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Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Regelspannung in Geräten zur
trägerfrequenten Übertragung von Kanälen längs Hochspannungsleitungen Die Erfindung
bezieht sich auf Geräte, die zur trägerfrequenten Übertragung von Hochfrequenz-Selektivschutz-Kriterien,
Fernmeßimpulsen od. dgl, auf ein oder mehreren Kanälen längs Hochspannungsleitungen
dienen und bekanntlich als sogenannte TFH-Geräte bezeichnet werden. Bei diesen Geräten
wird empfangsseitig allgemein eine Einrichtung zur Pegelregelung vorgesehen, um
den Einfluß der vor allem temperaturbedingten Schwankungen der Leitungsdämpfung
auf den Empfangspegel zu kompensieren. Als Regelgröße dient dabei eine von dem Summenpegel
der hinter den Demodulatoren auf tretenden, niederfrequenten Kanälen abgeleitete
Wechselspannung. Dieser Summenpegel wird dabei in bekannter Weise durch geeignete
Schaltmaßnahmen auf der Sendeseite unabhängig von der Zahl der jeweils getasteten
Kanäle stets auf einem bestimmten konstanten Wert gehalten.
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Die Einrichtung zur Pegelregelung muß nun gleichzeitig zwei Forderungen
erfüllen. Erstens muß eine genügend große Regelzeitkonstante vorhanden sein, damit
nicht kurzzeitige Schwankungen der Amplitude der Summenspannung, wie sie durch vorübergehendes
Zusammenfallen von Impulsen verschiedener Kanäle hervorgerufen werden, die Regelspannung
beeinflussen können. Zweitens
sollen etwaige Betätigungen der der
Hochspannungsleitung zugeordneten Trernschalter, die zwar nur- kurzzeitige (etwa
Zoo bis 5oo ms dauernde), aber sehr amplitudenstarke hochfrequente Strömungen verursachen,
ohne Einfluß auf die Regelung bleiben.
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Die Erfüllung der beiden Forderungen iäßt sich zwar mit Hilfe rein
mechanischer Regelmechanismen verhältnismäßig leicht erreichen. Diese haben jedoch
den Nachteil, daß die Regelgenauigkeit nur gering ist und daß außerdem die mechanischen
Teile der Abnutzung unterworfen sind. Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe
gestellt, die beiden Forderungen mit rein elektronischen Mitteln zu erfüllen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung
einer Regelspannung in Geräten zur trägerfrequenten Übertragung von mindestens zwei
Kanälen längs Hochspannungsleitungen, insbesondere für Zwecke des Hochfrequenz-Selektivschutz.es,
bei welcher der empfangsseitige Summenpegel der übertragenen Kanäle nach Verstärkung
in einer mit Schwellwert arbeitenden, einen vorgespannten Gleichrichter enthaltenden
Verstärkeranordnung zur Heizung eines temperaturabhängigen Widerstandes dient, der
in einem Zweig einer über die Eingangsdiagonale von einer Gleichspannung gespeisten
Brückenschaltung liegt, die im unbeheizten Zustand des: temperaturabhängigen_ Widerstandes
abgeglichen ist, und an deren Ausgangsdiagonale die Regelspannung abgenommen ist.
Erfindungsgemäß ist die am Belastungswiderstand des vorgespannten Gleichrichters
auftretende Gleichspannung über ein Differentiationsglied dem Steuergitter einer
Röhre in negativem Sinne zugeführt, die im Anodengleichstromkreis der Röhre der
Verstärkeranordnung liegt, Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Fig. 1 und
2 der Zeichnung näher erläutert. Dabei stellt die Fig. 1 eine naheliegende Schaltungsanordnung
zur Erzeugung einer Regelspannung dar, die die erste Forderung einer großen Regelzeitkonstante
erfüllt. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,
die auf der Schaltung nach Fig. 1 aufbaut.
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Der an den Klemmen i, 2 auftretende empfangsseitige Summenpegel der
demodulierten Kanäle wird über einen Transformator 3 und einen Gleichrichter 4 dem
Steuergitter einer Verstärkerröhre 5 mit Schirmgitter, z. B. einer Pentode; zugeführt.
Der Gleichrichter 4 ist mittels einer an einem regelbaren Potentiometer 6 abgenommenen
Gleichspannung derart vorgespannt, daß der Summenpegel -erst nach Erreichen einer
bestimmten Höhe, d. h. eines durch die Vorspannung des Gleichrichters gegebenen
Schwellwertes, auf das Steuergitter zur Wirkung kommt. Der Widerstand 7 dient als
Belastungswiderstand des Gleichrichters. 8 ist ein Blockkondensator und g der Gitterwiderstand.
Über den Ausgangstransformator 1o wird der verstärkte Summenpegel der Heizwendel
1 i eines indirekt geheizten temperaturabhängigen Wider-Standes (z. B. Heißleiters)
12 zugeführt. Dieser infolge Wärmeträgheit bekanntlich stark verzögert ansprechende
Widerstand liegt in eiinem Zweig einer Brückenschaltung, die in den anderen Zweigen
temperaturunabhängige, insbesondere ohmsche Widerstände 13, 14, 15 enthält und über
die Eingangsdiagonale 16, 17 von einer konstanten Gleichspannung gespeist wird.
Die Brücke ist im unbeheizten Zustand des temperaturabhängigen Widerstandes 12 abgeglichen.
Die an der Ausgangsdiagonale 18, 1g der Brücke bei einem. den Schwellwert überschreitenden
Wert des Summenpegels infolge ider Aufheizung des Widerstandes 12 auftretende Gleichspannung
kann grundsätzlich direkt als Regelspannuüg benutzt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist jedoch, uni der Schaltung außer der durch die Wärmeträgheit des temperaturabhängigen
Widerstandes 12 bedingten Verzögerung noch eine zusätzliche weitere Verzögerung
zu verleihen, an die Ausgangsdiagonale 18, 1g ein Verzögerungs-Vierpolgiied angeschaltet,
das aus zwei Längswiderständen 2o, 21, zwei Querkonderrsatoren 22, 23 und einem
der Reihenschaltung der beiden Längswiderstände 2o, 21 parallel liegenden. Kondensator
24 besteht. Letzterer Kondensator dient zur Vermeidung von Pendelungen der Regelspannung,
die an den Ausgangsklemmen 2:5, 26 des Verzögerungsgliedes abgenommen und einer
nicht dargestellten Regelröhre zugeleitet wird. Der Widerstand 27 dient zur Zuführung
des erforderlichen Gleichspannungspotentials @an das Schirmgitter der Röhre 5, das
über den Kondensator 28 wechselstrommäßig an Minus liegt. Zur Stabilisierung der
Schaltung .dient der urüberbrückte, eine Stromgegenkopplung bewirkende Kathodenwiderstand
2,9.
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Die Schaltung nach Fig. i besitzt zwar eine genügend große Regelzeitkonstante,_
um die durch vorübergehendes Zusammenfallen von Impulsen verschiedener Kanäle hervorgerufenen
kurzzeitigen und nicht sehr .großen Schwankungen des !Summenpegels in bezug auf
den Regelvorgang unwirksam zu machen. Die Schaltung ist jedoch nicht unempfindlich
gegenüber Trennschalterbetätigungen, da diese kurzzeitige Störspannungen sehr großer
Amplitude hervorrufen, die sich nach Durchlaufen. der Zeitkonstantere der verzögernden
Elemente der Schaltung der Regelspannung überlagern und Fehlregelungen bewirken
können.
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Diesen Mangel vermeidet die Schaltung nach Fig.2, die eine Weiterentwicklung
der Schaltung nach Fig. 1 darstellt und bei der entsprechende Schaltelemente auch
mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Die Schaltung ist nur bis zum Ausgangstransformator
1o dargestellt, an den sich der in Fig. 1 rechts von diesem Transformator gezeichnete
Schaltungsteil noch anschließt. DerntBelastungsw iderstand 7 des Gleichrichters
4 - isst ein Differentiationsglied parallel geschaltet, das aus. der Reihenschaltung
eines Kondensators 30 und eines Widerstandes 31 besteht. Die Spannung am
Widerstand 31 ist über ein Sieb- und Verzögerungsglied, bestehend aus einem Längswiderstand
32 und
einem Otverkondensator 33, dem Steuergitter einer zweiten
Röhre 34, beispielsweise einer Pentode, zugeführt, die im Anodengleichstromkreis
der Röhre 5 der Verstärkeranordnung in Reihe mit dieser Röhre liegt. Ein Blockkondensator
35 sperrt dabei für den Anodengleichstrom der Röhre 5 dien Weg von der nicht auf
Kathodenpotential liegenden Klemme des Widerstandes 29 nach Minus und überbrückt
die Röhre 34 (d. h. ihre Anoden-Kathoden-Strecke einschließlich eines in Reihe hiermit
liegenden Gegenkopplungswidertandes 37) für die Anodenwechselströme der Röhre 5.
Das Schirmgitter der Röhre 34 erhält ihr Gleichspannungspotential über einen Widerstand
38 und ist außerdem über einen Widerstand 39 an Kathode geführt. Dem Kondensator
33 des VeTzögerungsgliiedes ist ein Gleichrichter 4o solcher Polung parallel geschaltet,
daß bei einer Entladung des Kondensators 30 keine positive Spannung am Steuergitter
der Röhre 34 auftritt.
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Auf die erwähnten kurzzeitigen, durch vorübergehendes Zusammenfallen
von Impulsen verschiedener Kanäle entstehenden Summenpegel,schwankungen reagiert
die Schaltung infolge der großen Rwgelkonstanten ebensowenig wie die Schaltung nach
Fig. i.
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Beim Auftreten einer amplitudenstarken, den Schwelbwert des Gleichrichters
4 überschreitenden Störspannung infolgeTrennschalterbetätigung wird durch die am
Widerstand 3 i liegende, der gleichgerichteten Störspannung am Widerstand 7 entsprechende
Differentiationsspannung dem Steuergitter der Röhre 34 eine zufolge entsprechender
Polung des Gleichrichters 4 negative Spannung aufgedrückt. Der Anodengleichstrom
dieser Röhre und damit auch der der in Reihe liegenden Röhre 5 wird gesperrt, so
daß der Störi.mpulis keimen Einfluß auf den Regelvorgang ausüben kann. Infolge der
Zeitkonstante des Sieb- und Verzögerungsgliedes erfolgt die Sperrung erst, nachdem
ein kurzes Stück des Störimpulses bereits verstärkt wurde. Durch richtige Abstimmung
der Zeitkonstanten des Differentiationsgliedes 30, 3 1 und des Sieb- und
Verzögerungsgliedes 32, 33 läßt sich erreichen, daß @dieser kurzzeitige Spannungsstoß
infolge .der Wärmeträgheit des Heißleiters und der unmittelbar danach einsetzenden
Sperrung der Röhre 5 keinen Einfluß auf die Regelspannung an den Klemmen 25, 26
ausübt. Nach der Beendigung des Störimpulses würde an sich infolge der Entladung
des Kondensators 30 eine positive Spannung am Steuergitter der Röhre 34 auftreten
und die Sperrung der Röhren 34 und 5 aufheben. Diese positive Spannung wird aber
durch den Gleichrichter 4o kurzgeschlossen und kommt somit nicht zur Wirkung.