Verstärker, insbesondere für Meßzwecke Die Erfindung bezieht sich
auf einen Verstärker, der insbesondere für Meßzwecke Verwendung findet. Solche Verstärker
dienen der Messung, Anzeige oder Aufzeichnung von Vorgängen, wobei insbesondere
eine Differentiation oder auch eine Integration vorgenommen werden soll. Zu diesem
Zweck sind an geeigneten Stellen der Verstärkeranordnung Kapazitäten vorgesehen,
die als Differentiations- bzw. Integrationskapazität wirksam sind. Dabei ist es
in vielen Fällen erwünscht, den Verstärker in sonst üblicher Weise zu betreiben
und wahlweise, beispielsweise zur Integrationsmessung, einen Integrationskondensator
einzuschalten.Amplifiers, especially for measurement purposes. The invention relates to
to an amplifier which is used in particular for measurement purposes. Such amplifiers
are used to measure, display or record processes, in particular
a differentiation or an integration is to be carried out. To this
Purpose, capacities are provided at suitable points in the amplifier arrangement,
which are effective as differentiation or integration capacity. It is there
in many cases it is desirable to operate the amplifier in the usual way
and optionally, for example for integration measurement, an integration capacitor
to turn on.
Allgemein hat die Erfindung aber auch Bedeutung für widerstandskapazitätsgekoppelte
Verstärker, bei denen relativ große Kopplungskapazitäten verwendet werden. Solche
Verstärker eignen sich insbesondere zur Verstärkung niedriger Frequenzen oder langsamer
Spannungsvorgänge, wie sie vielfach für Meßzwecke, Elektrokardiographen usw. verwendet
werden. Bei solchen Verstärkern hat es sich herausgestellt, daß beim Einschalten
oder teilweise Inbetriebsetzen des Verstärkers zunächst ein starker Einschaltstromstoß
erfolgt. Dies hat bei an den Verstärkern angeschlossenen Meßgeräten unerwünschte
Wirkungen zur Folge, da sich die Messung nicht sofort bei der Inbetriebnahme vornehmen
läßt, sondern erst nach Abklingen dieses Einschaltstromstoßes beginnen kann. Weiterhin
können bei Verwendung empfindlicher Meßgeräte Schädigungen an denselben auftreten.In general, however, the invention is also of importance for resistance capacitance-coupled devices
Amplifiers that use relatively large coupling capacities. Such
Amplifiers are particularly suitable for amplifying low frequencies or slower
Voltage processes such as are often used for measuring purposes, electrocardiographs, etc.
will. In such amplifiers it has been found that when switched on
or partial start-up of the amplifier initially a strong inrush current
he follows. This is undesirable for measuring devices connected to the amplifiers
The result is that the measurement is not carried out immediately upon commissioning
but can only begin after this inrush current has subsided. Farther
If sensitive measuring devices are used, damage to them can occur.
Es ist zwar bekannt, solche Ladestöße dadurch wesentlich zu vermindern,
daß die Gitterseite des Ladekondensators vor der Messung vorübergehend an das Steuergitterruhepotential
angeschaltet wird (Schnellstarteinrichtung bei Elektrokardiographenverstärkern).
Dadurch können aber Ladeströme meist nicht völlig beseitigt werden.It is known that such charging surges can be significantly reduced by
that the grid side of the charging capacitor temporarily to the control grid rest potential before the measurement
is switched on (quick start device for electrocardiograph amplifiers).
However, this usually does not completely eliminate charging currents.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Einschaltstromstoß
bei Verstärkern, deren Kopplungsglieder relativ hohe Zeitkonstante haben, ganz zu
unterdrücken.
Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei hoher Kopplungskapazität der infolge
des Ohmschen Verlustwiderstandes über diese Kapazität fließende Fehlerstrom zu einer
Spannungsänderung der Ruhegittervorspannung führt. Erfindungsgemäß wird daher der
Kopplungskondensator vorübergehend auf eine Spannungsquelle von solcher Höhe umgeschaltet,
wie sie der infolge des Fehlerstromes über den Kondensator entstehenden Spannungsteilung
entspricht. Zu diesem Zweck kann z. B. eine Spannungsteilerschaltung vorgesehen
sein, die zur Entnahme der zur Aufladung notwendigen Spannung dient. Die Spannungsteilerschaltung
ist zweckmäßig einstellbar, um entsprechend den streuenden Werten des Leckwiderstandes
des jeweils verwendeten Kopplungskondensators den richtigen Spannungswert einregulieren
zu können.The invention has the task of reducing the inrush current
in the case of amplifiers, the coupling elements of which have relatively high time constants, completely closed
suppress.
It is based on the knowledge that with a high coupling capacity as a result
of the ohmic loss resistance through this capacitance to a fault current flowing
Voltage change leads to the resting grid bias. According to the invention is therefore the
Coupling capacitor temporarily switched to a voltage source of such a level,
such as the voltage division occurring as a result of the fault current across the capacitor
is equivalent to. For this purpose z. B. a voltage divider circuit is provided
which is used to draw the voltage necessary for charging. The voltage divider circuit
is expediently adjustable in order to correspond to the scattering values of the leakage resistance
Regulate the correct voltage value of the coupling capacitor used in each case
to be able to.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Die Fig. i zeigt eine Stufe eines widerstandskapazitätsgekoppelten
Verstärkers schematisch in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen. Die Röhren
i und 2, deren Kathoden am negativen Pol der Anodenspannungsquelle liegen, erhalten
ihre Anodenspannungen über die Anodenwiderstände 3 und 4. Die Kopplung von der Anode
der Röhre i auf das Gitter der Röhre 2 wird durch den Kopplungskondensator 5 vorgenommen.
Dieser Kondensator ist zur Verstärkung niedriger Frequenzen oder langsamer Spannungsschwankungen
überaus groß bemessen und weist beispielsweise eine Kapazität in der Größenordnung
von mehreren Mikrofarad auf. Die Aufladung dieses Kondensators im Betrieb erfolgt
normalerweise über den Anodenwiderstand 3 einerseits und den Gitterableitwiderstand
6 andererseits. Durch die Größe des nicht zu vermeidenden Leckvviderstandes des
Kopplungskondensators 5, der in der Zeichnung gestrichelt dargestellt und mit 7
bezeichnet ist, ergibt sich eine Spannungsteilung, wobei die am Kondensator liegende
Spannung sich entsprechend der Größe der Widerstände 3, 6 und 7 im Betrieb auf einen
bestimmten Wert einstellt. Die Erfindung stellt nun diesen im Betrieb auftretenden
Spannungszustand künstlich dadurch her, daß eine aus den Widerständen 8 und 9 bestehende
Spannungsteilerschaltung vorgesehen ist, die jeweils dann eingeschaltet ist, wenn
der Verstärker nicht arbeitet oder zumindest keine Messring erfolgt. Zu diesem Zweck
ist der Umschalter io vorgesehen, der den Kopplungskondensator 5 wahlweise an das
Gitter der Röhre 2 und an den Spannungsteiler legt, Aus Gründen der Stromersparnis
kann der Spannungsteiler 8 und 9 im Betrieb abgeschaltet werden, wozu ein besonderer
Umschalter ii vorgesehen ist, der mit dem Schalter io zusammenarbeitet. Die Umschaltvorrichtung
kann für sich betätigt werden; es ist aber auch möglich, sie mit einem zum Inbetriebnehmen
des Verstärkers oder eines Teiles desselben dienenden Schalter zu kuppeln. Der Spannungsteiler
8 und 9 ist zweckmäßig einstellbar. In einfacher Weise kann dieser so ausgebildet
sein, daß die Widerstände 8 und 9 zu einem Gesamtwiderstand vereinigt sind, wobei
durch eine verschiebbare Abgreifschelle der Abgriffkontakt für den Schalter io nach
Bedarf eingestellt werden kann.Fig. I shows a stage of a resistance-capacitance-coupled
Amplifier schematically in their essential parts for the invention. The tubes
i and 2, the cathodes of which are connected to the negative pole of the anode voltage source
their anode voltages via the anode resistors 3 and 4. The coupling from the anode
the tube i on the grid of the tube 2 is made through the coupling capacitor 5.
This capacitor is used to amplify low frequencies or slow voltage fluctuations
dimensioned extremely large and has, for example, a capacity on the order of magnitude
of several microfarads. This capacitor is charged during operation
normally via the anode resistor 3 on the one hand and the grid bleeder resistor
6 on the other hand. Due to the size of the unavoidable leakage resistance of the
Coupling capacitor 5, shown in dashed lines in the drawing and marked 7
is indicated, there is a voltage division, the one lying on the capacitor
Voltage increases according to the size of the resistors 3, 6 and 7 during operation
sets a certain value. The invention now provides this occurring during operation
The state of tension is artificially produced in that one of the resistors 8 and 9 consists
Voltage divider circuit is provided, which is switched on when
the amplifier is not working or at least there is no measuring ring. To this end
the changeover switch io is provided, which optionally connects the coupling capacitor 5 to the
Grid of tube 2 and attaches to the voltage divider, for reasons of power saving
the voltage divider 8 and 9 can be switched off during operation, including a special one
Changeover switch ii is provided, which cooperates with the switch io. The switching device
can be operated by itself; but it is also possible to use one for commissioning
to couple the amplifier or a part of the same serving switch. The voltage divider
8 and 9 can be adjusted appropriately. This can be designed in a simple manner
be that the resistors 8 and 9 are combined to form a total resistance, where
the tap contact for the switch io by means of a sliding alligator clip
Can be adjusted as required.
In Fig. 2 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Erfindung veranschaulicht.
Hier handelt es sich um einen Integrationsverstärker. Es sind hierbei wiederum zwei
Röhrenstufen dargestellt, wobei der Integrationskondensator 12 im Ausgangskreis
der Röhre 13 und im Eingang der Röhre 14 angeordnet ist. Beim Arbeiten mit einem
solchen Verstärker wird meist der Verstärker für normalen Betrieb eingeschaltet,
und es ergaben sich dann beim Anschließen des Integrationskondensators sehr heftige
Einschaltstöße. Die Ursache hiervon ist der Aufladevorgang des Integrationskondensators
auf die Betriebsspannung, wobei sich infolge der Integration eine hohe Spannungsdifferenz
mit sehr großer Zeitkonstante in der Verstärkung ergibt. Um diesen Nachteil zu vermeiden,
ist entsprechend der Erfindung ein Umschalter 15 vorgesehen, der in der einen, nicht
gezeigten Schaltstellung den Integrationskondensator anzuschließen gestattet, während
in der anderen, in der Zeichnung dargestellten Schaltlage, eine Verbindung mit dem
aus den Widerständen 16 und i7 gebildeten Spannungsteiler vorgenommen wird. Der
Spannungsteiler 16 und 17 wird mit seinen Widerständen so bemessen, daß weitgehend
die im Betrieb sich ergebenden Spannungswerte auch im Ruhezustand am Integrationskondensator
vorhanden sind.In Fig. 2, a further example of application for the invention is illustrated.
This is an integration amplifier. Again there are two
Tube stages shown, with the integration capacitor 12 in the output circuit
of the tube 13 and in the entrance of the tube 14 is arranged. When working with a
such an amplifier, the amplifier is usually switched on for normal operation,
and when the integration capacitor was connected, the results were very violent
Switch-on surges. The cause of this is the charging process of the integration capacitor
on the operating voltage, with a high voltage difference as a result of the integration
with a very large time constant in the gain. To avoid this disadvantage,
a changeover switch 15 is provided according to the invention, in the one, not
The switching position shown allows the integration capacitor to be connected while
in the other switching position shown in the drawing, a connection with the
voltage divider formed from resistors 16 and i7 is carried out. Of the
Voltage divider 16 and 17 is dimensioned with its resistors so that largely
the voltage values resulting during operation also in the idle state at the integration capacitor
available.