DE843433C - Spannungsteileranordnung zur Gewinnung einer von Belastungs-schwankungen an anderen Teilspannungen unabhaengigen Teilspannung - Google Patents

Description

• Spannungsteileranordnung zur Gewinnung einer von Belastungsschwankungen an anderen Teilspannungen unabhängigen Teilspannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung elektrischer Spannungen bei schwankender Belastung, speziell für den Betrieb von Netzanschlußgeräten bei Apparaturen mit Elektronenröhren.
• Es ist bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, um eine Konstanthaltung von Betriebsspannungen durch Verwendung spezieller spannungs-oder stromabhängiger Widerstände, wie Glimmstrecken, Eisenwasserstoffwiderstände, zusätzlicher Röhrenschaltungen u. dgl., zu erreichen. Alle diese Anordnungen besitzen den Nachteil, daß sie einen erheblichen Mehraufwand notwendig machen, und daß die Spannungskonstanz grundsätzlich nur für gewisse Grenzen der Änderung der Belastungswiderstände und auch dann nur angenähert erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, bei der eine völlige Konstanthaltung der Spannung zwischen zwei bestimmten Punkten einer Schaltung unabhängig von Belastungsänderungen an anderen Stellen der gleichen Schaltung dadurch erreicht ist, daß die konstant zu haltende Spannung an den Abgriffen zweier in Serie an der EMK der Spannungsquelle liegender, das gleiche Verhältnis der abgegriffenen Spannungen zu den Restspannungen aufweisender fester Spannungsteiler entnommen wird.
• Soll die abgegriffene Spannung unter Beibehaltung der Unabhängigkeit von Belastungsschwankungen der beschriebenen Art regelbar sein, so sind gemäß einem weiteren Anspruch der Erfindung die Spannungsteiler als regelbare Widerstände ausgebildet und ihre Abgriffe mechanisch derart gekuppelt, daß bei der Reglung für beide Spannungsteiler stets das oben geforderte gleiche Verhältnis zwischen abgegriffener Spannung und Restspannung erhalten bleibt.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser Zeichnung bedeutet U, eine elektromotorische Kraft, die mit dem Innenwiderstand Null an den beiden in Serie geschalteten .Spannungsteilern R1, R, und R3, R; liegt. Parallel zu R1, R2 liegt der veränderliche BelastungsN%iderstand R., parallel zu R3, R4 entsprechend der Widerstand R6. Die Teilspannungen an den Spannungsteilern sind mit h,, und U, bezeichnet., Die konstant zu haltende Spannung U, wird einerseits dem zwischen R1 und R, liegenden Abgriff, andererseits dem zwischen R;, und R4 liegenden Abgriff entnommen. Der Belastungswiderstand der Spannung C', ist mit R; bezeichnet. Es sei zunächst R7 als unendlich groß angenommen, also der Leerlauffall.
• Um die Spannung U, unabhängig von der Größe der Widerstände R5 und R6 zu halten, muß die Bedingung erfüllt werden: R1: R,=R4:R3=u. Es gilt dann stets: und zwar gleichgültig, wie groß die Spannungen i=', und U, selbst sind, d. h. also auch unabhängig von der Größe der Belastungswiderstände R5 und R6.
• Man erkennt leicht, daß die Unabhängigkeit der Spannung (T, von der Größe der Widerstände R., und R,; nicht nur im Leerlauffall vorhanden ist, :ordern auch für beliebige Werte des Widerstandes R7. Man denke sich R7 aus zwei Teilwiderständen R7' und R7", die in der Abbildung angedeutet sind, in der «"eise aufgebaut, daß sich verhält: R7': R7" = R,: R3 . Der Verbindungspunkt zwischen R7' und R7" kann dann mit dem Verbindungspunkt zwischen R.= und R3 verbunden werden, ohne daß sich in der Schaltung irgend etwas ändert, da diese Punkte gleiches Potential haben. Es gilt dann die gleiche Betrachtung wie oben im Leerlauffall, nur daß statt R,_, einzusetzen ist der Wert R,' = (R, - R7') / (R, + R7') und statt R3 der Wert Rs' =# (Rs ' R7") # (R s + R7") .
• In ähnlicher Form läßt sich übrigens nachweisen, daß die Spannungen (,1a und U, unabhängig von dem Belastungswiderstand R7 sind, wenn außerdem die Beziehung erfüllt ist: R,, : R6 = R1 : R4. Sämtliche Teilspannungen sind in dieser Schaltung jedoch nicht unabhängig von der Größe ihrer eigenen Belastungswiderstände. Um nun wenigstens bei Änderung des eigenen Belastungswiderstandes die betreffende Teilspannung selbst durch Nachreglung konstant zu halten, oder andererseits auf einen beliebigen Wert einzuregeln, ohne daß der Vorteil der Unabhängigkeit von der Größe der anderen Belastungswiderstände verlorengeht, werden an Stelle der festen Spannungsteiler R1, R, bzw. R3, R4 Potentiometer vorgesehen, bei denen die Abgriffbewegung der Schleifer derart gekuppelt ist, daß bei Änderung des Verhältnisses R,: R1 eine gleich große Änderung des Verhältnisses R3 : R, eintritt. Man erreicht hiermit zugleich, daß eine Änderung des Belastungswiderstandes R7 das Verhältnis t": L', nicht beeinflußt.
• Die Widerstände R1 ....R7 können beliebig komplex sein, sofern die angegebenen rechnerischen Beziehungen für die komplexen Widerstandsgrößen gelten, nicht nur für deren Betrag. Die Unabhängigkeit der entnommenen Spannungen von den beschriebenen Belastungsänderungen gilt nicht nur für die Amplitude, sondern auch für die Phase, jedoch sind Phase und Amplitude im allgemeinen von der Frequenz nicht unabhängig.
• Die Anwendungsmöglichkeiten von Schaltungen nach Art der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung sind zahlreich. Als Beispiel sei eine Schaltung mit Vorröhre und Endröhre unter Benutzung rein Ohmscher Widerstände genannt, bei der die Anodengleichspannung an der Vorröhre unabhängig von beliebigen Änderungen des Innenwiderstandes der Endröhre sein soll. In diesem Fall wird man die Schaltung so aufbauen, daß R1 den inneren Widerstand der Stromquelle mit der EMK (-,darstellt, R6 den Innenwiderstand der Endröhre und R7 den gesamten Anodenkreiswiderstand der Vorröhre. Die Schaltelemente R,, R3 und R4 sind so zu dimensionieren, daß die Bedingung R1 : R, = R4 : R, erfüllt ist. Wenn R1 gegeben ist, können dann zwei der Größen R,, R3 und R4 frei gewählt und somit irgendwelchen anderweitigen Anforderungen angepaßt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Spannungsteileranordnung zur Gewinnung einer von Belastungsschwankungen an anderen Teilspannungen unabhängigen Teilspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die konstant zu haltende Spannung durch Abgriff an zwei an der gleichen Spannungsquelle in Serie liegenden, ausschließlich aus linearen Widerständen aufgebauten Spannungsteilern derart entnommen wird, daß für jeden dieser beiden Spannungsteiler das Verhältnis des abgegriffenen Teilwiderstandes zum verbleibenden Restwiderstand das gleiche ist.
2. 2. Spannungsfeileranordnung nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Veränderung der Größe der von Belastungsschwankungen unabhängig zu haltenden Teilspannung die beiden in Serie liegenden Spannungsteiler derart als Drehpotentiometer ausgebildet sind, daß infolge zwangsläufiger Kupplung ihrer Abgriffe stets das erforderliche Widerstandsverhältnis erhalten bleibt.