild eines Bezugssignalgenerators zur Verwendung in dem Speisegerät von Fig. 1,
  • Fig. 5 ein Schaltbild einer Testschaltung zur Verwendung in dem Speisegerät von Fig. 1,
  • Fig. 6 ein Schaltbild einer Vergleichsschaltung zur Verwendung in dem Speisegerät von Fig. 1,
  • Fig. 7 ein Schaltbild einer Endstufe zur Verwendung in dem Speisegerät von Fig. 1 und
  • Fig. 8 eine graphische Darstellung mit Kennlinien eines Halbleiterlasers, um die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Speisegeräts zu erläutern.
  • Das in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 1 dargestellte Speisegerät dient zur Versorgung einer Anordnung 1 mit elektrischer Energie. Die Anordnung 1 kann beispielsweise ein Halbleiterlaser sein. Das Speisegerät umfaßt eine Testschaltung 3, die in der vorliegenden Ausführungsform vier Testeingänge 5a, 5b, 5c, 5d umfaßt, die Testsignale aus der Anordnung 1 empfangen können. Der Wert jedes Testsignals ist von einer Variablen abhängig, die selbst von der der Anordnung 1 zugeführten Leistung abhängt. Die Testschaltung 3 besteht aus vier Abschnitten 3a bis 3d, von denen jeder mit einem der vier Testeingänge 5a bis 5d verbunden ist. Der Ausgang jedes Abschnitts 3a .... 3d ist mit einem ersten Eingang 7a .... 7d einer Vergleichsschaltung 9a .... 9d verbunden, von der ein zweiter Eingang 11a .... 11d mit einem Generator 13 verbunden ist, der eingerichtet, ist ein Bezugssignal zu generieren, das ein Maß für einen gewünschten Wert der betreffenden Variablen ist. Der Ausgang jeder Vergleichsschaltung 9a ... 9d ist mit einem Eingang 15a .... 15d eines Steuerungsgliedes 17 verbunden, das über eine Endstufe 19 die der Anordnung 1 zugeführte Leistung steuert, so daß zumindest eine der den Testsignalen entsprechenden Variablen im wesentlichen gleich dem für die betreffende Variable gewünschten Wert ist, wobei die anderen den Testsignalen entsprechenden Variablen nicht größer sind als der relevante gewünschte Wert.
  • Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform des Steuerungsgliedes 17. Den Eingängen 15a ... 15d werden "harte" Spannungen U&sub1; ... U&sub4; zugeführt, das heißt Spannungen, die aus Spannungsquellen ohne inneren Widerstand stammen. Dies wird symbolisch durch Einheitsverstärker .1.... 21d dargestellt, die den Eingängen 15a ... 15d vorangehen. Auch wird ein Einheitsverstärker 25 als mit dem Ausgang 23 des Steuerungsgliedes 17 verbunden dargestellt, um so anzudeuten, daß die Schaltung von der Impedanz am Ausgang nicht belastet wird.
  • Das Steuerungsglied 17 umfaßt vier Halbleiterdioden 27a ... 27d, von denen jede einen ersten und einen zweiten Anschluß umfaßt. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Anschluß der Anodenanschluß und der zweite Anschluß der Kathodenanschluß. Die ersten Anschlüsse werden miteinander und mit einer Stromquellenschaltung 29 verbunden. Jeder der zweiten Anschlüsse ist mit einem der Eingänge 15a ... 15d verbunden.
  • Um die Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung zu vereinfachen, wird zunächst die Beschränkung eingeführt, daß es nur zwei Eingangsspannungen U&sub1; und U&sub2; gibt. Die Stromquelle 29 führt den Dioden 27a und 27b einen konstanten Strom Icc zu. Abhängig von den angebotenen Spannungen U&sub1; und U&sub2; wird der Strom über die beiden Dioden verteilt, so daß ein Strom I&sub1; durch die Diode 27a fließt und ein Strom I&sub2; durch die Diode 27b. Die Ausgangsspannung U&sub0; ist somit definiert. Wenn die Dioden 27a und 27b als ideal und vollständig identisch angenommen werden, gelten die folgenden Gleichungen:
  • Hierin stellt Isat den Sättigungsstrom der Dioden dar, ist q die Elektronenladung, k die Boltzmann-Konstante und T die absolute Temperatur. Die Ausgangsspannung U&sub0; kann daraus bestimmt werden:
  • Fig 3 stellt graphisch die Übertragung des Steuerungsgliedes dar. Der Deutlichkeit halber wird nur eine Eingangsspannung, nämlich die Eingangsspannung U&sub1; in dem vorliegenden Fall, verändert. Die andere Eingangsspannung U&sub2; wird auf einem beliebigen Wert konstant gehalten. Abhängig von der relativen Lage der Eingangsspannungen können in der Übertragungsfunktion drei Gebiete unterschieden werden.
  • 1. U&sub1; < U&sub2;
  • In Formel (4) kann das Exponentialglied mit U&sub1; in bezug auf U&sub2; vernachlässigt werden. Das konstante Glied mit Icc nähert sich sehr gut der Spannung an der Diode UD an, wenn die Diode den vollständigen Strom Icc führt. Dies gilt, weil für Siliciumdioden das zusätzliche Glied mit Isat im Nenner vollständig bezüglich des Gliedes mit Icc vernachlässigt werden kann. Daher verändert sich die Ausgangsspannung U&sub0; linear als Funktion der Eingangsspannung U&sub1; und ist von der Eingangsspannung U&sub2; unabhängig:
  • U&sub0; - U&sub1; + UD (5)
  • 2. U&sub1; U&sub2;
  • Dieses Spannungsgebiet bildet ein Übergangsgebiet. In diesem Fall kann die Formel (4) nicht vereinfacht werden, und der Wert der Ausgangsspannung muß durch Berechnung bestimmt werden. Alle individuellen Glieder sind stetig und können differenziert werden, so daß der Übergang gleitend ist:
  • Wenn das Übergangsgebiet als das Gebiet definiert ist, in dem die Diodenströme nicht um mehr als einen Faktor 100 abweichen, beträgt das gesamte Übergangsgebiet vor Siliciumdioden ungefähr 2(kT/q)1n0,01 230 mV.
  • 3. U&sub1; > U&sub2;
  • Weil die Formel (4) bezüglich der Eingangsspannungen symmetrisch ist, folgt aus dem Auswechseln der Indizes, daß die Ausgangsspannung U&sub0; sich linear als Funktion der Eingangsspannung U&sub2; ändert und von der Eingangsspannung U&sub1; unabhängig ist. Weil U&sub2; konstant angenommen wird, wird U&sub0; konstant sein:
  • U&sub0; = U&sub2; + UD
  • Wenn sich beide Eingangsspannungen ändern, wird die Ausgangsspannung U&sub0; der niedrigsten Eingangsspannung bei einem Spannungsabstand gleich UD folgen. Die beschriebene Veränderung der Ausgangsspannung U&sub0; als Funktion der Eingangsspannungen wird in Fig. 3 graphisch dargestellt. Es wird deutlich sein, daß die Ausgangsspannung nahezu immer gleich der kleineren der beiden Eingangsspannungen ist, außer für die Diodenspannung UD, die jedoch konstant ist und bekannt und für die daher in einfacher Weise eine Korrektur durchgeführt werden kann. Allein im Übergangsgebiet ist die Ausgangsspannung nicht genau gleich einer der beiden Eingangsspannungen, aber sie ist niemals größer als die kleinere dieser Eingangsspannungen. Somit wird die Anordnung 1 nicht gefährdet, und ein großer Vorteil des Übergangsgebiets besteht darin, daß beim Übergang keine Spannungsspitzen auftreten, wie es bei einem abrupten Umschalten der Fall wäre.
  • Die Übertragungsfunktion ist oben für zwei Eingangsvariable beschrieben worden. Es kann jedoch in einfacher Weise gezeigt werden, daß das beschriebene Berechnungsverfahren auf eine willkürliche Anzahl Eingangsvariable angewendet werden kann. Die allgemeine Formel für die Ausgangsspannung kann dann geschrieben werden als:
  • Außer für die konstante Diodenspannung UD wird daher außerhalb der Übergangsgebiete, wo die Ausgangsspannung sich allmählich von der einen zu anderen Eingangsspannung ändert, die Ausgangsspannung U&sub0; durch das Minimum der angebotenen Eingangsspannungen gegeben:
  • U&sub0; = min (U&sub1;, U&sub2;, ..., UN)+UD (8)
  • Die Wirkung des konstanten Gliedes UD kann durch Verringern beispielsweise der Eingangsspannungen um einen Betrag UD eliminiert werden, bevor diese den Eingängen des Steuerungsgliedes angeboten werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verringerung der Ausgangsspannung U&sub0; um diesen Betrag. Weil jedoch das Steuerungsglied 17 selbst Teil einer geschlossenen Rückkopplungsschleife ist (siehe Fig. 1), wird der Effekt von UD durch Division durch die Schleifenverstärkung der Rückkopplungsschleife reduziert werden.
  • Fig. 4 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform des Bezugssignalgenerators 13. Bei Verwendung einer Zenerdiode 31 und eines Operationsverstärkers 33 wird eine stabilisierte Bezugsspannung Uref aus einer Speisespannung UB gebildet. Aus UREF können mit Hilfe von vier genauen Potentiometern 35a, 35b, 35c und 35d vier Bezugssignale Is, Us, Ms und Ls gebildet werden. Wenn die Anordnung 1 ein Halbleiterlaser ist, können Is und Us gewünschte Werte des Stroms I durch den Laser und die Spannung U am Laser darstellen. Ms und Ls stellen dann gewünschte Werte der Ausgangssignale M und L einer Photodiode dar, die als Monitor dient und in der Umhüllung des Lasers untergebracht ist, bzw. eines den Lichtstrom des Lasers messenden Sensors. Parallel zur Zenerdiode 31 ist ein Kondensator 32 geschaltet, und ein Widerstand 34 ist zwischen die Speisespannung UB und der genannten Parallelschaltung geschaltet. Die Zeitkonstante der von dem Kondensator 32 und dem Widerstand 34 gebildeten Kombination ermöglicht es, die Bezugsspannung UREF und die daraus abgeleiteten Bezugssignale mit einer vorbestimmten Rate vom Wert Null aus auf den Arbeitspunkt zu regeln. Die Paralleischaltung aus der Zenerdiode 31 und dem Kondensator 32 ist mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 33 verbunden. Wenn ein externes Signal diesem positiven Eingang überlagert wird, können die Bezugssignale eventuell moduliert werden. Die Bezugssignale können im Prinzip eine beliebige Form haben; es können auch Wechselspannungen sein.
  • Fig. 5A und B zeigen ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Testschaltung 3 zum Erhalten von Testsignalen Im, Um, Mm und Lm, die die Variablen I, U, M und L darstellen. Diese Testschaltung umfaßt vier Abschnitte 3a ... 3d. Der Deutlichkeit halber werden die Abschnitte 3a und 3d zusammen mit dem Halbleiterlaser in Fig. 5A gezeigt, wobei die Abschnitte 3c und 3d in Fig. 5B zusammen mit dem Halbleiterlaser gezeigt werden. Der Halbleiterlaser wird in beiden Figuren mit dem Bezugszeichen 37 bezeichnet.
  • Der erste Abschnitt 3a umfaßt einen Meßwiderstand 39, der mit dem Laser 37 in Reihe geschaltet ist. Die Spannung an diesem Widerstand, die proportional zum Laserstrom I ist, wird mittels eines Operationsverstärkers 41 in das Testsignal Um umgesetzt.
  • Der zweite Abschnitt 3b umfaßt zwei Verbindungen 43 und 45, die mit der Anode bzw. der Kathode des l-asers 37 verbunden sind. Die Laserspannung U kann somit stromlos gemessen werden, so daß der Spannungsabfall an den Zuführleitungen des Lasers eliminiert wird (Vierpunktmessung). Bei Verwendung eines Operationsverstärkers 47 wird die Diodenspannung U in das Testsignal Um umgesetzt.
  • Wie bereits in dem zitierten Artikel in Philips Technical Review 39 (1980), Nummer 2, S. 37-47 beschrieben worden ist, ist der Halbleiterlaser 37 zusammen mit einer Photodiode 49, die als Monitor dient, in einer üblichen Umhüllung 51 untergebracht (siehe Fig. 5B). Diese Photodiode ist ein Teil des dritten Abschnitts 3c und detektiert einen Lichtstrom M, der an der Rückseite des l-asers 37 austritt. Der so von der Photodiode 49 gelieferte Strom wird mittels eines Operationsverstärkers 53 in das Testsignal Mm umgewandelt.
  • Der vierte Abschnitt 3d der Testschaltung 3 umfaßt eine Photodiode 55, die außerhalb der Umhüllung 51 angeordnet ist und den von dem Laser 37 erzeugten Lichtstrom detektiert. Der von der Photodiode 55 generierte Strom wird mittels eines Operationsverstärkers 57 in das Testsignal Lm umgesetzt.
  • Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform einer der Vergleichsschaltungen 9a .... 9d. Nur die erste Vergleichsschaltung 9a wird gezeigt, weil die anderen Vergleichsschaltungen 9b ... 9d hiermit identisch sind. Die dargestellte Vergleichsschaltung 9a umfaßt zwei Eingänge 11a und 7a, die das Strombezugssignal 18 bzw. das Stromtestsignal Im empfangen. Diese Eingänge sind mit dem positiven bzw. dem negativen Eingang eines Differenzverstärkers 59 verbunden, dessen Ausgang ein Fehlersignal U&sub1; erzeugt, das die Differenz Is-Im repräsentiert. Die anderen Vergleichsschaltungen 9b ... 9d erzeugen Ausgangssignale U&sub2; ... U&sub4;, die die Differenzen Us - Um, Ms - Mm bzw. Ls - Lm repräsentieren. Die Ausgangssignale U&sub1; ... U&sub4; bilden die Eingangssignale für das Steuerungsglied 17, das die Steuerungsspannung U&sub0; für den Halbleiterlaser 37 liefert. Die Ausgangssignale U&sub1; ... U&sub4; der Differenzverstärker 59 sind "harte" Spannungen, so daß die Einheitsverstärker 21a ... 21d, die in Fig. 2 gezeigt werden, in Wirklichkeit entfallen können.
  • Die Steuerungsspannung U&sub0; wird an den Eingang der Endstufe 19 gelegt, von der in Fig. 7 eine Ausführungsform als Schaltbild gezeigt wird. Die Endstufe 19 ist notwendig, um zu garantieren, daß der Steuerungsspeicher 17 (Fig. 2) nicht von dem dem Halbleiterlaser 37 zuzuführenden Strom belastet wird. Daher umfaßt die Endstufe 19 einen Ausgangstransistor 61, der einen adäquaten Strom liefern kann, so daß der Einheitsverstärker 25, der in Fig. 2 gezeigt wird, in Wirklichkeit auch entfallen kann. Der Ausgangstransistor 61 wird von einem Operationsverstärker 63 gesteuert, dem die Steuerungsspannung U&sub0; zugeführt wird und der den Ausgang 23 des Steuerungsgliedes 17 nicht belastet. Der Ausgangstransistor 61 und der Meßwiderstand 39 (siehe auch Fig. 5A), über den der l-aserstrom gemessen wird, sind in der Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers 63 enthalten, so daß Spannungsabfälle an diesen Komponenten die Lasersteuerung selbst nicht beeinflussen. Die Spannung an dem Laser 37 wird mittels einer Vierpunktsmessung gemessen, so wie beschrieben, so daß der Spannungsabfall infolge des Widerstandes der Zuführleitungen wiederum eliminiert wird.
  • Fig. 8 zeigt ein Beispiel für die Kennlinien einer Halbleiterlaserdiode. Die Kurven 65, 67 und 69 repräsentieren die Veränderung der Laserspannung U, der Strahlungsleistung L bzw. des Monitorsignals M als Funktion des Laserstroms I. Die Bezugswerte Is, Us, Ls und Ms werden auch dargestellt. Bei Verwendung des beschriebenen Speisegeräts wird der Laserstrom I auf einen Wert Im eingestellt, für den keine der genannten vier Variablen größer als der betreffende Bezugswert ist, wobei eine der genannten Variablen, in diesem Falle L, tatsächlich gleich dem Bezugswert ist (Lm = Ls). Wenn der Bezugswert Ls durch Veränderung der Einstellung des Potentiometers 35d erhöht wird (Fig. 4), wird der Laserstrom I ansteigen, bis eine der anderen Variablen nahezu gleich dem Bezugswert ist, beispielsweise Mm = Ms. In dem Übergangs gebiet sind sowohl L als auch M ungefähr gleich dem zugehörigen Bezugswert, und in jedem Fall ist keine der vier Variablen größer als der Bezugswert.
  • Wie bereits beschrieben worden ist, ist das erfindungsgemaße Speisegerät besonders geeignet für die Versorgung eines Halbleiterlasers mit Energie, insbesondere in Meß- und Lebensdauertestaufbauten. Es wird jedoch deutlich sein, daß das Gerät überall verwendet werden kann, wo zwei oder mehr Prozeßvariable zu messen und zu steuern sind. Es sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf die Einstellung einer Komponenten eines Gerätes oder eines Prozesses auf einen kleinsten Wert beschränkt, wobei die Werte einer Anzahl Variablen gegeben sind. Die Funktion des Steuerungsgliedes 17 wird auf die höchste Einstellung, wobei der Wert einen Anzahl Variablen gegeben ist, überführt, indem einfach die Polarität der Dioden 27a ... 27d (Fig. 2) und die Richtung des Stroms Icc umgekehrt wird. Somit ist es durch Kombination der höchsten und der niedrigsten Einstellung innerhalb des Steuerungsgliedes 17 selbst möglich, einen Prozeß in einem bestimmten Bereich zu steuern, bei dem die höchste und die niedrigste Einstellung einer Anzahl von Variablen gegeben wird. Ein geeignetes Anwendungsgebiet ist das Gebiet der elektrischen Speiseeinrichtungen, bei denen im allgemeinen die elektrische Spannung und der Strom Variable sind. Durch Kombination der positiven niedrigsten und der negativen höchsten Einstellung innerhalb des Steuerungsgebiets ist es dann sogar möglich, eine sogenannte Vierquadrantenspeisung zu realisieren. Eine Vierquadrantenspeisung ist eine Speisung, die Leistung sowohl liefern als auch abführen kann. In diesem Zusammenhang ist die Art der zu speisenden Anordnung unwesentlich. Insbesondere kapazitive, induktive oder negative Impedanzen können angesteuert werden, ohne daß Stabilitätsprobleme auftreten, weil die Erfindung reelle, nicht komplexe Meßwerte des Stroms und der Spannung verwendet. Das Speisegerät kann auch als einstellbare I-ast für andere Speisegeräte oder andere Einrichtungen verwendet werden.

Claims (4)

1. Speisegerät zum Versorgen einer Anordnung (1) mit elektrischer Energie, mit zumindest einem Testeingang (5a, ..., 5d) zum Empfangen eines Testsignals, das von einer Variablen abhängt, die selbst von der der Anordnung zugeführten Leistung abhängt, wobei der Testeingang (5a, ..., 5d) mit einem ersten Eingang (7a, ..., 7d) einer Vergleichsschaltung (9a, ..., 9d) verbunden ist, von der ein zweiter Eingang (11a, ..., 11d) mit einem Generator (13) verbunden ist, der eingerichtet ist, ein Bezugssignal zu generieren, das ein Maß für einen gewünschten Wert der genannten Variablen ist, wobei ein Ausgang der Vergleichsschaltung (9a, ..., 9d) mit einem Steuerungsglied (17) verbunden ist, das die der Anordnung (1) von dem Speisegerät zugeführte Leistung so steuert, daß die genannte Variable im wesentlichen gleich dem gewünschten Wert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisegerät zumindest zwei Testeingänge (5a, ..., 5d) mit zugehörigen Vergleichsschaltungen (9a, ..., 9d) umfaßt, wobei der Generator (13) eine Anzahl Bezugssignale generiert, die der Anzahl Testeingänge entspricht, wobei das Steuerungsglied (17) die der Anordnung (1) von dem Speisegerät zugeführte Leistung so steuert, daß zumindest eine der den Testsignalen entsprechenden Variablen im wesentlichen gleich dem für die betreffende Variable gewünschten Wert ist, wobei die anderen den Testsignalen entsprechenden Variablen von den zugehörigen gewünschten Werten nur in einem zuvor bestimmten Sinn abweichen.
2. Speisegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsglied (17) eine Anzahl von Halbleiterdioden (27a, ..., 27d) umfaßt, die der Anzahl Testeingänge (5a, ..., 5d) entspricht, wobei jede Halbleiterdiode einen ersten und einen zweiten Anschluß umfaßt, wobei die ersten Anschlüsse miteinander und mit einer Stromquellenschaltung (29) verbunden sind, wobei jeder zweite Anschluß mit dem Ausgang einer der Vergleichsschaltungen (9a, ..., 9d) verbunden ist.
3. Speisegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Testsignalen repräsentierten Variablen eine an die Anordnung (1) gelegte elektrische Spannung und einen von der Anordnung aufgenommenen elektrischen Strom enthalten.
4. Speisegerät nach Anspruch 3 zum Versorgen eines Halbleiterlasers (37) mit elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Testsignalen repräsentierten Variablen auch die Strahlungsleistung des Lasers (37) und ein von einem mit dem Laser verbundenen Monitor (49) erzeugtes Signal enthalten.
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