DE969966C

DE969966C - DC voltage or DC current amplifier for measuring purposes

Info

Publication number: DE969966C
Application number: DEA4238D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Eberhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-03-16
Filing date: 1938-03-16
Publication date: 1958-09-04

Description

Gleichspannungs- oder Gleichstromverstärker für Meßzwecke Es ist bereits ein Gleichspannungs- oder Gleichstromverstärker für Meßzwecke vorgeschlagen worden, der weder eine zeitliche Änderung des Verstärkungsgrades noch des Nullpunktes aufweist. Hierbei wird die zu verstärkende Gleichspannung bzw. der Spannungsabfall, der von dem zu verstärkenden Gleichstrom an einem Widerstand hervorgerufen wird, mittels eines Kontaktwechselrichters in Wechselspannung umgewandelt, die Wechselspannung verstärkt und phasenabhängig gleichgerichtet, während eine von der Ausgangsgröße des Verstärkers abgeleitete sehr hohe Gegenkopplung (etwa i : iooo) unmittelbar auf die Eingangsspannung bzw. den Eingangsstrom vor dem Wechselrichter einwirkt. Während der Wechselrichter hierbei die Nullpunktssicherheit gewährleistet, wird durch die Gegenkopplung eine zeitliche Änderung des Verstärlcungsgrades infolge von Änderungen der Röhreneigenschaften ausgeschaltet. Damit bei Fortfall der Eingangsspannung oder bei verkehrter Polung eine Selbsterregung des Verstärkers infolge falscher Polarität der Kompensationsspannung vermieden wird, wurde weiterhin vorgeschlagen, als Gleichrichter einen sogenannten phasenempfindlichen Gleichrichter vorzusehen, d. h. einen Gleichrichter, der mit der gleichen Frequenz gesteuert wird wie der Wechselrichter im Eingang und der eine Gleichspannung liefert, deren Größe und Richtung von dem Betrag und der Phase der gleichzurichtenden Wechselspannung abhängt. Je nach der Polung der Eingangsspannung ändert sich dann auch die Richtung der ausgangsseitigen Gleichspannung, welche zur Kompensation benutzt wird, so daß keine Selbsterregung mehr eintreten kann. Wenn die Ausgangsleitung aus dem Wechselstromverstärker gedeckt werden soll, so muß die verwendete Endröhre des Verstärkers mit Anodengleichstrom beschickt werden. Dies erfordert ein entsprechend großes Netzanschlußgerät zur Herstellung der notwendigen Gleichstromleistung. Wenn dagegen die Endröhren zur phasenempfindlichen Gleichrichtung benutzt werden, wie es ebenfalls bereits vorgeschlagen worden war, kann die Endleistung aus dem vorhandenen Wechselstromnetz entnommen werden, da in diesem Falle als Anodenspannung eine Wechselspannung von derselben Frequenz notwendig wird, mit der der Wechselrichter im Eingang gesteuert wird. Dadurch kann das zum Betrieb des Wechselstromverstärkers notwendige IN- etzanschlußgerät für eine wesentlich geringere Leistung ausgeführt werden, da der Wechselstromverstärker dann nur noch zur reinen Spannungsverstärkung und nicht zur Leistungsverstärkung herangezogen zu werden braucht.DC voltage or DC current amplifier for measurement purposes It is already a DC voltage or DC amplifier has been proposed for measurement purposes, which shows neither a change in gain nor in the zero point over time. The DC voltage to be amplified or the voltage drop caused by the direct current to be amplified is produced at a resistor by means of a contact inverter converted into alternating voltage, the alternating voltage amplified and phase-dependent rectified, while one of the output of the amplifier derived very high negative feedback (about i: iooo) directly acts on the input voltage or the input current upstream of the inverter. While the inverter guarantees zero point security here due to the negative feedback, a change in the gain over time as a result switched off by changes in the tube properties. So if the input voltage fails or wrong Polarity a self-excitation of the amplifier as a result incorrect polarity of the compensation voltage is avoided, it was further proposed that to provide a so-called phase-sensitive rectifier as a rectifier, d. H. a rectifier controlled at the same frequency as the Inverter in the input and which supplies a DC voltage, its size and direction depends on the amount and the phase of the AC voltage to be rectified. Ever after the polarity of the input voltage, the direction of the output voltage changes DC voltage, which is used for compensation, so that no self-excitation more can occur. When the output line from the AC amplifier is covered is to be, the output tube of the amplifier must be used with anode direct current be charged. This requires a correspondingly large network connection device for production the necessary DC power. If, on the other hand, the end tubes to the phase sensitive Rectification can be used, as has also already been suggested, the final power can be taken from the existing AC network, since in In this case, an alternating voltage of the same frequency is necessary as the anode voltage with which the inverter is controlled in the input. This can lead to the Operation of the alternating current amplifier is necessary for an essential lower power can be performed, since the AC amplifier then only has to used for pure voltage amplification and not for power amplification needs to become.

Ein phasenempfindlicher Gleichrichter liefert infolge kleiner Unsymmetrien stets eine Restgleichspannung, die im Falle eines nicht selbstkompensierenden Verstärkers zu Meßfehlern Anlaß gibt, so daß man für die genaue Abgleichung einen besonderen Nullstellknopf vorsehen muß. Benutzt man einen selbstkompensierenden Verstärker, so wird dieser Restfehler proportional der Größe der Kompensationverkleinert und damitdieNullpunktsicherheit gewährleistet. Es ergibt sich also durch Benutzung selbstkompensierender Verstärker die Möglichkeit, phasenempfindliche Röhrengleichrichter zu benutzen, die vom Wechselstromnetz ihre Leistung beziehen und nicht dauernd symmetrisch gehalten werden können, ohne die Nullpunktsicherheit zu verringern.A phase-sensitive rectifier delivers due to small asymmetries always a residual DC voltage, which in the case of a non-self-compensating amplifier gives cause for measurement errors, so that a special Must provide zero setting button. If you use a self-compensating amplifier, so this residual error is reduced in proportion to the size of the compensation and so that the zero point security is guaranteed. So it results from the use of self-compensating Amplifier the possibility of using phase-sensitive tube rectifiers, which draw their power from the alternating current network and are not constantly kept symmetrical without reducing the zero point security.

Die Erfindung befaßt sich mit einer besonderen Ausführung eines phasenempfindlichen gittergesteuerten Gleichrichters mit Elektronenröhren, der anodenseitig aus dem gleichen Wechselstromnetz gespeist wird, welches auch den Wechselrichter steuert. Erfindungsgemäß besteht der gittergesteuerte Gleichrichter aus einem Gegentaktgleichrichter, der durch zwei aus einem gemeinsamen Wechselstromnetz anodenseitig gespeiste Gleichrichterröhren gebildet wird, deren negativ vorgespannte Gitter durch den Wechselstromverstärker gesteuert werden und in deren Anodenkreisen je ein Arbeitswiderstand liegt, an dessen Klemmen eine Gleichspannung von umgekehrter Polung erzeugt wird, sobald die steuernde Gitterwechselspannung ihre Phase um i8o° dreht.The invention is concerned with a particular embodiment of a phase sensitive grid-controlled rectifier with electron tubes, the anode side from the the same AC network is fed that also controls the inverter. According to the invention, the grid-controlled rectifier consists of a push-pull rectifier, through two rectifier tubes fed on the anode side from a common alternating current network is formed whose negatively biased grid by the AC amplifier are controlled and in each of the anode circles there is a working resistance to which Clamps a DC voltage of opposite polarity is generated as soon as the controlling AC grid voltage rotates its phase by 180 °.

Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der Abb. i und 2 näher erläutert. Gemäß Abb. i werden die beiden in einer Brücke liegenden Elektronenröhren 3.1 und 35 gitterseitig gleichphasig durch den Transformator 36 gesteuert, der die Ausgangswechselspannung des Verstärkers q. überträgt. Durch die Gleichspannung 37, 38 werden die Gitter negativ vorgespannt. Der Transformator 39 versorgt die beiden Röhren 34 und 35 aus dem Wechselstromnetz 22, 23 mit gegenphasiger Anodenwechselspannung. Jede dieser beiden Röhren richtet jeweils immer nur eine Halbwelle des Netzwechselstromes gleich. Je nach der Polung der Eingangsspannung richtet die Röhre 34 oder die Röhre 35 gleich, so daß am Ausgang 6, 7 die Gleichspannung ihre Polarität wechselt und dem Verbraucher 8 zugeführt wird. Diese Eigenschaft des aus zwei Röhren aufgebauten _Gegentaktgleichrichters wirkt sich gegenüber der Verwendung nur einer einzigen aus dem Wechselstromnetz anodenseitig gespeisten Gleichrichterröhre, bei der die Polarität der gleichgerichteten Spannung ein für allemal festliegt, insofern als Vorteil aus, als beim Gegentaktgleichrichter die Polarität der Eingangsspannung keine Rolle spielt, während bei einer einzigen Gleichrichterröhre am Gleichrichterausgang nur dann eine Gleichspannung entsteht, wenn die Polarität der angelegten Meßgleicbspannung der Polarität der rückgeführten Gleichspannung entgegengesetzt ist.The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to Figs. According to Fig. I, the two electron tubes 3.1 and 35 grid-side in phase controlled by the transformer 36, which the output AC voltage of the amplifier q. transmits. By the DC voltage 37, 38, the grid negatively biased. The transformer 39 supplies the two tubes 34 and 35 from the alternating current network 22, 23 with antiphase anode alternating voltage. Any of these Both tubes always rectify only one half-wave of the mains alternating current. Depending on the polarity of the input voltage, the tube 34 or the tube 35 rectifies so that at the output 6, 7 the DC voltage changes polarity and the consumer 8 is fed. This property of the _ push-pull rectifier made up of two tubes affects the use of only a single from the AC network rectifier tube fed on the anode side, in which the polarity of the rectified Voltage is fixed once and for all, inasmuch as it is an advantage, as with the push-pull rectifier the polarity of the input voltage does not matter while with a single Rectifier tube at the rectifier output only then produces a DC voltage, if the polarity of the applied measuring voltage corresponds to the polarity of the returned DC voltage is opposite.

Abb. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung mit größerem Wirkungsgrad. Der Transformator 4.o versorgt die Röhren mit gegenphasiger Anodenwechselspannung. Die Gitter werden wie in Abb. i gleichphasig über den Transformator 36 gesteuert. Beide Röhren arbeiten aber nunmehr auf den gemeinsamen Arbeitswiderstand, der aus der Parallelschaltung des Widerstandes 41 mit dem. an die Klemmen 6, 7 angeschlossenen Verbraucherwiderstand 8 besteht.Fig. 2 shows a similar circuit with greater efficiency. Of the Transformer 4.o supplies the tubes with antiphase anode alternating voltage. the Grids are controlled in phase via the transformer 36, as shown in FIG. Both But tubes now work on the common working resistance resulting from the Parallel connection of the resistor 41 with the. connected to terminals 6, 7 Load resistance 8 exists.

Da in Abb. i und 2 die Gitter der Röhren 34 und 35 gleichphasig gesteuert werden, kann der Transformator 36 auch durch die übliche Kondensator-Widerstands-Kopplung ersetzt werden.Since in Fig. I and 2, the grids of the tubes 34 and 35 are controlled in phase the transformer 36 can also be achieved by the usual capacitor-resistor coupling be replaced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. DC voltage or DC current amplifier for Measurement purposes in which the DC voltage to be amplified or the voltage drop, that of the direct current to be amplified at one in the input of the amplifier Resistance is caused by means of a contact inverter in AC voltage converted, the alternating voltage is amplified and rectified depending on the phase, while a very high negative feedback derived from the output of the amplifier (about i: iooo) directly on the input voltage or the input current The inverter acts using a phase sensitive grid controlled Rectifier, the anode side from the same alternating current network which controls the inverter, characterized by a push-pull rectifier, through two rectifier tubes fed on the anode side from a common alternating current network is formed whose negatively biased grid by the AC amplifier are controlled and in each of the anode circles there is a working resistance. a. DC voltage or DC amplifier according to claim z, characterized in that the two Tubes work on a common working resistance.