CH474903A - Stromwendeschaltung - Google Patents

Description

      Stromwendeschaltung       Das Hauptpatent betrifft eine     Stromwendeschaltung     mit einer     Gleichspannungsquelle    und einem Verbrau  cher, die in die Eingangs- bzw. Ausgangsdiagonale  einer Brücke geschaltet sind, in deren Zweigen steuer  bare Elemente liegen, wobei allen steuerbaren Elemen  ten je ein gleichartiger     Gleichstrom-Steuerkreis    derart  zugeordnet ist, dass bei einem Wechsel im Zustand der  letzteren alle steuerbaren Elemente zugleich gesteuert  werden, und zwar so,     dass:    je zwei diametral gegenüber  liegende auf     Durchlass    bzw. Sperrung und die andern  auf Sperrung bzw.     Durchlass    gesteuert werden.  



  Diese     Stromwendeschaltung        erfordert    mindestens  zwei voneinander vollständig unabhängige Signale zur  Beeinflussung der gleichartigen     Gleichstrom-Steuerkreise     und damit der von ihnen gesteuerten Elemente. In  vielen Anwendungsfällen steht jedoch zu diesem Zweck  nur ein einziges oft nur äusserst schwaches Signal zur  Verfügung. In diesem Falle muss das einzige zur Ver  fügung stehende Signal verstärkt, und aus dem ver  stärkten Signal müssen die Spannungen zur Speisung  der gleichartigen     Gleichstrom-Steuerkreise    abgeleitet  werden.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Strom  wendeschaltung mit Mitteln zur Verstärkung eines ein  zelnen, die Zustandswechsel der gleichartigen Gleich  strom-Steuerkreise beeinflussenden elektrischen Signals  und Mitteln zu dieser Beeinflussung.  



  Die erfindungsgemässe     Stromwendeschaltung    ist da  durch gekennzeichnet, dass bei den. Mitteln eine     Modu-          lationseinrichtung    mit zwei antiparallel geschalteten       Verstärkerelementen    mit     Gleichrichtereigenschaften    vor  gesehen ist, die mit den Eingangsklemmen für das ein  zelne Signal verbunden ist, und     dass,    an die     Modula-          tionseinrichtung    die Mittel zur Beeinflussung der Zu  standswechsel der     Gleichstrom-Steuerkreise        angeschaltet     sind.  



  Die Zeichnung zeigt in     Fig.    1 ein Ausführungs  beispiel und in     Fig.    2 eine Ausführungsvariante der er  findungsgemässen     Stromwendeschaltung.       Die in     Fig.    1 dargestellte Schaltung weist Eingangs  klemmen 1 und 2 auf, an welche das verfügbare elek  trische Signal angelegt werden kann. Die Klemmen 1  und 2 sind je mit der Basis eines     npn-Transistors    3  bzw. 4 verbunden. Die Kollektoren und     Emitter    der  Transistoren 3 und' 4 sind mit der Basis bzw. dem Kol  lektor von     pnp-Transistoren    5 bzw. 6 verbunden.

   Die  Transistoren 5 und 6 bilden je einen Zweig eines  Brückenverstärkers, der durch eine Spannungsquelle 7  gespeist wird und der mittels eines     Potentiometers    8  abgestimmt werden kann.  



  Der Ausgang des Brückenverstärkers ist mit dem  Eingang einer     Modulationseinrichtung    verbunden. Zwi  schen deren Klemmen 9 und 10, sind zwei Transistoren  11 und 12 antiparallel eingeschaltet. Die Transistoren  11 und 12 sind durch Wechselspannungen steuerbar,  die in Sekundärwicklungen 13 und 14 des Ausgangs  transformators eines     Oszillators    15 erzeugt werden. Zu  jedem der Transistoren 11 und 12 ist eine Diode 16  bzw. 17 in     Serie    geschaltet, deren     Durchlassrichtung     mit derjenigen des zugeordneten Transistors überein  stimmt. Die Ausgänge der     Modulator-Transistoren    11  und 12 sind mit den Eingängen von Verstärkern 18  bzw. 19 verbunden.

   Die Ausgangstransformatoren der  Verstärker 18 und 19 gehören einer im übrigen ledig  lich schematisch dargestellten Schaltung 20 zur Erzeu  gung von vier voneinander galvanisch nicht in Verbin  dung stehenden Steuersignalen an.  



  Herrscht an den Eingangsklemmen 1 und 2 kein  Spannungsunterschied, so     befindet    sich der Brücken  verstärker im Gleichgewicht und liefert an ihren Aus  gangsklemmen 9, 10 ebenfalls keinen Spannungsunter  schied. In den     Modulator-Transistoren    11 und 12 fliesst  daher überhaupt kein Strom, so dass keine Modulation  stattfindet und auch am Ausgang der Verstärker 18  und 19 keine Spannung auftritt.

   Die Schaltung ist  völlig symmetrisch, so dass eventuelle durch     kapazitive     Effekte an die     Verstärkereingänge    übertragene Wechsel  spannungen: gleiche Amplitude aufweisen, so dass auch      an den Ausgängen der Verstärker 18 und 19 gleiche  Amplituden herrschen und daher die Schaltung 20  keine     Differenzsignale    abgibt. Herrscht an den Ein  gangsklemmen 1 und 2 ein Spannungsunterschied, so  führen die Transistoren 3 und 4 unterschiedliche  Ströme, so dass auch in den Transistoren 5 und 6 unter  schiedliche Ströme fliessen. Der Brückenverstärker ist  daher verstimmt, und es tritt auch an seinen Ausgangs  klemmen bzw. an den Eingangsklemmen 9 und 10 der       Modulatorschaltung    eine Spannungsdifferenz auf.

   Ist  beispielsweise die Eingangsklemme 9 positiv bezüglich  der Eingangsklemme 10, so wird ein Strom von der  Klemme 9 über den Transistor 12, dessen Belastungs  widerstand und die Diode 17 zu Klemme 10 fliessen.  Der Transistor 12 wirkt dabei als     Modulator,    so dass  am Eingang des Verstärkers 19 eine     Wechselspannung     auftritt. Die verstärkte, am Ausgang des Verstärkers  19 erscheinende Wechselspannung erzeugt in der  Schaltung 20 Differenzsignale zur Steuerung der Strom  wendebrücke. Zu diesem Zwecke weisen die Ausgangs  transformatoren der Verstärker 18 und 19 beispiels  weise je vier     unabhängige    Sekundärwicklungen auf, von  welchen jede auf einen     Doppelweggleichrichter    arbeitet.

    Die Ausgänge je zweier von verschiedenen Ausgangs  transformatoren     gespiesenen        Doppelweggleichrichter     sind gegeneinander geschaltet, so dass in diesen Ver  bindungsleitern     Differenzsignale    auftreten, deren Rich  tung davon abhängt, in welchem der Verstärker 18  oder 19 eine modulierte Wechselspannung verstärkt  wird. Unter der oben erwähnten.

   Annahme, dass die  Klemme 9 positiv sei gegenüber der Klemme 10, liegen  sowohl die Diode 16     als    auch der     damit    in Serie ge  schaltete     Modulationstransistor    11 in Sperrichtung des  angelegten     Potentials,    so dass in diesen Elementen kein  Strom fliesst und damit im Transistor 11 keine Modula  tion stattfindet. Beim Auftreten einer Spannungsdiffe  renz umgekehrter Polarität an den Klemmen 9 und 10  wird umgekehrt der Transistor 11 Strom führen und  der Transistor 12 stromlos sein, so dass nun der Ver  stärker 18 eine Wechselspannung verstärkt und in der  Schaltung 20 Steuersignale umgekehrter Polarität er  zeugt, so dass in der im Hauptpatent beschriebenen  Weise die Stromrichtung am Ausgang der Stromwende  brücke geändert wird.

   Die in     Fig.    1 dargestellte  Schaltung weist eine     aussorordentliche    Empfindlich  keit bei hervorragender Stabilität auf. Die Eingangs  leistung liegt bei 0,1     nA    bzw. 1 Mikrovolt, wobei  Ausgangsleistungen an der     Stromwendebrücke    bis 500  Watt     erreicht    werden. können.

   Es ist dabei von Vorteil,  in der     Stromwendebrücke    in jeden Zweig zwei Tran  sistoren unterschiedlichen     Leitungstyps    entsprechend  den Transistoren 3 und 5 in     Fig.    1 zu verwenden,  wobei solche Transistorschaltungen in allen Brücken  zweigen vorgesehen sind und wobei die Steuersignale je  zwischen der Basis und dem     Emitter    des     npn-Transistors     angelegt werden.  



  Anstelle des Brückenverstärkers gemäss     Fig.    1  könnte zur Erzielung noch höherer Eingangsimpedanz  die Röhrenschaltung nach     Fig.    2 verwendet werden.  Die ebenfalls mit 1 und 2 bezeichneten Eingangsklem  men sind in den Gitterkreis einer Röhre 21 geschal  tet, deren Kathode positiv vorgespannt ist, um praktisch  jeden Gitterstrom zu vermeiden. Die Anode der Röhre  21 ist direkt mit dem Gitter einer Röhre 22 gekoppelt.  Die eine Ausgangsklemme der Schaltung ist     mit    der  Kathode der Röhre 22 verbunden. Das Gitter einer  der Röhre 22 entsprechenden Röhre 23 wird auf    einem durch ein     Potentiometer    24 einstellbaren festen  Potential gehalten. Die andere Ausgangsklemme der  Schaltung ist mit der Kathode der Röhre 23 verbunden.  



  Zur Eichung der     Schaltung    nach     Fig.    2 wird bei  kurzgeschlossenen Klemmen 1 und 2 das     Potentiometer     24 so eingestellt, dass an den Ausgangsklemmen bzw.  an den Kathoden der Röhren 22 und 23 keine Span  nungsdifferenz mehr auftritt.     Tritt    während der  Messung     eine        Spannungsdifferenz    an den Klemmen 1  und 2 auf, so ändert der Strom in der Röhre 21 und       damit    die Spannung am Gitter der Röhre 23.

   Es fliesst  daher auch in der     Röhre    22     ein    anderer     Strome    als in  der Röhre 23, so dass an den     Ausgangsklemmen    eine       Spannungsdifferenz    auftritt, deren Richtung von der  Polarität der Spannungsdifferenz an den Klemmen 1  und 2 abhängig ist. Die     Anodenbasissehaltung    der  Röhren 22 und, 23 dient zur     Impedanzanpassung    an  die nachfolgenden transistorisierten     Modulatorschaltun-          gen    gemäss     Fig.    1.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Stromwendeschaltung nach Patentanspruch des Hauptpatentes, mit Mitteln zur Verstärkung eines ein zelnen die Zustandswechsel der gleichartigen Gleich strom-Steuerkreise beeinflussenden, elektrischen Signals und Mitteln zu, dieser Beeinflussung, dadurch gekenn zeichnet, dass bei den Mitteln eine Modulations- einrichtung (11, 13, 18;

   12, 14, 19) mit zwei anti parallel geschalteten Verstärkerelementen (12, 13) mit Gleichrichtereigenachaft vorgesehen ist, die mit den Eingangsklemmen (9, 10) für das einzelne Signal ver bunden ist, und dass an die Modulationseinrichtung die Mittel (20) zur Beeinflussung der Zustandswechsel der Gleichstrom-Steuerkreise angeschaltet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Stromwendeschaltung nach Patentanspruch, mit zwei Transistoren in der Modulationseinrichtung, da durch gekennzeichnet, dass mit jedem Transistor (11, 12) ein zusätzliches Ventil, z. B. eine Diode (16, 17), in Serie geschaltet ist.

   2. Stromwendeschaltung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beide Transistoren 11, 12) je ein Verstärker (18, 19) an geschlossen ist oder dass die Modulationseinrichtung mit zwei verschiedenen Modulationsfrequenzen arbeitet und nur einen Verstärker aufweist. 3. Stromwendeschaltung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Modulationseinrichtung an den Ausgang einer Brücke angeschlossen ist, welche in zwei Zweigen eines ihrer Arme Verstärkerelemente, z. B. Verstärkertransistoren (5, 6), aufweist.

   4. Stromwendeschaltung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass jeder der Verstärkertran- sistoren (5, 6) mit einem Vorverstärkungstransistor (3, 4) direkt gekoppelt ist.

   5. Stromwendeschaltung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die miteinander direkt ge koppelten Transistoren (3/5 bzw. 4/6) Transistoren ver schiedenen Leitungstyps sind. 6.

   Stromwendeschaltung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Kollektoren der pnp- Verstärkertransistoren (5, 6) mit den Emittern der npn-Vorverstärkertransistoren (3, 4) im einen Brücken punkt zusammengeschaltet sind und dass der Kollektor eines jeden der npn-Vorverstärkertransistoren (3, 4) mit der Basis eines der Verstärkertransistoren (5, 6) verbunden ist, wobei das einzelne Signal zwischen den Basisanschlüssen der beiden Vorverstärkertransistoren (3, 4) angeschaltet ist.