NL8002293A

NL8002293A - Detector.

Info

Publication number: NL8002293A
Application number: NL8002293A
Authority: NL
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-10-22
Also published as: DE2916141C2; DE2916141A1

Description

A

VO 0137

Titel: Detector.

De uitvinding heeft betrekking op een spanning-tijd-differen-tiaalquotiëntdetector met een van een grondspanningswaarde afhankelijke aanspreekdrempel. In het Duitse octrooischrift 2.6U0.900 is een schakeling voor het bepalen van de aanspreekstroom van een 5 magnetisch ventiel beschreven, met behulp waarvan aan de veld- spoel van een magnetisch ventiel een volgens een helling toenemende stroom wordt toegevoerd en de bij het aanspreken van het ventiel bij de veldspoel geïnduceerde spanningspuls door een differentieer-orgaan wordt bepaald. De hoogte van de spanningspuls is afhankelijk 10 van de grootte van de voor het aantrekken van het magnetische ventiel vereiste veldstroom. Bij een kleine aanspreekstroom van het magnetische ventiel zal de in de veldwikkeling geïnduceerde spanning klein zijn. Bij een grotere, voor het aanspreken vereiste stroom zal ook de geïnduceerde spanning bij het aanspreken groter 15 worden.

Om nu een gelijkmatige s.toorspanningsafstand over een groot aanspreekstroomgebied te verkrijgen, is het nodig de aanspreekdrempel van de spanning-tijd-differentiaalquotiëntdetector te relativeren, derhalve op de met de betreffende toegevoerde veldstroom 20 overeenkomende spanning te betrekken. Dit wordt volgens de uitvinding bij een detector van het bovenbeschreven type verkregen doordat de ingangsklemmen van een differentiaalversterker aan aftakkingen van' twee aan de ingangssignaalzijde parallel verbonden span-ningsdelers met verschillende deelverhoudingen zijn verbonden en 25 de dwarsweerstand van de spanningsdeler met de grootste deelver-houding door een condensator is overbrugd.

Een differentiaalversterker is zodanig uitgevoerd, dat deze slechts een verschil tussen de aan de beide ingangsklemmen daarvan optredende signalen versterkt. Een dergelijke versterker heeft als 30 verdere eigenschap, dat de versterker slechts aanspreekt op een verschil met een bepaalde polariteit. Zo kan met behulp van de met de ingangen daarvan verbonden spanningsdelers met verschillende 800 2 2 93 * 2 spanningsdeelverhoudingen een van de hoogte van de gemeenschappelijke ingangsspanning van de spanningsdelers afhankelijke aanspreek-drempel van de differentiaalversterker vorden verkregen.

Een spanningspuls met een met de grondspanning overeenkomende 5 polariteit brengt de differentiaalversterker tot aanspreken vanneer de stijgtijd van de spanningspuls kleiner is dan de tijdconstante van het RC-orgaan, dat uit de, de dvarsveerstand van de ene spanningsdeler overbruggende condensator en de parallelcombinatie van de langs- en dvarsveerstand van deze spanningsdeler bestaat.

10 Tegelijkertijd dient de tijdconstante van het betreffende RC- orgaan klein te zijn ten opzichte van de stijgtijd van die spanning, velke op het trekkersignaal, derhalve de bij het aanspreken van het magnetische ventiel optredende spanningspuls, is gesuperponeerd.

Wanneer de in de veldspoel vloeiende stroom met een hellend ver-15 loop bestaat uit een trapvormig toenemende stroom, dan kunnen bij de overgangen van de trappen bovenharmoni s chen van de spanning in de veldspoel vorden geïnduceerd, die eveneens de spanning-tijd-dif-f er ent iaal quotiëntdetector doen aanspreken. De grootte van deze bovenharmonischen is onafhankelijk van het niveau van de grond-20 spanning op de veldspoel. Om deze te onderdrukken geeft men de ingang van de differentiaalversterker bij voorkeur een extra constante aanspreekdrempel. Daartoe dient een derde spanningsdeler, aan het aftakpunt vaarvan het voetpunt van de niet met een condensator verbonden spanningsdeler is aangesloten.

25 De uitvinding zal onderstaand nader vorden toegelicht onder ver wijzing naar de tekening. Daarbij toont : fig. 1 een schema van een eenvoudige spanning-tijd-differentiaal-quotiëntdetector; fig. 2 een dubbelverkende spanning-tijd-differentiaalquotiënt-30 detector, vaarmede zovel het aantrekken alsook het afvallen van ~ een relais, een magnetisch ventiel of dergelijke markerende span-ningspulsen kunnen vorden vastgesteld; en fig. 3 diagrammen van de aan de spanning-tijd-differentiaalquo-ti'ëntdetector toegevoerde ingangs spanning en de uitgangsspanning 35 daarvan.

800 22 93 Λ 3 'ï-

Zoals uit fig. 1 blijkt, zijn de ingangsklemmen van de differentiaalversterker V aangesloten op de aftakkingen van twee span-ningsdel'ers, die aan de ingangssignaalzijde parallel zijn verbonden. Eet aftakpunt van de uit de veerstanden en Rg bestaan-5 de spanningsdeler is met de inverterende ingang van de differen-., . tiaalversterker V verbonden. Het aftakpunt van de uit een veerstand

Rg en een veerstand R^ bestaande spanningsdeler is verbonden met een niet-inverterende ingang van de differentiaalversterker V. De dvarsveerstand Rg van de ene spanningsdeler is overbrugd door een 10 condensator Cy Het voetpunt van de dvarsveerstand van de andere spanningsdeler is verbonden met het aftakpunt van een derde spanningsdeler, bestaande uit de veerstanden R^ en Rg. De uitgang van de differentiaalversterker V is via een diode D met de basis van een transistor T verbonden. Op een veerstand R^ van de transistor 15 treedt, bij het aanspreken van de differentiaalversterker V een negatieve spanningspuls op. Via een verdere veerstand Rg vordt aan de diode D een positieve voorspanning aangelegd. Aan de uit de veerstanden R^ en Rg bestaande spanningsdeler vordt een negatieve referentiespanning aangelegd. Een op het aftakpunt daarvan aanve-20 zige hulpspanning treedt via de veerstand R^ bovendien op aan de niet-inverterende ingangsklem van de differentiaalversterker V. De hulpspanning dient enerzijds voor een vat de potentiaal betreft, ondubbelzinnige positie van de ingang van de differentiaalversterker V. Verder vordt door deze hulpspanning een absolute aanspreekdrem-25 pel voor de differentiaalversterker V ingesteld, met behulp vaarvan met een vaste vaarde optredende stoorpulsen kunnen vorden onderdrukt.

Aan de inverterende ingang van de differentiaalversterker V vordt een op de ingang E van de schakeling optredend ingangssignaal 30 vertraagd met de tijdconstante C van het RC-orgaan, toegevoerd.

Bovendien is het signaal in de deelverhouding van de spanningsdeler, bestaande uit de veerstanden R^ en Rg gedeeld. Aan de niet-inverte-rende ingang is de spanningsdeler, bestaande uit de veerstanden Rg en R^ aangesloten, die een andere deelverhouding heeft dan de 35 spanningsdeler, bestaande uit de veerstanden R^ en Rg. Het ingangs- 800 2 2 93 τ * signaal op de ingang E treedt derhalve op de ingangsklemmen van de differentiaalversterker V op als een spanningsverschil. Dit spanningsverschil is, afgezien van de vaste hulpspanning U^, steeds een "bepaald percentage van het ingangssignaal op de ingangsklem E. De 5 polariteit van het spanningsverschil is zodanig, dat de differentiaalversterker niet aanspreekt,

De condensator wordt zodanig gedimensioneerd, dat de tijdconstante ( van de uit de condensator en de parallelcombinatie van de "beide daarmede verbonden spanningsdelerweerstanden klein is ten 10 opzichte van de stijgtijd van de hellende, in de veldspoel van het magnetische ventiel, respectievelijk het relais, vloeiende stroom. Tegelijkertijd moet de tijdconstante ( echter groot zijn ten opzichte van de stijgtijd van de spanningspuls, die bij het aanspreken van het magnetisch ventiel of het relais in de veldspoel wordt ge-15 ïndnceerd. In de hieronderstaande tabel zijn getalwaarden voor de schakelelementen van een voorkeursuitvoeringsvorm aangegeven : R^ = 330 kohm; Rg » 82 kohm; R^ e 330 kohm; R^ = 75 kohm; R^ = 33 kohm; Rg = 1,15 kohm.

20 C1 = 0,2 ^uF

Op het aftakpunt van de uit de weerstanden R,. en Rg bestaande spanningsdeler treedt bij een referentievoedingsspanning van -15 V een hulpspanning Ug van -0,5 V op.

In fig. 2 vindt men een schakeling, die een symmetrische verdub-25 heling van de schakeling volgens fig. 1 vormt. Met deze schakeling kunnen ook pulsen worden gedetecteerd, welke optreden wanneer het magnetische ventiel of een te onderzoeken relais afvalt. Het bovenste deel van de schakeling komt precies overeen met de schakeling volgens fig. 1. Hiermede worden, evenals bij fig. 1, de aantrekpulsen 30 opgenamen. Het onderste deel is op dezelfde wijze als het bovenste deel uitgevoerd en dient om de afvalpulsen te detecteren. De uitgangen van de beide differentiaalversterkers en Vg zijn gecombineerd. in een gemeenschappelijke schakeltransistor Tg. De overige schakelelementen, afgezien van twee dioden D^ en Dg, welke over-35 eenkomen met de diode D van de schakeling volgens fig. 1, zijn 800 2 2 93 5 * voorzien van referenties, welke met de overeenkomstige schakelelement en van de schakeling volgens fig. 1 in het eindcijfer van de indices overeenkomen.

In fig. 3 is in het bovenste diagram het verloop van de grond-5 spanning in de veldspoel en de bij het aanspreken en afvallen van het magnetische ventiel optredende spanningspulsen als fnnctie van de tijd aangegeven. In het tweede diagram is het uitgangssignaal van de differentiaalversterker, respectievelijk de differentiaal-versterkers, aangegeven. De stippellijnen in het eerste diagram 10 stellen de aanspreekdrempels van de spanning-tijd-differentiaal-quotiëntdetector voor.

800 2 2 93

Claims

6 - -i' r COHCLUSIES :

1. Spanning-t i j d-differ ent i aalquot i ënt det ect or met een van een grondspanningswaarde afhankelijke aanspreekdrempel met het kenmerk, dat de ingangsklemmen van een differentiaalversterker met de aftakkingen van twee aan de ingangssignaalzijde parallel verbonden span- 5 ningsdelers met verschillende deelverhoudingen zijn verbonden en de dwarsweerstand van de spanningsdeler met de grootste deelverhou-ding door een condensator is overbrugd.

2. Detector volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de tijdconstante van het RC-orgaan, bestaande uit een parallelverbinding van 10 de langs- en dwarsweerstand en de, de dwarsweerstand overbruggende condensator, groot is ten opzichte van de stijgtijd van het trekker signaal.

3. Detector volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de tijdconstante van het RC-orgaan klein is ten opzichte van de stijgtijd 15 van een grondspanning, die op het trekkersignaal is gesuperponeerd. H. Detector volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat het voetpunt van de spanningsdeler zonder RC-orgaan met een aftakking van een spanningsdeler van een referentiespanning is verbonden. 800 22 93