DE1093902B

DE1093902B - Device for generating a step-adjustable voltage

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.Device for generating a voltage that can be adjusted in steps The invention relates to a device for generating a stepwise adjustable tension. The device is equipped with a number of gas discharge tubes each provided with a series resistor, which are ignited in sequence and wherein the discharge currents flow through a common resistance.

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.A voltage appears across this resistor, which depends on the number is dependent on ignited tubes and can therefore be changed in stages by the tubes are ignited or extinguished in sequence.

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.Fig. 1 shows such a device in a schematic representation. The tubes, which preferably have cold cathodes, are labeled 1, 2, 3, 4 and so on. The anodes are connected to the positive terminal of a supply source, and the cathodes are connected via series resistors 5, 6, 7, 8 etc. to a terminal 11, which is connected to the negative terminal of a supply source and to earth via a resistor 10 common to all tubes. The tubes can be arranged in sequence by means of ignition electrodes, not shown, for. B. be ignited in such a way that the tube 1 is ignited by the first pulse, whereby the ignition electrode of the tube 2 receives such a bias that it is conductive when a second, similar pulse occurs, etc. After the occurrence of n pulses n tubes are ignited, so that a current ni flows through the resistor 10, if i denotes the mean current per tube. The voltage across the resistor 10 is thus dependent on the number of ignited tubes and can, for. B. can be set to a desired value by choosing the number of pulses supplied to the ignition electrode.

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.Such a device can be z. B. when measuring voltages according to the compensation method, with an unknown voltage in a circle is compensated with a gradually variable voltage and the number of ignited Tube provides an indication of the magnitude of the unknown voltage.

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.The device described has the disadvantage that the current i depends on the number of ignited tubes and that the step voltage therefore does not always increase by the same value when the tubes are switched on in sequence. It can be easily deduced that the expression for the step voltage has the following form: where V8 "denotes the voltage across the resistor 10 when n tubes are ignited; where V, = U-Va (U = the supply voltage and Va the burning voltage), R1 = the value of the resistors 5, 6 etc. and R2 the The value of the resistor 10. The operating voltage is assumed to be constant.

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.In one embodiment, R1 = 56,000 ohms, R2 = 418 ohms and V, = 135 V. A step-wise variable voltage with steps of approximately 1 V was to be achieved. By choosing the resistor 5, this value was set for the first stage, but it was found that the error at the tenth stage was already -6.20 / .

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.It is of course possible to linearize this system, by designing the series resistors in the form of adjustable resistors, which are made unequal to one another. In practice, however, this is pretty much expensive, and the z. B. occur in printed circuits advantages for the most part in elimination.

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.The invention aims to provide an improvement in a device for Generation of a step-wise adjustable voltage with several ignitable one after the other Gas discharge tubes each with a series resistor in which the discharge currents flow through a common resistor and at which the desired voltage can be tapped is to create in which this disadvantage is eliminated. The invention consists in that to eliminate the influence of the number of ignited discharge tubes on the size of the mean current per tube is the common resistance with several further equal or almost equal resistances is connected in series and the currents of the individual discharge tubes at successive connection points of these Resistance chain are fed.

Die gewünschte Spannung kann dabei zwischen Erde und dem von der Kathode abgewendeten Ende des letzen Vorschaltwiderstandes abgegriffen werden.The desired voltage can be between earth and that of the cathode remote end of the last series resistor can be tapped.

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.Fig. 2 shows an embodiment of a circuit according to the invention, corresponding items are denoted by the same reference numerals. the The circuit differs from that of FIG. 1 in that resistors 13, 14, 15 etc. are present, which between the ends facing away from the cathodes the series resistors of successive tubes are switched on.

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.For the voltage at the output terminal 11, which is connected to the end of the series resistor of the x tubes facing away from the cathode, the expression applies if R $ is the value of each of the resistors 13, 14 etc. and r = R1 + R3, while R, is the value of resistors 5, 6 , etc. and R $ is the value of resistor 10 . It can be calculated that a value of the resistor R3 of 6.1 ohms for the tenth stage causes an error of a maximum of 10 /, the highest stage voltage. This is confirmed by measurement. In many cases, a better approximation can be achieved if the first stage is not set to 5 V, but z. B. adjusts the fifth stage to it. The error is positive for the first stage and z. B. negative for the tenth stage, but it is very small.

Claims

PATENT CLAIM: Device for generating a step-by-step adjustable Voltage with several gas discharge tubes that can be ignited one after the other, each with one Series resistor in which the discharge currents flow through a common resistor and at which the desired voltage can be tapped, characterized in that for Elimination of the influence of the number of ignited discharge tubes on the size of the average current per tube is the common resistance with several others equal or almost equal resistances is connected in series and the currents of the individual discharge tubes at successive connection points of these Resistance chain are fed. References contemplated: United States Patent Specification No. 2,739,234.