DE899831C

DE899831C - Circuit for rectifying alternating voltages with the help of a duo diode, especially for use as a voltmeter

Info

Publication number: DE899831C
Application number: DEA10802D
Authority: DE
Inventors: Hermann Zschau
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-10-07
Filing date: 1938-10-07
Publication date: 1953-12-17

Description

Schaltung zur Gleichrichtung von Wechselspannungen mit Hilfe einer Duodiode, insbesondere zur Verwendung als Voltmeter Die bisher bekanntgewordenen diodenvoltmeter, bei denen zwecks Erhöhung der Meßgenauigkeit eine Kompensation Ides Diodenruhestromes (Emissionsstromes) üblich ist, haben den Nachteil, daß die vom Anzeigegerät angegebenen Werte der Meßspannung nicht genügend unabhängig slind von den Spannungsschwankungen der Heizstromquelle für die Glühkathode der Diode. In den bekannten Schaltungen, bei denen der Ruhestrom der Diode durch eine konstante Hilfsspannung bzw. einen konstanten Hilfsstrom kompensiert wird, verändert sich der Nullpunkt des Anzeigegerätes, sobald die Heizspannung der Diode und damit der Emissionsstrom sich ändert.Circuit for rectifying alternating voltages with the help of a Duodiode, in particular for use as a voltmeter The ones that have become known so far Diode voltmeters, which are compensated for the purpose of increasing the measurement accuracy Ides quiescent current (emission current) is common, have the disadvantage that the The measurement voltage values given by the display device are not sufficiently independent of the voltage fluctuations of the heating current source for the hot cathode of the diode. In the known circuits in which the quiescent current of the diode is constant Auxiliary voltage or a constant auxiliary current is compensated, changes the zero point of the display device as soon as the heating voltage of the diode and thus the Emissions current changes.

Es ist nun weiterhin bereits eine Schaltung vorgeschlagen worden, bei der zur Kompensation, des Ruhestromes der zur Gleichrichtung dienenden Diode derRuhestrom einer zweitenDiode verwendet wird und bei der zweckmäßigerweise beide Dioden zu einer Duodiode vereinigt werden. Die Kathoden der beiden Diodenstrecken sind in dieser Schaltung mit dem veränderbaren Mittelabgriff eines Widerstandes verbunden, dessen Teile von dem Ruhestrom ,der Gleichrichtungs- und der Kompensationsdiode in entgegengesetzter Richtung durchflossen werden. Das Anzeigeinstrument mißt dann die an den Enden des Widerstandes auftretende Spannung. Bei dieser Anordnung werden zwar, wenn die Ruheströme Ibeider Dioden gleich groß sind, die Nullpunktsänderungen am Anzeigegerät infolge vonHeizspannungsschwaakungen fast ausgeglichen. A circuit has now also been proposed in the case of the compensation, the quiescent current of the diode used for rectification the quiescent current of a second diode is used and expediently both Diodes are combined to form a duo diode. The cathodes of the two diode lines are in this circuit with the changeable center tap of a resistor connected, its parts from the quiescent current, the rectification and the compensation diode flow in the opposite direction. The display instrument then measures the voltage appearing at the ends of the resistor. With this arrangement although if the quiescent currents Iboth diodes are the same, the zero point changes Almost balanced on the display unit due to fluctuations in the heating voltage.

In der Praxis sind aber die Ruheströme lin den einzelnen Diodenstrecken einer Duodiode nicht genau gleich und auch großen, verschieden verlaufenden zeitlichen Änderungen unterworfen. Dies erfordert eine entsprechende Nachstellung des veränderlichen Mittelabgriffes an dem vom Anzeige-,instrument überbrückten Widerstand, wodurch zwangsläufig Idie Größe des Ausschlages am Anzeigeinstrument, der einer bestimmten Meßspannung entspricht, d. h. die Empfindlichkeit des Anzeigeinstrumentes, geändert wird. iGegenstand der Erfindung, durch welche die Nachteile der genannten Diodenvoltmeter vermilden werden, ist eine Schaltung zur Gleichrichtung von Wechselspannungen mit Hilfe einer Duodiode, insbesondere zur Verwendung als Voltmeter, bei der eine Diode (Gleichrichtungsdiode) zur Gleichrichtung der Wechselspannung, die andere Diode (Kompensationsdiode) zur Kompensation des in der Gleichrichtungsdiode fließenden Ruhestromes dient. Gemäß der Erfindung wird in der Kompensationsdiode ein der Heizspannung der Duodiode proportionaler Strom als Kompensationsstrom benutzt.In practice, however, the quiescent currents are lin the individual diode sections a duodiode is not exactly the same and also large, differently progressing temporal Subject to change. This requires a corresponding readjustment of the variable Center tap on the resistance bridged by the display, instrument, whereby inevitably the size of the deflection on the indicating instrument, that of a certain Corresponds to measuring voltage, d. H. the sensitivity of the display instrument changed will. Object of the invention, through which the disadvantages of said diode voltmeter is a circuit for rectifying alternating voltages with The help of a duo diode, especially for use as a voltmeter, with a diode (Rectifying diode) for rectifying the alternating voltage, the other diode (Compensation diode) to compensate for the flowing in the rectifying diode Quiescent current is used. According to the invention, a heating voltage is used in the compensation diode the duodiode uses proportional current as compensation current.

Die Erfindung sei an Hand des in der Abb. I dargestellten, als Ausführungslbeispiel des Erfindungsgedankens zu wertenden D uodiodenvoltmeters näher erläutert: D ist die Duodiode mit den beiden Diodenstrecken e und f, von denen e als Gleichrichtungsdiode und f als Kompensationsdiode dient. The invention is based on the one shown in Fig. I, as an exemplary embodiment of the inventive idea to be evaluated D uodiode voltmeters explained in more detail: D is the duo diode with the two diode sections e and f, of which e is a rectifying diode and f serves as a compensation diode.

Die Kathode der Duodiode ist im festen Anschlußpunkt d einerseits über die Reihenschaltung zweier fester Wide,rstände R2 und R1 mit der Anode der Gleichrichtungsdiode, andererseits über eine den festen Widerstand R3, ,die HeizstromquelleH der Duodiode und den veränderbaren Widerstand R4 enthaltende Reihenschaltung mit der Anode der Kompensationsdiode verbunden. Das Anzei.gegerät G mißt die an den nicht miteinander verbundenen Klemmen m und n der Widerstände R2 und R3 auftretende Spannung.The cathode of the duodiode is on the one hand in the fixed connection point d Via the series connection of two fixed widths, R2 and R1 with the anode of the Rectifying diode, on the other hand via a fixed resistor R3,, the heating current source H. the duodiode and the variable resistor R4 containing series connection with connected to the anode of the compensation diode. The display device G measures the unconnected terminals m and n of the resistors R2 and R3 occurring Tension.

BDie Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Die zu messende Wechselspannung wird an den Klemmen a, b zugeführt und in der Diode e gleichgerichtet. Der entstehende, über die Widerstände R1 und R2 fließende Gleichstrom, dem durch den Blockierungskondensator C der Weg in Iden Hochfrequenzteil versperrt ist, erzeugt an R2 eine Gleichspannung, ,die von ,dem Instrument G, für das der Widerstand R3 einen Vorwiderstand darstellt, an-.gezeigt wird. Infolge des durch ideen Ruhestrom der Strecke bedingten Spannungsabfalles an R2 tritt zwischen den Klemmen m und d, auch wenn die Meßspannung Null ist, eine Spannung auf, die die Anzeige des Gerätes G fälschen würde. Um diese Spannung Idaher zu kompensieren, wird durch entsprechende Einstellung des Widerstandes R4 die Stärke des in der Kompensationsdiode fließenden, im wesentlichen von der Heizstromquelle herrührenden Gleichstromes so eingeregelt, daß inflge des durch diesen Strom an dem Widerstand R3 hervorgerufenen Spannungsabfalles an den Punkten d und n die gleiche, aber entgegengesetzte Spannung entsteht wie an den Punkten m, d durch Iden Ruhestrom der Diode e, so daß Idas Instrument G also auf Null einspielt. The operating principle of the circuit is as follows: The alternating voltage to be measured is fed to terminals a, b and rectified in diode e. The resulting Direct current flowing through resistors R1 and R2, the one through the blocking capacitor C the path in the high-frequency part is blocked, generates a DC voltage at R2, from, the instrument G, for which the resistor R3 represents a series resistor, is shown. As a result of the voltage drop caused by the idle current of the line at R2 occurs between the terminals m and d, even if the measuring voltage is zero, a Voltage that would falsify the display of device G. To this tension Idaher to compensate, the strength is increased by setting the resistor R4 accordingly of the flowing in the compensation diode, essentially from the heating current source The resulting direct current is regulated in such a way that inflge of the current through this current the voltage drop caused by resistor R3 at points d and n is the same, but opposite voltage arises as at points m, d by id the quiescent current of the diode e, so that Ida's instrument G plays to zero.

Durch richtige Bemessung der Widerstandswerte von R1 R2, R8 und R4 läßt sich, wie später noch erläutert wird, erreichen, daß in dem Bereich der normalerweise zu erwartenden Heizspannungsschwanlkungen und bei den üblichen zeitlichen Änderungen des Emissionsstromes in beidenDiodenstrecken der Nullpunkt des Anzeigeinstrumentes sich praktisch nicht ändert. Da außerdem beim Einstellen dieses Nullpunktes die Widerstände R2 und R3 nicht verändert werden, list auch die Anzeigeempfindlichkeit des Instrumentes unabhängig von der Nullpunkteinstellung. By correctly dimensioning the resistance values of R1, R2, R8 and R4 can, as will be explained later, achieve that in the range of normally Expected heating voltage fluctuations and with the usual changes over time of the emission current in both diode sections is the zero point of the display instrument practically does not change. Since, in addition, when setting this zero point, the Resistors R2 and R3 are not changed, also the display sensitivity of the instrument regardless of the zero point setting.

In der Abb. 2 ist zur genaueren Erläuterung der Wirkung der Schaltung nach Abb. I der Span nungsabfall J R am Widerstand R2 bzw. R3 in Abhängigkeit von der Heizspannung Uh aufgetragen. Die dargestellten Kurven, von denen J2 R2 bzw. J3 R3 den Verlauf des Spannungsabfalles an R2 bzw. R3 zeigen, wurden bei folgenden Widerstandswerten aufgenommen': Rt = IO 000 Ohm, R2 = 10 980 Ohm, R3 = 341 Ohm und R4 = 15 000 Oh,m (veränderlich). Dlie Heizspannung, die normalerweise 4 Volt beträgt, wurde in den Grenzen von 3,6 bis 4,4 Volt verändert. Wie die Abb. 2 erkennen läßt, stimmen in dem Bereich der üblichen Heizspannungsschwankungen von t 3 36/0, d. h. zwischen den gestrichelt dargestellten Werten 3,88 bzw. 4,I2 Volt, die beiden Kurven praiktisch überein, so Idaß also diese Schwankungen keine Veränderung des Nullpunktes am Anzeigegerät mit sich bringen. Aber auch der schädliche Einfluß ,der großen und in den beiden Diodenstrecken e und f verschieden verlaufenden zeitlichen Änderungen des Emissionsstromes kannidurch entsprechende Nachregelung von Hand am Widerstand R4 ausgeschaltet werden, ohne daß die Empfindlichkeit des Anzeigegerätes sich merklich ändert. In Fig. 2 is for a more detailed explanation of the effect of the circuit according to Fig. I the voltage drop J R across the resistor R2 or R3 as a function of applied to the heating voltage Uh. The curves shown, of which J2 R2 resp. J3 R3 show the course of the voltage drop at R2 or R3, were used in the following Resistance values recorded ': Rt = IO 000 Ohm, R2 = 10 980 Ohm, R3 = 341 Ohm and R4 = 15,000 Oh, m (changeable). The heating voltage, which is normally 4 volts, was changed within the limits of 3.6 to 4.4 volts. As Fig. 2 shows, are correct in the range of the usual heating voltage fluctuations of t 3 36/0, i.e. H. between the dashed values 3.88 and 4, I2 volts, the two curves practically match, so these fluctuations do not change the zero point on the display device. But also the harmful influence, the great and in the two diode paths e and f different temporal changes the emission current can be adjusted by hand on the resistor R4 can be switched off without the sensitivity of the display device noticeably increasing changes.

Die Schaltung gemäß der Erfindung kann selbstverständlich nicht nur für die Anzeige und Messung von Wechselspannungen, sondern überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo eine Gleichrichtung der Wechselspannung benötigt wird, die von den üblichen Heizspannungsschwankungen und normalerweise vorhandenen Änderungen der Röhren-Daten der Gleichrichteranordnung unabhängig ist. The circuit according to the invention can of course not only for the display and measurement of alternating voltages, but with advantage everywhere used where rectification of the AC voltage is required from the usual heating voltage fluctuations and changes that are normally present the tube data of the rectifier arrangement is independent.

Ferner ist es für die Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß als Heizstromquelle eine Wechselstromquelle Verwendung findet, sondern es kann ebensogut auch eine Gleichstromquelle hierfür benutzt werden, wobei lediglich auf richtige Polung geachtet werden muß. Furthermore, it is not absolutely necessary for the invention that an alternating current source is used as a heating current source, but it can just as well a direct current source can also be used for this, with only correct Polarity must be observed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Circuit for rectifying alternating voltages with the help of a duo diode, especially for use as a voltmeter, with the one Diode (rectifying diode) for Rectification of alternating voltage, the other diode (compensation diode) to compensate for the in the rectifying diode flowing quiescent current, characterized in that in the compensation diode a current proportional to the heating voltage of the duodiode is used as a compensation current will.

2. Circuit of a diode voltmeter according to claim I, characterized in that that the cathode of the duodiode on the one hand via the series connection of two solid Resistors (R2 and R1) to the anode of the rectifying diode, on the other hand across the series connection of a fixed resistor (R3) of the compensation current source (H) and a variable resistor (R4) with the anode of the compensation diode is connected, and that the display device (G) the difference in the DC voltage drops at the two resistors (R2 and R3) directly connected to the cathode.

3. A circuit according to claim 2, characterized in that the fixed Resistors (Rl, R2, R3) are dimensioned so that with heating voltage fluctuations, the within the practical limits (# 3%), due to the resistance (R3) the compensation current produces a voltage that is just as large as by the emission current of the rectifying diode at the resistor (R2).

4. Circuit according to claim I to 3, characterized in that for the purpose Adjustment of the zero point of the display device (G) the compensation current strength adjusted accordingly by hand using a variable resistor (R4) will.