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Vorrichtung zur genauen Erzeugung einer gegenüber einer gegebenen
Spannung 90°-phasenverschobenen Spannung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur genauen Erzeugung einer gegenüber einer gegebenen Spannung in einem großen Frequenzbereich
go°-phasenverschobenen Spannung unter Verwendung einer diese Spannung aus der gegebenen
Spannung angenähert herstellenden phasendrehenden Anordnung. Eine go°-Phas:=nverschiebung
wird häufig benötigt, beispielsweise bei der Einseitenbandmodulation zur Auskompensierung
des zweiten nicht benötigten Bandes. Ebenso besteht auch auf dem Gebiet der Meßtechnik
häufig das Bedürfnis, in einem großen Frequenzbereich sehr genau eine go°-Phasenverschiebung
herbeiführen zu können, beispielsweise bei Scheinwiderstandsmeßgeräten u. dgl. Auch
in Gegenkopplungswegen kann es vielfach erwünscht sein, sehr genau eine go°-Phasenverschiebung
herbeizuführen. Die bekannten phasendrehenden Anordnungen, mit denen die Gewinnung
einer goy-phasenverschobenen Spannung möglich ist, haben sämtlich den Nachteil,
daß sie eine genaue Phasendrehung nicht in einem sehr großen Frequenzbereich gestatten
und daß weiterhin auch das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsspannung frequenzabhängig
ist. Die Erfindung gibt nun ein Mittel an, um auch in einem sehr weiten Frequenzbereich
eine gegebene Spannung sehr genau um go° zu drehen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die in ihrer Phase verschobene
Spannung mit gegebenen Eingangsspannungen in einer auf Phasenunterschiede ansprechenden
Vorrichtung, z. B. einer Gleichrichterbrücke, zu vergleichen und die der Phasenabweichung
vom Phasenwinkel go° proportionale Differenzspannung
zur Nachstellung
eines oder mehrerer Elemente der phasendrehenden Anordnung zu benutzen. Insbesondere
sollte nach dem bekannten Vorschlag dabei als phasendrehende Anordnung eine aus
Kondensatoren 'etwa gleichen Kapazitätswertes aufgebaute Brückenschaltung benutzt
werden, bei der die Verlustwinkel der Kondensatoren gegenüberliegender Zweige im
wesentlichen einander gleich sind, während die Verlustwinkel der Kondensatoren benachbarter
Brückenzweige eine große Verschiedenheit aufweisen. Der einen Diagonale der Brückenschaltung
wird dabei die gegebene Eingangsspannung zugeführt und der anderen Diagonale die
phasenverschobene Spannung entnommen.
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Zur genauen Erzielung einer gegenüber einer gegebenen Spannung in
einem größeren Frequenzbereich um go° phasenverschobenen Spannung wird gemäß der
Erfindung eine andere Vorrichtung benutzt, die gekennzeichnet ist durch eine aus
Wirk- und Blindwiderständen bestehende Brückenschaltung, deren einer Diagonale die
gegebene Eingangsspannung zugeführt und deren anderer Diagonale die phasenverschobene
Spannung entnommen wird, und durch Mittel, die das Verhältnis des Betrags wenigstens
eines Blindwiderstandes zu einem benachbarten Wirkwiderstand. durch Änderung eines
dieser Widerstände selbsttätig mit der Änderung der Frequenz der gegebenen Spannung
konstant halten. .
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Bei dieser Vorrichtung kann ebenso wie bei dem früheren Vorschlag
zur Änderung eines der Widerstände eine durch Modulation der phasenverschobenen
Spannung mit der Eingangsspannung gewonnene, der Phasenabweichung vom Phasenwinkel
go° proportionale Differenzspannung benutzt sein. Es ist jedoch beispielsweise auch
möglich, die Spannungen über einen Blindwiderstand und- über den benachbarten Wirkwiderstand
gleichzurichten und die Differenz beider Spannungen zur Änderung eines der Widerstände
zu benutzen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt
die Fig. i. Die Eingangsspannung U1 wird der einen Diagonale der Phasenbrücke, die
z. B. aus den Wirkwiderständen R1, R2, R3 und dem Kondensator C besteht, zugeführt
und der anderen Diagonale, z. B. über einen Verstärker V, die phasenverschobene
Spannung U2 entnommen. Beide Spannungen werden, um in einem sehr großen Frequenzbereich
einen Phasenwinkel von go° sehr genau einzuhalten, in einem phasenempfindlichen
Indikator, z. B. der Gleichrichterbrücke Gl, miteinander verglichen und die entstehende
Gleichspannung U,1 dazu benutzt, entweder den Widerstand R3 oder die Kapazität C
so lange nachzustellen, bis das Verhältnis des Betrags dieser beiden Widerstände
gleich dem Verhältnis des Widerstandes R1 zum Widerstand R2 ist. Vorzugsweise wird
man die Beträge der Widerstände einander gleichmachen. Im Ausführungsbeispiel ist
angenommen, daß man zum Abgleich der Brücke durch Röhrenschaltungen gebildete Kapazitäten,
insbesondere steilheitsgesteuerte Blindwiderstände, benutzt. Diese werden bekanntlich
durch Schaltungen gebildet, bei denen zwischen Anode und Gitter einer Röhre ein
Blindwiderstand induktiven oder kapazitiven Charakters und zwischen Gitter und Kathode
ein 0hmscher Widerstand angeordnet ist oder umgekehrt. Die Kapazität zwischen Anode
und Kathode ändert sich dabei in Abhängigkeit von der angelegten Gittervorspannung,
d. h. sie wird kleiner oder größer je nach dem Vorzeichen der steuernden Gleichspannung
U81. Eine solche steilheitsgesteuerte Kapazität kann nun die Kapazität C bilden.
Vorteilhaft legt man die steilheitsgesteuerte Kapazität jedoch parallel zu dem Kondensator
C. Die Gleichspannung Ugt könnte aber auch beispielsweise dazu benutzt werden, den
Wirkwiderstand R3 zu verändern, z. B. dadurch, daß als Wirkwiderstand R3 ein Heißleiter
benutzt ist, der z. B. indirekt durch die Gleichspannung Ugl geheizt wird, oder
daß ein steilheitsgesteuerter Widerstand benutzt wird. Eine Änderung des kapazitiven
Widerstandes wird man dann vornehmen, wenn der Ein- und Ausgangswiderstand der Vorrichtung
über den benutzten Frequenzbereich konstant sein soll, eine Änderung des Wirkwiderstandes
hingegen, wenn eine Abnahme mit steigender Frequenz erreicht werden soll. ' Die
Spannungsvektoren der Brücke sind in der Fig. 2 eingezeichnet. Es ist zu ersehen,
daß die Ausgangsspannung U2 in der einen Diagonale der Brücke gegenüber der Eingangsspannung
U1 um go° gedreht ist, wenn der Betrag des kapazitiven Widerstandes C gleich dem
Wirkwiderstand R3 ist, wenn also die Spannung Uc gleich UR, ist. Hierbei wurde vorausgesetzt,.
daß R1 gleich R2 sein soll.