Schaltung zur Verstärkung und Messung der Differenz veränderlicher,
insbesondere biologischer Spannungen
Bei der Verstärkung von biologischen Spannungen
ist es bekannt, zum Zwecke der Enbstörung eine Schaltung zu benutzen, hei der mehrere
nicht an Erde liegende Potentiale von Elektroden einzeln gegen Erde verstärkt und
die Differenz dieser Potentiale als die gesuchte Spannung erst am Ausgang des Verstärkers
gebildet wird, z. B. indem die Einzelspannungen paarweise den Platten von Kathodenstrahlröhren
zugeführt werden. Bei dieser Schaltung heben sich bei gleich großer -Verstärkung
aller Verstärkerkanäle alle Störimpulse gleicher Phase heraus. Sie verursachen keine
Ablenkung. Am Braunschen Rohr dagegen bewirken solche gleichsin,nigen Störimpulse,
wie sie aus dem Netzgerät über die Anode der Eingangsstufen oder auch über das zu
messende Objekt einfallen können, eine Verschiebung der mittleren Spannung der Ablenkplatten
und dadurch, infolge des Durchgriffs der Platten auf das Abbildungssystem, eine
Veränderung der Punktschärfe, die bei großen Amplituden zum Anihlähen des Punktes
führt. Gleichsinnilgen Störimpulsen gleicher Amplituden vergleichbar sind auch Nutzspannungen
des Objektes, bei denen die verstärkten einzelnen Spannungen gegen Erde zeitweilig
einander fast gleich, ihre Differenz also nur ein kleiner Bruchteil der Einzelspannung
ist. Auch hierbei kann es zum Aufblähen kommen.Circuit for amplifying and measuring the difference of variable,
especially biological tension
In strengthening biological tensions
it is known to use one circuit, namely several, for the purpose of interference suppression
Potentials that are not connected to earth are individually amplified to earth and
the difference between these potentials as the voltage sought at the output of the amplifier
is formed, e.g. B. by the individual voltages in pairs to the plates of cathode ray tubes
are fed. With this circuit, the gain is equal to each other
of all amplifier channels all interference pulses of the same phase out. They don't cause any
Diversion. On the other hand, similar interfering impulses on the Braun tube
as they come from the power supply unit via the anode of the input stages or via the too
measuring object can occur, a shift in the mean voltage of the deflection plates
and thereby, as a result of the penetration of the plates on the imaging system, a
Change in the sharpness of the point, which in the case of large amplitudes causes the point to be annihilated
leads. If interference pulses of the same amplitudes are of the same meaning, useful voltages are also comparable
of the object, in which the increased individual tensions against earth temporarily
almost equal to each other, so their difference is only a small fraction of the individual voltage
is. This can also lead to bloating.
Es ist bekannt, ein solches Aufblähen des Leuchtfleckes dadiurch
zu vermeiden, daß zur Kompensation des momentanen Mittelwertes der Einzelspannungen
von einem gemeinsamen Widerstand einer
späteren Stufe eine Gegenkopplungsspannung
entnommen und in der richtigen Phasenlage zurückgeführt wird. It is known to cause the light spot to expand in this way
to avoid that to compensate for the instantaneous mean value of the individual voltages
of a common resistance one
later stage a negative feedback voltage
is removed and returned in the correct phase position.
Erfindungsgemäß wird; die Kompensation in der Weise durchgeführt,
daß die Regelspannung nicht als Gegenkopplungsspannung, sondern zurVerschiebung
des Potentials der Anode des Braunschen Rohres in Richtung des momentanen Mittelwertes
der beiden Einzelspannungen verwendet wird. According to the invention; the compensation is carried out in such a way that
that the control voltage is not used as a negative feedback voltage, but for displacement
the potential of the anode of the Braun tube in the direction of the instantaneous mean value
of the two individual voltages is used.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. The invention is illustrated using an exemplary embodiment.
Abb. 1 zeigt den Verlauf zweier biologischer Spannungen gegen Erde
und der aus beiden resultierenden Differenzspannung, Abb. 2 eine nach der Erfindung
ausgebildete Schaltung zur Verstärkung und Anzeige von Spannungen gemäß Fig. I. Fig. 1 shows the course of two biological tensions against earth
and the difference voltage resulting from the two, Fig. 2, one according to the invention
trained circuit for amplification and display of voltages according to Fig. I.
Durch zwei Elektroden I, 2 mögen zwei Spannungen u1 und 2 an verschiedenen
Punkten des menschlichen Körpers abgenommen werden, die in bezug auf Erdpotential
den in Abb. 1 dargestellten Verlauf haben. Die Differenz U12 dieser beiden Spannungen
soll gemessen und am Schirm eines Braunschen Rohres 3 zur Anzeige gebracht werden. Through two electrodes I, 2, two voltages u1 and 2 may be different
Points of the human body are taken which are related to earth potential
have the course shown in Fig. 1. The difference U12 between these two voltages
is to be measured and displayed on the screen of a Braun tube 3.
Hierzu werden die beiden Spannungen und u2 mit gleicher-Verstärkung,
gleichem Frequenz- und Phasengang in zwei Verstärkerkanälen 4 und 5 verstärkt, am
Ausgang gegeneinandergeschaltet und ihre Differenz zur Anzeige auf die Platten 6,
7 des Braunschen Rohres gegeben. - Bei dem in Abb. I dargestellten Verlauf weisen
die beiden Einzelspannungen und u2 zeitweilig fast gleiche Amplituden auf, während
ihre Differenz U12 in dieser Zeit klein gegen die Einzelamplituden ist Bei Differenzbil-dung
an den Platten 6,- 7 des Braunschen Rohres 3 würde durch die starke Venschiebung
der mittleren Spannung der Platten gegenüber der Anode 8 eine Veränderung der Punktschärfe
bzw. ein Aufblähen des Punktes auftreten Um dies zu vermeiden, kann, wie. in .4bb.
2 vorgesehen, das Potential der Anode des Braunschen Rohres durch eine von den beiden
Einzelspannungen u1 und u2 erzeugte Regelspannung in Richtung auf den momentanen
Mittelwert der Meßplattenpotentiale verschaben werden. Zu diesem Zweck sind die
beiden Kopplungskondensatoren 9 und 10 am Ausgang der beiden Verstärkerkanäle 4,
5 tiber je einen gleich großen Widerstand 11 und I2 miteinander verhunden und ihr
Mittelpunkt 13 über einen Widerstand 14 derart mit der Speisespannung des Braunschen
Rohres- verbunden, ,daß bei direkter Verbindung der Anode des Braunschen Rohres
mit dem Punkt I3 dieser in Ruhezustand auf Erdpotential liegt. Treffen nun gleichsinnige
Spannungen auf die Platten, so wird der Punkt I3 eine Spannungsveränderung im gleichen
Sinne erfahren in einem Betrag, der von der Bemessung der Widerstände 11, 12, 14
abhängt und bei günstiger Wahl der Werte 8o O/o der Spannung an den Platten betragen
kann. Um diesen Betrag wird auch das Potential der Anode des Braunschen Rohres verschoben
und damit dem momentanen Mittelwert der Meßplattenpotentiale genähert. Auf diese
Weise kann das Aufblähen des Punktes in einem gewissen Spannungsbereich völlig und
darülber hinaus weitgehend vermieden werden. For this purpose, the two voltages and u2 are given the same gain,
the same frequency and phase response in two amplifier channels 4 and 5, am
Output switched against each other and their difference for display on the plates 6,
7 of the Braun tube. - Show in the course shown in Fig. I.
the two individual voltages and u2 temporarily have almost the same amplitudes, while
their difference U12 in this time is small compared to the individual amplitudes
on the plates 6, - 7 of the Braun tube 3 would be due to the strong displacement
the mean voltage of the plates with respect to the anode 8, a change in the sharpness of the points
or a swelling of the point can occur. To avoid this, how. in .4bb.
2, the potential of the anode of the Braun tube by one of the two
Individual voltages u1 and u2 generated control voltage in the direction of the instantaneous
Mean value of the measuring plate potentials are scraped. For this purpose, the
two coupling capacitors 9 and 10 at the output of the two amplifier channels 4,
5 via an equally large resistor 11 and I2 are connected to each other and you
Center 13 via a resistor 14 in such a way with the supply voltage of the Braunsche
Rohres-connected, that with a direct connection the anode of the Braun tube
with the point I3 this is at rest at ground potential. Now meet like-minded
Stresses on the plates, the point I3 becomes a stress change in the same
Meaning experienced in an amount that depends on the dimensioning of the resistors 11, 12, 14
and with a favorable choice of the values 8o O / o of the tension on the plates
can. The potential of the anode of the Braun tube is also shifted by this amount
and thus approximated the current mean value of the target plate potentials. To this
Way, the bloating of the point can be completely and in a certain tension range
can also be largely avoided.