DE1093902B

DE1093902B - Einrichtung zur Erzeugung einer stufenweise einstellbaren Spannung

Info

Publication number: DE1093902B
Application number: DEN17796A
Authority: DE
Inventors: Teunis Cornelis Bakker; Daniel Johannes Gerard Janssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-01-28
Filing date: 1960-01-23
Publication date: 1960-12-01

Description

Einrichtung zur Erzeugung einer stufenweise einstellbaren Spannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer stufenweise einstellbaren Spannung. Die Einrichtung ist mit einer Anzahl von Gasentladungsröhren mit je einem Vorschaltwiderstand versehen, welche in Reihenfolge gezündet werden und wobei die Entladungsströme einen gemeinsamen Widerstand durchfließen.
Über diesem Widerstand tritt eine Spannung auf, die von der Anzahl gezündeter Röhren abhängig ist und somit stufenweise geändert werden kann, indem die Röhren in Reihenfolge gezündet oder gelöscht werden.
Fig. 1 zeigt eine solche Einrichtung in einer schematischen Darstellung. Die Röhren, die vorzugsweise kalte Kathoden haben, sind mit 1, 2, 3, 4 usw. bezeichnet. Die Anoden sind an die Plusklemme einer Speisequelle angeschlossen, und die Kathoden sind über Vorschaltwiderstände 5, 6, 7, 8 usw. mit einer Klemme 11 verbunden, die über einen allen Röhren gemeinsamen Widerstand 10 mit der Minusklemme einer Speisequelle und mit Erde verbunden ist. Die Röhren können in Reihenfolge mittels nicht dargestellter Zündelektroden z. B. derart gezündet werden, daß die Röhre 1 von dem ersten Impuls gezündet wird, wodurch die Zündelektrode der Röhre 2 eine solche Vorspannung erhält, daß die beim Auftreten eines zweiten, ähnlichen Impulses in den leitenden Zustand gelangt usw. Nach dem Auftreten von n Impulsen sind n Röhren gezündet, so daß durch den Widerstand 10 ein Strom ni fließt, wenn i den mittleren Strom pro Röhre bezeichnet. Die Spannung über dem Widerstand 10 ist somit von der Anzahl gezündeter Röhren abhängig und kann z. B. durch Wahl der Anzahl der Zündelektrode zugeführter Impulse auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
Eine solche Einrichtung läßt sich z. B. beim Messen von Spannungen nach dem Kompensationsverfahren anwenden, wobei in einemKreis eineunbekannteSpannung mit einer stufenweise veränderlichen Spannung kompensiert wird und die Anzahl gezündeter Röhren eine Anzeige betreffs der -Größe der unbekannten Spannung liefert.
Die geschilderte Einrichtung hat den Nachteil, daß der Strom i von der Anzahl gezündeter Röhren abhängt und daß somit die Stufenspannung bei dem in Reihenfolge auftretenden Einschalten der Röhren nicht stets um denselben Wert zunimmt. Es kann auf einfache Weise abgeleitet werden, daß der Ausdruck für die Stufenspannung nachfolgende Form hat: wobei V8" die Spannung über dem Widerstand 10 bezeichnet, wenn n Röhren gezündet sind; dabei ist V, = U-Va (U = die Speisespannung und Va die Brennspannung), R1 = der Wert der Widerstände 5, 6 usw. und R2 der Wert des Widerstandes 10. Die Brennspannung wird dabei als konstant angenommen.
Bei einer Ausführungsform war R1 = 56000 Ohm, R2 = 418 Ohm und V, = 135 V. Es sollte dabei eine stufenweise veränderliche Spannung mit Stufen von etwa 1 V erzielt werden. Durch die Wahl des Widerstands 5 wurde dieser Wert für die erste Stufe eingestellt, wobei es sich jedoch zeigte, daß der Fehler bei der zehnten Stufe bereits -6,20/, betrug.
Es ist selbstverständlich möglich, dieses System zu linearisieren, indem die Vorschaltwiderstände in Form regelbarer Widerstände ausgebildet werden, welche untereinander ungleich gemacht werden. In der Praxis ist dies jedoch ziemlich kostspielig, und die z. B. bei gedruckten Schaltungen auftretenden Vorteile kommen zum größten Teil in Wegfall.
Die Erfindung bezweckt, eine Verbesserung bei einer Einrichtung zur Erzeugung einer stufenweise einstellbaren Spannung mit mehreren der Reihe nach zündbaren Gasentladungsröhren mit je einem Vorschaltwiderstand, bei der die Entladeströme einen gemeinsamen Widerstand durchfließen und an dem die gewünschte Spannung abgreifbar ist, zu schaffen, bei der dieser Nachteil behoben wird. Die Erfindung besteht darin, daß zur Ausschaltung des Einflusses der Anzahl der gezündeten Entladungsröhren auf die Größe des mittleren Stromes pro Röhre der gemeinsame Widerstand mit mehreren weiteren gleichen oder nahezu gleichen Widerständen in Reihe geschaltet ist und die Ströme der einzelnen Entladungsröhren an aufeinanderfolgenden Verbindungspunkten dieser Widerstandskette zugeführt sind.
Die gewünschte Spannung kann dabei zwischen Erde und dem von der Kathode abgewendeten Ende des letzen Vorschaltwiderstandes abgegriffen werden.
Fig.2 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung, wobei entsprechende Einzelteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Schaltung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß Widerstände 13, 14, 15 usw. vorhanden sind, welche zwischen den von den Kathoden abgewendeten Enden der Vorschaltwiderstände aufeinanderfolgender Röhren eingeschaltet sind.
Für die Spannung an der Ausgangsklemme 11, die mit dem von der Kathode abgewendeten Ende des Vorschaltwiderstandes der x Röhren verbunden ist, gilt dabei, wenn R$ den Wert jedes der Widerstände 13,14 usw. ist, der Ausdruck und r = R1 + R3, während R, der Wert der Widerstände 5, 6 usw. und R$ der Wert des Widerstandes 10 ist. Es kann berechnet werden, daß dabei ein Wert des Widerstandes R3 von 6,1 Ohm für die zehnte Stufe einen Fehler von maximal 10/, der höchsten Stufenspannung herbeiführt. Dies ist durch Messung bestätigt. Eine für die Praxis in vielen Fällen bessere Annäherung kann erzielt werden, wenn man nicht die erste Stufe auf 5 V, sondern z. B. die fünfte Stufe darauf einstellt. Der Fehler ist dabei für die erste Stufe positiv und z. B. für die zehnte Stufe negativ, er ist aber sehr klein.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erzeugung einer stufenweise einstellbaren Spannung mit mehreren der Reihe nach zündbaren Gasentladungsröhren mit je einem Vorschaltwiderstand, bei der die Entladeströme einen gemeinsamen Widerstand durchfließen und an dem die gewünschte Spannung abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung des Einflusses der Anzahl der gezündeten Entladungsröhren auf die Größe des mittleren Stromes pro Röhre der gemeinsame Widerstand mit mehreren weiteren gleichen oder nahezu gleichen Widerständen in Reihe geschaltet ist und die Ströme der einzelnen Entladungsröhren an aufeinanderfolgenden Verbindungspunkten dieser Widerstandskette zugeführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 739 234.