DE1175281B

DE1175281B - Circuit arrangement for impressing two oppositely variable DC currents, the sum of which is constant, into two different resistances, in particular for use in pilot-controlled level regulators in multi-channel carrier frequency wide-area systems

Info

Publication number: DE1175281B
Application number: DET24432A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joel Korn
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1963-08-06
Filing date: 1963-08-06
Publication date: 1964-08-06

Description

Schaltungsanordnung zur Einprägung zweier gegenläufig veränderlicher Gleichströme, deren Summe konstant ist, in zwei verschiedene Widerstände, insbesondere zur Anwendung in pilotgesteuerten Pegelreglern in Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einprägung zweier gegenläufig veränderlicher Gleichströme, deren Summe konstant ist, in zwei verschiedene Widerstände, insbesondere zur Anwendung in pilotgesteuerten Pegelreglern und Cosinusentzerrern in Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen.Circuit arrangement for imprinting two mutually variable Direct currents, the sum of which is constant, in two different resistances, in particular for use in pilot-controlled level regulators in multi-channel carrier frequency wide-area systems The invention relates to a circuit arrangement for impressing two opposing directions variable direct currents, the sum of which is constant, into two different resistances, especially for use in pilot-controlled level regulators and cosine equalizers in multichannel carrier frequency wide area systems.

In der Nachrichtentechnik besteht oft die Notwendigkeit, einen konstanten vorgegebenen Gleichstrom in zwei gegenläufig veränderliche Ströme aufzuteilen. Wenn der eine Strom zunimmt, soll der andere Strom abnehmen und umgekehrt, während die Summe beider Ströme konstant bleiben soll. So ist beispielsweise eine Dualschaltung zweier indirekt geheizter Heißleiter nur dann möglich, wenn die Heizströme der Heißleiter sich gegenläufig ändern und ihre Summe konstant bleibt (vgl. NTZ 5, 1963, S.263 bis 268, »Dualschaltung zweier indirekt geheizter Heißleiter«). Auch bei automatisch einstellbaren Cosinusentzerrern (vgl. deutsche Patentschrift 1130 002), die als Entzerrerglieder überbrückte T-Glieder mit jeweils zwei gegenläufig geregelten, indirekt geheizten Heißleitern enthalten, sind ebenfalls zwei gegenläufig veränderliche Heizströme notwendig, deren Summe konstant bleibt.In communications engineering, there is often a need to split a constant, predetermined direct current into two oppositely variable currents. If one current increases, the other current should decrease and vice versa, while the sum of both currents should remain constant. For example, a dual connection of two indirectly heated NTC thermistors is only possible if the heating currents of the NTC thermistors change in opposite directions and their sum remains constant (see NTZ 5, 1963, p.263 to 268, "Dual connection of two indirectly heated NTC thermistors"). Even with automatically adjustable cosine equalizers (see German patent specification 1130 002), which contain bridged T-elements as equalizer elements, each with two oppositely controlled, indirectly heated thermistors, two oppositely variable heating currents are also required, the sum of which remains constant.

Es sind ferner elektronische Einstellvorrichtungen bekannt (vgl. deutsche Patentschrift 1118 831), die zwei derart gegenläufig veränderliche Ströme liefern können. Sie enthalten einen reversiblen Digitalzähler, der aus n-transistorisierten, bistabilen Kippstufen besteht und durch Fortschalteimpulse zum Vorwärts-oder Rückwärtszählen veranlaßt wird. Von den Kollektoren der jeweils ersten Transistoren der Kippstufen werden über entsprechend dimensionierte AuskoppelwiderständeTeilströme ausgekoppelt, deren Summe den stufenweise veränderlichen Heizstrom eines ersten Heißleiters ergibt. Von den Kollektoren der jeweils zweiten Transistoren der Kippstufen werden über entsprechend dimensionierte Auskoppelwiderstände Teilströme ausgekoppelt, deren Summe den stufenweise veränderlichen Heizstrom eines zweiten Heißleiters ergibt. Die Auskoppelwiderstände R1, R2 . . R" der einzelnen Kippstufen werden im Verhältnis Rn : Rn _ 1: . . . R2 : Rl = 2 : 4 : 2n-1: 2n gestaffelt.Electronic adjustment devices are also known (cf. German Patent 1118 831) which can supply two currents which can be varied in opposite directions. They contain a reversible digital counter, which consists of n-transistorized, bistable multivibrators and which is caused to count up or down by incremental pulses. Partial currents are decoupled from the collectors of the respective first transistors of the multivibrator via appropriately dimensioned decoupling resistors, the sum of which results in the stepwise variable heating current of a first thermistor. Partial currents are decoupled from the collectors of the respective second transistors of the flip-flops via appropriately dimensioned decoupling resistors, the sum of which results in the step-wise variable heating current of a second thermistor. The decoupling resistors R1, R2. . R "of the individual flip-flops are staggered in the ratio Rn: Rn _ 1:... R2: Rl = 2: 4: 2n-1: 2n.

Die Einstellvorrichtung wirkt wie ein veränderbarer Vorwiderstand zum Heizer jedes Heißleiters, und wenn das Verhältnis des Spannungsabfalls am Heizer zur Betriebsspannung der Einstellvorrichtung sehr klein ist, so ist der Heizstrom umgekehrt proportional dem obengenannten Vorwiderstand. Bei jedem Fortschalteimpuls, der an die Einstellvorrichtung gelangt, nimmt der Heizstrom des einen Heißleiters um einen angenähert gleichen konstanten Betrag zu und der Heizstrom des anderen Heißleiters um den gleichen Betrag ab. Die Heizströme verändern sich also angenähert linear.The setting device acts like a variable series resistor to the heater of each thermistor, and if the ratio of the voltage drop across the heater to the operating voltage of the adjustment device is very small, so is the heating current inversely proportional to the above mentioned series resistance. With every step-up pulse, which reaches the setting device, takes the heating current of one of the thermistors by an approximately equal constant amount to and the heating current of the other Thermistor by the same amount. The heating currents therefore change approximately linear.

Ist der Spannungsabfall am Heizer des Heißleiters nicht gegenüber der Betriebsspannung der Einstellvorrichtung vernachlässigbar, so ändern sich die Heizströme nicht mehr linear, und die Summe beider Heizströme ist nicht mehr konstant. Die Betriebsspannung transistorisierter Sghaltungen hat die Größenordnung 20 V, und die /bei den Cosinusentzerrergliedern an den beiden Heizern jeweils abfallende Spannung kann bis zu 6 V betragen. Dabei kann sich die Summe beider Heizströme bis zu 20% ändern, was nicht mehr zulässig ist. Um trotzdem zufriedenstellend zu arbeiten, muß die Einstellvorrichtung viel mehr Strom verbrauchen, als sie auszukoppeln imstande ist. Ihr Wirkungsgrad ist also so gering. Um den Wirkungsgrad nicht gar schlecht werden zu lassen, werden bisher die einzelnen Kippstufen der Einstellvorrichtung verschieden ausgelegt, so daß die Kippstufen, die mehr Strom auskoppeln müssen, auch selbst mehr Strom verbrauchen. Dadurch wird aber eine rationelle Fertigung und Vereinheitlichung erschwert. Diese Nachteile werden bei einer Schaltungsanordnung zur Einprägung zweier gegenläufig veränderlicher Gleichströme, deren Summe konstant ist, in zwei verschiedene Widerstände, insbesondere zur Anwendung bei pilotgesteuerten Pegelreglern in Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen, bei der eine Einstellvorrichtung, vorzugsweise eine elektronische Einstellvorrichtung mit stufenweise einstellbarer Ausgangsspannung, zur Einstellung der gegenläufig veränderlichen Ströme vorgesehen ist, erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Einstellvorrichtung einen mindestens zwei Transistoren mit gemeinsamem Emittervorwiderstand enthaltenden Differenzverstärker an einem Eingang (Steuereingang) steuert, während am anderen Eingang eine konstante Referenzspannung angelegt wird, und daß die Kollektorströme der zwei Transistoren des Differenzverstärkers als die zwei gegenläufig veränderlichen Ströme dienen.The voltage drop on the heater of the thermistor is not opposite the operating voltage of the adjustment device is negligible, the change Heating currents are no longer linear and the sum of the two heating currents is no longer constant. The operating voltage of transistorized holdings is of the order of 20 V, and the / at the cosine equalizer elements at the two heaters each falling Voltage can be up to 6V. The sum of the two heating currents can be up to change to 20%, which is no longer permitted. In order to still work satisfactorily, the adjustment device must consume much more power than it is able to decouple is. So their efficiency is so low. In terms of efficiency, it's not bad at all So far, the individual tilt stages of the adjustment device are to be let designed differently, so that the flip-flops, which have to couple more current, also consume more electricity yourself. This, however, makes production more efficient and standardization made more difficult. These disadvantages are addressed in a Circuit arrangement for impressing two oppositely variable direct currents, the sum of which is constant, in two different resistances, in particular for application for pilot-controlled level regulators in multi-channel carrier frequency wide-area systems, in which an adjusting device, preferably an electronic adjusting device with step-by-step adjustable output voltage, for setting the counter-rotating variable currents is provided, eliminated according to the invention in that the Adjustment device for at least two transistors with a common emitter series resistor containing differential amplifier at one input (control input) controls while a constant reference voltage is applied to the other input, and that the collector currents of the two transistors of the differential amplifier than the two mutually variable Streams serve.

Es ist bei einem Differenzverstärker für Gleichstrom-Millivoltmeter, der mit in Emitterschaltung betriebenen Transistoren bestückt ist, bekannt, für die Nulleinstellung der Ausgangsspannung des Verstärkers bei kurzgeschlossenen Eingangsklemmen die Kollektorlastwiderstände der beiden Transistoren gegensinnig zu ändern und diese Widerstände dementsprechend veränderbar auszubilden (Zeitschrift »Funk-Technik«, 1962, Nr. 16, S. 359, Bild 2).It is with a differential amplifier for direct current millivoltmeter, which is equipped with operated in emitter circuit transistors, known for the zero setting of the output voltage of the amplifier with short-circuited input terminals to change the collector load resistances of the two transistors in opposite directions and this To make resistances changeable accordingly (magazine »Funk-Technik«, 1962, No. 16, p. 359, Fig. 2).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figur erläutert. Zum Differenzverstärker gehören die Transistoren Tsl und Ts2, die Referenz-Zenerdiode Dl, der Widerstand R3, der gemeinsame Emitterwiderstand R4 und die zwei als Kollektorvorwiderstände der Transistoren dienenden Heizwiderstände R, und R6 der zwei Heißleiter. UH, ist die Betriebsspannung des Differenzverstärkers. Über R3 fließt ein Strom ein in die Diode Dl, der den Arbeitpunkt der Diode bestimmt. Die Einstellvorrichtung EV liefert an den Widerstand R1 eine stufenweise veränderliche Steuerspannung, die über den Basisvorwiderstand R2 den Differenzverstärker steuert. Über den Widerstand R7 wird an den Eingang des Differenzverstärkers eine Vorspannung gelegt. Bei verschwindender Steuerspannung aus der Einstellvorrichtung fließt über den Transistor Ts 1 infolge der Vorspannung ein kleiner Strom, der dafür sorgt, daß der Steuerbereich des Differenzverstärkers sich im linearen Arbeitsgebiet befindet. Mit steigender Steuerspannung aus der Einstellvorrichtung wächst der Kollektorstrom des Transistors Ts 1, während der Kollektorstrom des Transistors Ts2 abnimmt. Die Summe der beiden Kollektorströme, die durch den gemeinsamen Emittervorwiderstand R4 fließt, stellt sich von selbst so ein, daß der Spannungsabfall an diesem Widerstand R4 und die Emitter-Basis-Spannung des Transsistors Ts2 gleich der Referenzspannung der Zenerdiode Dl ist. Die Emitter-Basis-Spannung des Transistors Ts2 ist klein gegenüber der Referenzspannung der Zenerdiode, so daß ihre Änderung nur sehr kleinen Einfluß auf den Gesamtstrom hat. Wenn nun die Zenerdiode einen sehr kleinen Temperaturkoeffizienten besitzt, ist die Summe beider Heizströme angenähert konstant.An embodiment of the invention is explained with reference to the figure. The differential amplifier includes the transistors Tsl and Ts2, the reference Zener diode Dl, the resistor R3, the common emitter resistor R4 and the two heating resistors R and R6 of the two thermistors serving as collector resistors of the transistors. UH, is the operating voltage of the differential amplifier. A current flows into the diode Dl via R3 and determines the working point of the diode. The setting device EV supplies the resistor R1 with a step-wise variable control voltage which controls the differential amplifier via the base series resistor R2. A bias voltage is applied to the input of the differential amplifier via resistor R7. When the control voltage from the setting device disappears, a small current flows through the transistor Ts 1 as a result of the bias voltage, which ensures that the control range of the differential amplifier is in the linear operating range. As the control voltage from the setting device increases, the collector current of the transistor Ts 1 increases, while the collector current of the transistor Ts2 decreases. The sum of the two collector currents flowing through the common emitter series resistor R4 adjusts itself so that the voltage drop across this resistor R4 and the emitter-base voltage of the transistor Ts2 is equal to the reference voltage of the Zener diode Dl. The emitter-base voltage of the transistor Ts2 is small compared to the reference voltage of the Zener diode, so that its change has only a very small influence on the total current. If the Zener diode now has a very small temperature coefficient, the sum of the two heating currents is approximately constant.

Da die zum Steuern des Differenzverstärkers benötigte Steuerleistung viel kleiner als die von den Heizern der Heißleiter verbrauchte Leistung ist, können die einzelnen Kippstufen der Einstellvorrichtung für kleineren Eigenleistungsverbrauch dimensioniert werden, und die gesamte Schaltung arbeitet mit besserem Wirkungsgrad. Auch können alle Kippstufen der Einstellvorrichtung gleichdimensioniert werden. Dadurch werden auch die einzelnen Kippstufen der Einstellvorrichtung stabiler.Because the control power required to control the differential amplifier is much smaller than the power consumed by the heaters of the thermistors the individual tilt levels of the adjustment device for lower internal power consumption dimensioned, and the entire circuit works with better efficiency. All tilt stages of the adjustment device can also be dimensioned the same. This also makes the individual tilt stages of the adjustment device more stable.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch dann günstig, wenn nur einer der zwei gegenläufig veränderlichen Ströme zur Nutzbarmachung ausgekoppelt werden soll.The arrangement according to the invention is also advantageous if only one of the two oppositely variable currents are decoupled for utilization target.

Es ist bekannt (vgl. deutsche Patentschrift 1118 832), die Änderung des Widerstandes indrekt geheizter Heißleiter bei stufenweiser Änderung ihrer Heizströme dadurch zu beschleunigen, daß den Heizern gleichzeitig mit der stufenweisen Änderung ihrer Heizströme mittels zeitgesteuerter elektronischer Schalter zusätzliche Heizstromimpulse entsprechender Polarität, Amplitude und Zeitdauer überlagert werden, die ein schnelleres Aufheizen oder Abkühlen der an sich trägen Heißleiter bewirken. Eine derartige Beschleunigung kann auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung günstigerweise so vorgenommen werden, daß die zeitgesteuerten elektronischen Schalter entsprechende zusätzliche Steuerspannungsimpulse auf den Steuereingang des Differenzverstärkers, im Ausführungsbeispiel aso an den Widerstand R1, geben. Dadurch wird auch die Realisierung dieser vorzugsweise als Kippstufen ausgebildeten elektronischen Schalter erleichtert.It is known (see German patent specification 1118 832) to accelerate the change in the resistance of indirectly heated thermistors with a stepwise change in their heating currents by giving the heaters additional heating current pulses of corresponding polarity, amplitude and duration simultaneously with the stepwise change in their heating currents by means of time-controlled electronic switches are superimposed, which cause a faster heating or cooling of the inert thermistor itself. Such an acceleration can also advantageously be carried out in the arrangement according to the invention in such a way that the time-controlled electronic switches give corresponding additional control voltage pulses to the control input of the differential amplifier, in the exemplary embodiment aso to the resistor R1. This also facilitates the implementation of these electronic switches, which are preferably designed as flip-flops.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for impressing two opposing directions variable direct currents, the sum of which is constant, into two different resistances, especially for use in pilot-controlled level regulators in multi-channel carrier frequency wide-area systems, in which an adjusting device, preferably an electronic adjusting device with step-by-step adjustable output voltage, for setting the counter-rotating variable currents is provided, d a -characterized in that the adjustment device (EV) at least two transistors (Tsl, Ts2) with a common emitter series resistor (R4) containing differential amplifier at one input (control input) controls, while at the other input a constant reference voltage is applied, and that the collector currents of the two transistors of the differential amplifier than the two oppositely variable currents serve.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the reference voltage of the differential amplifier through a Zener diode (Dl) with a small temperature coefficient is stabilized.

3. Circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that all the electronic flip-flops Adjusting device (EV) are of the same size.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that only one of the two oppositely variable currents is decoupled for utilization. 5. Circuit arrangement according to claim 1, in which the oppositely variable direct currents are used to heat indirectly heated thermistors and these are heated or cooled in an accelerated manner by means of additional current pulses, characterized in that corresponding additional control voltage pulses are given to the input of the differential amplifier. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 1118 831, 1118 832, 1130 002; "Telecommunications Journal" (NTZ), 1963, no.

5, pp. 263 to 268; "Funk-Technik", 1962, No. 16, p. 539.