Gleichspannungs- oder Gleichstromverstärker für Meßzwecke Es ist bereits
ein Gleichspannungs- oder Gleichstiomverstärker für Meßzwecke vorgeschlagen worden,
der weder eine zeitliche Änderung des Verstärkungsgrades noch dies Nullpunktes aufweist.
Hierbei wird die zu verstärkend-- 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 1Tullpunktsicherheit gewährleistet, wird
durch die Gegenkopplung eine zeitliche Änderung des Verstärkungsgrades 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 wieder Wechselrichter
im Eingang und der eine Gleichspannung liefert, deren Größe und Richtung von dem
Betrag und der Phase der gleichzurichtenden Wechselspanneng
abhängt.
Je nach der Poleng .der Eingangsspannung ändert sich dann auch die Richtung der
ausgangsseitigen Gleichspannung, welche zur Kompensation benutzt wird, so daß keine
Selbsterregung mehr eintreten kann.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 time change in the degree of gain nor this zero point.
Here, 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 1 zero point safety,
due to the negative feedback, a change in the gain over time as a result of
Changes to the tube properties switched off. So if the input voltage fails
or if the polarity is reversed, self-excitation of the amplifier as a result of incorrect
Polarity of the compensation voltage is avoided, it was further proposed
to provide a so-called phase-sensitive rectifier as a rectifier,
d. H. a rectifier that is controlled at the same frequency as the inverter
at the input and which supplies a DC voltage, the magnitude and direction of which depends on the
Amount and phase of the alternating voltage to be rectified
depends.
Depending on the pole size of the input voltage, the direction of the
DC voltage on the output side, which is used for compensation, so that no
Self-excitement can occur more.
Eine Schaltung zur Gleichrichtung, die sich durch sehr kleinen Aufwand
auszeichnet, zeigt die Zeichnung an Hand des schematisch dargestellten Verstärkeraufbaus.
Den Eingangskleemmen i, 2 wird die zu messende Gleichspannung oder der zu messende
Gleichstrom zugeführt. i i ist ein parallel zu diesen Klemmen liegender Widerstand,
der bei der Stromverstärkung zur Erzeugung eines dem Meßstrom proportionalen Spannungsabfalls
dient und andererseits dafür sorgt, daß eine am Verstärkerausgang 6,7 auftretende
Störspannung bei offenen Eingangsklemmen i, 2 dies Verstärkers auf den Eingang g,
io dies Wechselrichters 3 zum Zwecke ihrer Kompensation zurückgeführt wird. Der
Wechselrichter 3 wird aus dem Wechselstromnetz 22, 23 gesteuert.. 4 ist der vom
Wechselrichter 3 gespeiste Wechselspannungsvetstärker, dessen Ausgang über eine
Kondensator-Widerstands-Kopplung 43, 44 das Gitter der Gleichrichterröhre 46 steuert.
Der aus dem Wechse lstromnetz 22, 23 gespeiste Transformator 42 versorgt die Röhre
46 mit Anodenwechselspannung. Im ersten Augenblick nach dem Einschalten fließt,
da .die Gittervorspannung infolge Fehlens einer Meßgleichspannung am Eingang i,
2 Null ist, ein starker Anodenstrom, der an dem Widerstand 45 im Anodenkreis der
Röhre 46 einen kräftigen Spannungsabfall hervorruft. Dieser Spannungsabfall wird
vom Ausgang 6, 7, dem ein Meß- oder Regelgerät 8 parallel liegt, über den Rückführkanal
auf den Eingang g, io des Wechselrichters 3 gegeben, dort von dem Zerhacker 3 zerhackt
und als Wechselspannung dem Wechselspannungsverstärker 4 wieder zugeführt. Bei richtiger
Poleng der rückgeführten Spannung ist die Anodenwechselspannung der Röhre 46 und
die am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 4 auftretende Wechselspannung in
der Pase um iäo° verschoben. Diese Wechselspannung steuert das Gitter der Röhre
46 und setzt infolge ihrer Gegenphasigkeit zur Anodenwechselspannung den Anodenstrom
der Röhre herab. Entsprechend er Verkleinerung des durch den Anodenstrom am Widerstand
45 hervorgerufenen Spannungsabfall wird. auch di;e am Gitter der Röhre 46 anliegende
Steuerwechselspannung geringer, wodurch der Anodenstrom wieder anwächst. Es stellt
sich alsbald ein Gleichgewichtszustand ein, der davon abhängt, welcher Bruchteil
der Ausgangsgleichsspannung der Röhre 46 auf den Verstärkereingang zurückgeführt
wird, und wie groß der Verstärkungsgrad des Verstärkers 4 ist. Je größer diese Werte
sind, um so stärker wird die Röhre 46 verriegelt. Unterstützt wird diese Wirkung
durch eine zusätzliche Gittergleichrichtung, die an dem Widerstand 44 nach Art des
bekannten Audions eine negative Gittervorspa.nnung erzeugt. Der Anodenstrom und
damit die Spannung an dem Widerstand 45 bricht also bis auf einen kleinen Rest zusammen.
Durch einen genügend hohen Vexstärkungsgrad des Verstärkers 4. läßt sich dieser
Rest so klein machen, daß er unterhalb der Meßgenauigkeit liegt. Dadurch wird auch
diese Anordnung nullpunktsicher.A circuit for rectification that can be achieved with very little effort
shows the drawing on the basis of the amplifier structure shown schematically.
The DC voltage to be measured or the one to be measured is fed to the input terminals i, 2
Direct current supplied. i i is a resistor parallel to these terminals,
that of the current amplification for generating a voltage drop proportional to the measuring current
serves and on the other hand it ensures that an occurring at the amplifier output 6.7
Interference voltage with open input terminals i, 2 of this amplifier on input g,
io this inverter 3 is fed back for the purpose of compensation. Of the
Inverter 3 is controlled from the alternating current network 22, 23 .. 4 is the from
Inverter 3 fed AC voltage intensifier, the output of which has a
Capacitor-resistor coupling 43, 44 controls the grid of the rectifier tube 46.
The transformer 42 fed from the alternating current network 22, 23 supplies the tube
46 with anode alternating voltage. In the first moment after switching on,
because .the grid bias due to the lack of a DC measuring voltage at input i,
2 is zero, a strong anode current that flows across the resistor 45 in the anode circuit of the
Tube 46 causes a sharp drop in voltage. This voltage drop will
from the output 6, 7, to which a measuring or control device 8 is located in parallel, via the return channel
given to the input g, io of the inverter 3, chopped there by the chopper 3
and fed back to the AC voltage amplifier 4 as AC voltage. With correct
The polarity of the returned voltage is the anode AC voltage of the tube 46 and
the alternating voltage occurring at the output of the alternating voltage amplifier 4 in
the phase shifted by iäo °. This alternating voltage controls the grid of the tube
46 and sets the anode current due to its phase opposition to the anode alternating voltage
down the tube. Correspondingly, the anode current at the resistor is reduced
45 caused voltage drop. also di; e lying on the grid of the tube 46
AC control voltage is lower, as a result of which the anode current increases again. It puts
A state of equilibrium soon arises, which depends on which fraction
the output DC voltage of the tube 46 is fed back to the amplifier input
and how large the gain of the amplifier 4 is. The greater these values
the more the tube 46 is locked. This effect is supported
by an additional grid rectification, which is applied to the resistor 44 in the manner of
known audions creates a negative grid voltage. The anode current and
so that the voltage across the resistor 45 collapses apart from a small residue.
With a sufficiently high degree of amplification of the amplifier 4
Make the rest so small that it is below the measuring accuracy. This will also
this arrangement is zero-point safe.
Beim Anlegen einer Meßgleichspannung, deren Polarität entgegengesetzt
der vorerwähnten zurückgeführten Gleichspannung ist, wird die Sperrwirkung der rückgeführten
Gleichspannung vermindert, da am Gitter der Röhre 46 der Steuerwechselspannung,
die von der rückgeführten Gleichspannung herrührt, eine in Gegenphase zu dieser
liegende Steuerwechselspannung entgegenwirkt, die durch die Meßgleichspannung hervorgerufen
wird. Als Folge davon wird die Röhre 46 geöffnet. Unterstützt wird hierbei das öffnen
der Röhre 46 dadurch, daß entsprechend der Verringerung der am Gitter der Röhre
anliegenden, zur Anodenwechselspannung gegenphasigen Steuerwechselspannung die durch
Gittergleichrichtung hervorgerufene negative Gittervorspannung ebenfalls verringert
wird. Es stellt sich auch hierbei ein Gleichgewichtszustand zwischen angelegter
und rückgeführter Gleichspannung ein, so daß die Ausgangsgleichspannung der Meßgleichspan.nung
proportional ist. Polt man die am Eingang liegende Meßspännung um, so daß sie dieselbe
Polarität hat wie die rückgeführte Gleichspannung, so unterstützt sie die Sperrwirkung
der rückgeführten Spannung an der Röhre 46, und es entsteht keine Ausgangsgleichsspannung.
Die Gefahr der Selbsterregung dies Verstärkers infolge verkehrter Poleng der Meßgleichspannung
tritt daher nicht auf.When applying a DC measuring voltage, its polarity is opposite
the aforementioned returned DC voltage, the blocking effect of the returned
DC voltage reduced, since the control AC voltage at the grid of tube 46,
which comes from the returned DC voltage, one in phase opposition to this
lying control AC voltage counteracts that caused by the measuring DC voltage
will. As a result, the tube 46 is opened. Opening is supported here
of the tube 46 in that corresponding to the reduction in the grating of the tube
applied control AC voltage that is in phase opposition to the anode AC voltage
Negative grid bias caused by grid rectification is also reduced
will. Here, too, a state of equilibrium arises between the applied
and fed back DC voltage, so that the output DC voltage of the measuring DC voltage
is proportional. If the polarity of the measuring voltage at the input is reversed so that it is the same
Has polarity like the returned DC voltage, it supports the blocking effect
of the returned voltage on tube 46 and no DC output voltage is produced.
The risk of self-excitation of this amplifier as a result of reversed polarity of the DC measuring voltage
therefore does not occur.
Die stabilisierende Wirkung der Gegenkopplung ist also so groß, daß
es möglich ist, einen Gleichrichter mit nur einer einzigen Röhre zu verwenden, die
an sich ohne Anlegen einer Eingangswechselspannung bereits eine beträchtliche Ausgangsgleichs.spannung
liefert, wobei diese Ausgangsgleichsspannung durch die Rückführung auf die Eingangsseide
des Gleichspannungsverstärkers bis auf einen verschwindend kleinen Restbetrag verringert
wird.The stabilizing effect of the negative feedback is so great that
it is possible to use a rectifier with just a single tube that
in and of itself, without applying an AC input voltage, a considerable DC output voltage
supplies, with this output DC voltage being fed back to the input silk
of the DC voltage amplifier is reduced to a negligibly small residual amount
will.