DE1027240B - Anordnung zur langzeitigen Speicherung elektrischer Groessen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei verschiedenen Steuer- oder Regel aufgaben, wie z. B. der Regelung von selbsttätigen Fördermaschinen, besteht oftmals die Notwendigkeit einer Speicherung bestimmter Kommandos in Form elektrischer Größen, um diese zu einem späteren Zeitpunkt für die Steuerung bzw. Regelung zur Verfügung zu haben. Dies trifft besonders in solchen Fällen zu, wo das Kommando aus einem früheren Betriebszustand abgeleitet werden muß. So wird beispielsweise bei Förderanlagen die Größe der Verzögerung und ihr zeitlicher Beginn von der Belastung abhängig gemacht, welche während der Treibzeit aus dem Masch-inenstrom abgeleitet werden kann. Damit eine genaue Steuerung oder Regelung zu einem späteren Zeitpunkt möglich ist, muß gefordert werden, daß die in Form von Ladungsmengen gespeicherten Kommandos zum Zeitpunkt des Steueroder Regelungseinsatzes noch in ihrer ursprünglichen Größe zur Verfügung stehen. Da einerseits derartige Kommandos oftmals nur einen geringen Energieinhalt haben und bereits kleine Unterschiede der Kommandos deutlich unterschieden werden müssen, ist es notwendig, daß die zur Speicherung solcher Kommandos vorgesehenen Kondensatoren hinsichtlich ihrer Kapazität den geringen Energiemengen solcher Kommandos entsprechen, damit auch die unterschiedlichen geringen Energieinhalte verschiedener Kommandos in Spannungen von einwandfrei unterscheidbarer Größe ausgedrückt werden.

Da jeder Kondensator einen Teil seiner Ladung über unvermeidbare Ableitwiderstände im Lauf einer mehr oder minder langen Zeit verliert, tritt bei den kleinen .Speicherkondensatoren schon nach geringen Zeitspannen eine prozentual hohe Absenkung der Spannung ein, so daß die Speicherung von Kommandos gewöhnlich nur kurzzeitig mit ausreichender Genauigkeit möglich ist.

Bei Geigerzählern, die mit einem Kondensator als Speicher arbeiten, kann die Anzeigeempfmdlichkeit nach einem bekannten, Vorschlag dadurch erhöht werden, daß der Anzeigeglimmlampe mit einem Kondensator, der durch mehrere unmittelbar aufeinander folgende Zählimpulse aufgeladen wird, eine weitere Glimmlampe mit einem Kondensator großer Kapazität zugeschaltet wird. Dem zusätzlichen Hilfsstromkreis mit dem Kondensator großer Kapazität fällt dabei die Aufgabe zu, den Entladevorgang einer Summe von gespeicherten Zählimpulsen über die Glimmlampe kräftiger zu gestalten, um eine bessere Anzeige- bzw. Beobachtungsmöglichkeit erzielen zu können. Die Anordnung des großen zusätzlichen Kondensators bewirkt also eine Steigerung der Anzeigeempfindlichkeit, übt aber auf die Speicherfähigkeit der Impulse keinen Einfluß aus.

Bei einer anderen bekannten Zähleinrichtung wird

Anordnung zur langzeitigen Speicherung elektrischer Größen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Georg Sichling, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

ein größerer Kondensator stufenweise durch wiederholtes Anlegen einer zweiten kleineren Kondensatorspannung entladen, wobei ein Transistor nach einer bestimmten Zahl von Entladungen an eine derartige Steuerspannung zu liegen kommt, daß er öffnet und in Abhängigkeit davon ein Relais betätigt. Die Verwendung des Transistors in Verbindung mit dem Kondensator bewirkt auch hier eine Verstärkung des Summenimpulses, ohne jedoch eine langzeitige Speicherungsmöglichkeit zu geben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vergrößerung der Speicherzeiten und eine Verbesserung der Konstanthaltung der Energiemengen von Kommandos, d. h. eine Verbesserung der Übertragungsgenauigkeit der einzelnen Kommandos auf Steuer- oder Regeleinrichtungen zu erzielen. Die Lösung besteht in der Verbindung des Speicherkondensators mit einem Vergleiehskondensator über eine kontaktlose Schalt- und Verstärkeranordnung, welche die Aufladung des Vergleichskondensators durch eine gesonderte Stromquelle nach Erreichen einer der jeweiligen Speicherungskondensatorspannung gleichen Spannung selbsttätig beendet, wobei der Vergleichskcmdensator die Speicherung einer der elektrischen Größe proportionalen Ladung übernimmt und seine Entladung bis zum Zeitpunkt des gewünschten Einsatzes der gespeicherten Größe verhindert wird.

Durch Wahl des Verstärkungsfaktors und Wahl der Kapazität des Vergleichskondensators kann eine schnelle Aufladung des Vergleichskondensators einerseits und eine Konstanthaltung der gespeicherten Kommandos andererseits leicht erreicht werden, da beispielsweise bei der größeren Kapazität des Vergleichskondensators die über die unvermeidlichen Ab-

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leitwiderstände abgeleiteten Teilladungen nur eine prozentual geringe Spannungssenkung des Vergleichskondensators hervorrufen. Durch entsprechende Verwendung von Verstärkerschaltungen mit einem großen Stromverstärkungsfaktor kann auch bei Verwendung eines sehr großen Vergleichskondensators die Aufladung desselben innerhalb einer so> kurzen Zeit erfolgen, in der der Speicherkondensator praktisch noch seine volle, von dem Kommando^ herrührende Ladung besitzt.

Vorteilhaft kann die hierzu, verwendete Schalt- und Verstärkeranordnung aus mindestens einem Transistor mit vorgeschaltetem Widerstand bestehen, dessen Basis mitt der negativen Elektrode des Speicherkondensators, dessen Emitter mit der einen Elektrode des Vergldichskondensators verbunden ist und dessen Kollektor mit dem negativen Pol der Stromquelle über den Vorwiderstand verbunden ist. Eine noch größere Stromverstärkung kann durch eine an sich bekannte Kaskadenschaltung von Transistoren erreicht werden, bei der ein oder weitere zusätzliche Transistoren jeweils emitterseitig mit der Basis des ersten bzw. jeweils vorausgehenden Transistors verbunden sind und die Basis des letzten Transistors mit der negativen Elektrode des Speicherkondensators in Verbindung steht. Um die Ladung des Speicherkondensators ungünstig beeinflussende Rückströme möglichst klein zu halten, werden vorteilhaft Siliziumtransistoren verwendet. An Stelle einer einfachen oder mehrstufigen Verstärkerschaltung der vorgenannten Art kann als Verstärkeranordnung auch ein astabiler Kippkreis vorgesehen sein. Zur Weiterleitung der, gespeicherten Steuerkommandos an die einzelnen Regel- oder Steuereinrichtungen kann beispielsweise ein Magnetverstärker vorgesehen sein, dessen Eingang auf den Vergleichskondensator schaltbar ist.

An Hand der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gemäß Fig. 1 ist ein in nicht näher dargestellter Weise von einem Sobald der Kondensator C₂ die gleiche Spannung aufweist wie der Speicherkondensator C₁, letzterer also gegenüber dem Vergleichskondensator keine negativere Spannung mehr an der Basis des Transistors T₁ hervorruft, wird dieser wegen Fortfall des Öffnungsstromes wieder gesperrt und somit auch die Stromquelle B vom Vergleichskondensator getrennt, so daß der Vergleichskondensator, der nunmehr die eigentliche Speicherung einer dem Kommando verhältigen

ίο Ladung übernimmt, immer nur die gleiche Spannung wie der Speicherkondensator C₁ haben kann.

Eine Vergrößerung des Ladestromes für den Vergleichskondensator C₂ kann durch eine in Fig. 2 dargestellte Kaskadenschaltung erreicht werden. In diesem Falle sind zwei Transistoren T₁ und T₂ vorgesehen, von denen der Transistor T₁ wie im erstgenannten Beispiel emitterseitig mit der einen Elektrode des Vergleichskondensators C₂ und basisseitig mit dem Emitter des zweiten Transistors T₂ verbunden ist, dessen Basis seinerseits galvanisch mit der negativen Elektrode des Speicherkondensators C₁ in Verbindung steht. Über Vorschaltwiderstände R₁ und R₂ sind die Kollektoren beider Transistoren an den negativen Pol der Stromquelle angeschlossen. Der positive Pol der Stromquelle ist unmittelbar wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel mit der positiven Elektrode des Speicherkondensators C₁ und der freien Elektrode des Vergleichskondensators C₂ in Verbindung. Der von der Stromquelle herrührende Ladestrom J_L für den Vergleichskondensator C₂ beträgt hierbei:

/_t=(_yl + l) -02+I) -i,

worin y\ und j>2 die Stromverstärkungsfaktoren und i den Öffnungsstrom der beiden Transistoren T₁ und T₂ bedeuten.

Durch eine weitere Hinzufügung von Einzelstufen der Kaskade kann eine entsprechend größere Ladestromstärke und damit bei gegebenem Vergleichskondensator eine Verkleinerung der Ladezeit erreicht

Kommando beeinflußter Spaicherkondensator C₁ vor- 40 werden,
gesehen, der über die Klemmen 1, 2 in der angegebe- In Fig. 3 ist die Speicher- und Verstärkungsanord-

nen Polarität aufgeladen wird. Die positive Elektrode nung V nach Fig. 1 oder 2 in Verbindung mit einem

eine nicht näher gezeigte Steuer- oder Regeleinrichtung beeinflussenden Magnetverstärker MV dar-45

des Speicherkondensators C₃ ist mit dem positiven Pol einer Stromquelle B und der einen Elektrode eines Vergleichskondensators C₂ unmittelbar galvanisch verbunden, während die negative Elektrode des Speicherkondensators C₁ an die Basis eines Transistors. T₁ angeschlossen ist. Dieser Transistor T₁ ist emitterseitig mit - der anderen Elektrode des Vergleichskondensators C₂ und kollektorseitig über einen Vorschaltwiderstand R₁ mit dem negativen Pol der Stromquelle B verbunden. Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Nach Aufladen des Speicherkondensators C₁ durch ein entsprechendes Kommando wird infolge des negativen Potentials der Basis des Transistors T₁ gegenüber seinem Emitter ein vom Kondensator C₁ herrührender Öffnungsstrom über den Transistor T₁ und den Vergleichskondensator C₂ getrieben, so daß der Transistor T₁ einen Stromkreis, bestehend aus der Stromquelle B, dem Vergleichskondensator C₂, dem Transistor T₁ und dem Vorschaltwiderstand R₁, öffnet. Die Stromquelle B kann nunmehr über den geöffneten Transistor T₁ den Vergleichskondensator C₂ mit einem Ladestrom

h = 0 + 1) · i

laden. Darin bedeutet γ den Stromverstärkungsfaktor des Transistors und i den vom Speicherkondensator C₁ herrührenden Öffnungsstrom.

gestellt. Das Kommando wird beispielsweise in Form einer Spannung von einem Potentiometer P abgenommen und nach Schließen eines Schalters S₁ auf die Eingangsklemmen 1, 2 der Anordnung gegeben. An den Klemmen 3, 4 liegt dann das gespeicherte Kommando in Gestalt der gleichen Spannung wie an den Eingangsklemmen vor und kann jederzeit durch Schließen des Schalters vS"₂ über einen Vorwiderstand R auf den Eingang des Magnerverstärkers MV gegeben werden, dessen gleichstromseiter Ausgang 5,6 mit nicht näher dargestellter Steuer- oder Regeleinrichtung in Verbindung steht.

Claims (7)

Patentanspküche

1. Anordnung zur langzeitigen Speicherung elektrischer Größen, die durch leistungsschwache Spannungsimpulse dargestellt werden, unter Verwendung eines von diesen gespeisten Speicherkondensators, gekennzeichnet durch die Verbindung desselben mit einem Vergleichskondensator über eine kontaktlose Schalt- und Verstärkeranordnung, die die Aufladung des Vergleichskondensators durch eine gesonderte Stromquelle nach Erreichen einer der jeweiligen Speicherkondensatorspannung gleichen Spannung selbsttätig beendet, wobei der Vergleichskondensator

die Speicherung einer der elektrischen Größe pro portionalen Ladung übernimmt und seine Entladung bis zum Zeitpunkt des gewünschten Einsatzes der gespeicherten Größe verhindert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- und Verstärkeranordnung aus mindestens einem Transistor mit vorgeschaltetem Widerstand besteht, dessen Basis mit der negativen Elektrode des Speicherkondensators, dessen Emitter mit der einen Elektrode des Vergleichskondensators und dessen Kollektor mit dem negativen Pol der Stromquelle über den Vorwiderstand verbunden ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Transistor-Kaskadenschaltung, bei der ein oder weitere zusätzliche Transistoren jeweils emitterseitig mit der Basis des ersten bzw. jeweils vorausgehenden Transistors verbunden sind und die Basis des letzten Transistors mit der negativen Elektrode: des Speicherkondensators in Verbindung steht.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichskondensator eine wesentlich größere Kapazität als der Speicherkondensator hat.

5. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Transistoren, insbesondere von Siliziumtransistoren, die nur kleine, die Spannung des Speicherkondensators praktisch nicht beeinflussende Rückströme zulassen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines astabilen Kippkreises als Verstärkeranordnung.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in Regel- oder Steuereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichskondensator auf den Eingang eines die Regel- oder Steuereinrichtung beeinflussenden Magnetverstärkers mit Gleichstromausgang schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 909 605;
USA.-Patentschrift Nr. 2 584 990.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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