DE1118832B

DE1118832B - Schaltungsanordnung zur Verkleinerung der Zeitkonstante von temperaturabhaengigen Widerstaenden, insbesondere fuer die Pegelregelung in Vielkanal-Traegerfrequenz-Nachrichtenuebertragungssystemen

Info

Publication number: DE1118832B
Application number: DET20142A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joel Korn
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-05-10
Filing date: 1961-05-10
Publication date: 1961-12-07
Also published as: US3200238A; CH363705A; GB996954A

Description

Bei der Verwendung eines indirekt geheizten Thermistors zu Regelzwecken, insbesondere für die Pegelregelung in Vielkanal-Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemen, ist bereits vorgeschlagen worden, den Heizstrom mit Hilfe einer elektronischen, digitalen Einstellvorrichtung stufenweise zu verändern. Dabei werden die Heizstromstufen vorzugsweise einander gleich groß gemacht, d. h., bei jedem Regelimpuls, der auf die Einstellvorrichtung gelangt, ändert sich der Heizstrom/ um einen gleichen Betrag AI und bleibt dann unverändert, bis ein neuer Regelimpuls auftritt. Soll der Thermistor aufgeheizt werden, so wird der Heizstrom stufenweise jeweils um AI vergrößert; soll der Thermistor dagegen abgekühlt werden, so wird der Heizstrom stufenweise jeweils um AI verkleinert.

Infolge der großen, mehrere Sekunden betragenden Zeitkonstante des Thermistors ändert sich bekanntlich der Thermistorwiderstand bei einer plötzlich auftretenden Heizstromänderung nur langsam nach einer e-Funktion. Dadurch läuft der Regelvorgang sehr langsam ab, und es wird gegebenenfalls hierdurch eine kurzzeitige Fehlersummierung bei der Hintereinanderschaltung mehrerer Regler in einer längeren Übertragungsstrecke verursacht. Außerdem sind die Abkühlzeitkonstante und die Aufheizzeitkonstante des Thermistors nicht gleich groß; das Aufheizen erfolgt schneller als das Abkühlen.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt den zeitlichen Verlauf des zur Zeit J₁ bzw. t₂ um eine Stufe herab- bzw. heraufgesetzten Thermistorheizstromes I_n und den entsprechenden Verlauf des Thermistorwiderstandes R₇.

Die die genannten Nachteile vermeidende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verkleinerung der Zeitkonstante von insbesondere indirekt geheizten, temperaturabhängigen Widerständen, deren Heizstrom beispielsweise mittels einer elektronischen, digitalen Einstellvorrichtung stufenweise geregelt wird, insbesondere für die Pegelregelung in Vielkanal-Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemen.

Erfindungsgemäß sind zwei zeitgesteuerte Schalter vorgesehen, die beispielsweise von der Steuerschaltung der Einstellvorrichtung gleichzeitig mit dieser derart betätigt werden, daß bei einer stufenweisen Erhöhung des Heizstromes der eine Schalter für eine kurze Zeit eine zusätzliche, wesentliche Erhöhung des Heizstromes bewirkt und bei einer stufenweisen Verringerung des Heizstromes der andere Schalter für eine kurze Zeit eine zusätzliche, wesentliche Verringerung des Heizstromes hervorruft.

Die Dauer der zusätzlichen Stromimpulse kann

Schaltungsanordnung

zur Verkleinerung der Zeitkonstante

von temperaturabhängigen Widerständen,

insbesondere für die Pegelregelung

in Vielkanal -Trägerf requenz-Nachrichten-

übertragungssystemen

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dipl.-Ing. Joel Korn, Backnang (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

entweder durch die Steuerschaltung von außen oder durch die innere Dimensionierung der Schalteranordnung bestimmt werden.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Heizstromes und des Thermistorwiderstandes bei Verwendung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Wie ersichtlich, wird beim Eintreffen eines Regelimpulses, der eine Abkühlung des Thermistors veranlassen soll, im Zeitpunkt t_x der Strom I₁₁ über den der normalen Stromstufe (Fig. 1) entsprechenden Betrag hinaus stark herabgesetzt und bis zu einem Zeipunkt t( auf diesem Wert gehalten. Innerhalb dieses Zeitraums, der durch die Steuerung des Schalters für die zusätzlichen negativen Stromimpulse gegeben ist, wird der Thermistor schnell abgekühlt. Im Zeitpunkt t_±' wird

der Schalter umgeschaltet, der zusätzliche negative Stromimpuls kommt in Fortfall, und der Strom I_H steigt auf den der Stromstufe entsprechenden normalen Wert an. Beim Eintreffen eines Regelimpulses, der ein Aufheizen des Thermistors veranlassen soll, wird im Zeitpunkt t₂ der andere Schalter wirksam und liefert für kurze Zeit einen großen zusätzlichen positiven Stromimpuls, der den Thermistor schnell aufheizt. Nach einer bestimmten, durch die Steuerung dieses zweiten Schalters gegebenen Zeitdauer wird im Zeitpunkt L₂' der zusätzliche positive Stromimpuls abgeschaltet, so daß der Strom I_H auf seinen der normalen Stromstufe entsprechenden Wert herabsinkt.

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Der Widerstand R_T zeigt dabei den dargestellten Verlauf mit scharf ausgeprägter, angenähert rechteckförmiger Stufe. Die Impulshöhe des zusätzlichen Impulses hängt von der gewünschten Zeitkonstantenverkürzung ab, während die Impulsdauer so bemessen sein s. muß, daß gerade nach Erreichen des der normalen Stromstufe entsprechenden Thermistorwiderstandes der zusätzliche Strom aufhört.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung in stark schematisierter Darstellung. Die von einer Steuerschaltung St den erforderlichen Regelschritten entsprechend gesteuerte elektronische Einstellvorrichtung EV liefert aus einer Gleichspannungsquelle — U, 0 in den Heizwiderstand R_H des Thermistors einen stufenweise veränderlichen, eingeprägten Strom. Die beiden Schalter S₁, S₂, die für kurze Zeit einen großen zusätzlichen Stromimpuls durch den Heizwiderstand R_n liefern, sind als monostabile Multivibratoren M₁ bzw. M₂ ausgebildet und beispielsweise mit je zwei Transistoren bestückt. Der ao Multivibrator M₁ liegt an der Spannung — U, 0 derart, daß die Kollektorspannung der Transistoren den Wert — U oder 0 annehmen kann. Der Multivibrator M₂ liegt an der Spannung — 2£/, — U derart, daß die Kollektorspannung der Transistoren den Wert —2 U oder — U annehmen kann. Die Multivibratoren sind als Umschalter angedeutet. Im Ruhezustand liegen die beiden Umschalter auf Stellung — U und liefern keinen Strom in den Heizwiderstand R_H.

Soll nach einem Regelimpuls der Heizstrom um eine Stufe erhöht werden, so wird von der Steuerschaltung St aus gleichzeitig mit der Einstellvorrichtung EV auch der Multivibrator M₁ betätigt; der Schalter S₁ wird in Stellung 0 gebracht, und für die Impulsdauer des Multivibrators M₁ fließt über einen Widerstand R₁ und den Heizwiderstand R₁₁ ein zusätzlicher positiver Strom. Der Betrag dieses Stromes ist wesentlich größer als der Betrag einer Stromstufe JI. Der Heizwiderstand wird also kurzzeitig von einem überhöhten Strom durchflossen.

Soll nach einem Regelimpuls der Heizstrom um eine Stufe verkleinert werden, so wird entsprechend von der Steuerschaltung Si aus gleichzeitig mit der Einstellvorrichtung EV auch der Multivibrator M₂ betätigt. Der SchalterS₂ wird in Stellung— 2U gebracht, und für die Impulsdauer des Multivibrators M₂ fließt über einen Widerstand R₂ und den Heizwiderstand R_H ein zusätzlicher negativer Strom. Der Strom im Heizwiderstand R_H wird dadurch kurzzeitig stark verkleinert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Impulsdauer der zeitgesteuerten Schalter S₁ bzw. S₂ durch die Impulsdauer der Multivibratoren M₁ bzw. M₂ gegeben.

Die zeitgesteuerten Schalter S₁, S₂ können außer als monostabile Multivibratoren auch als zeitgesteuerte bistabile Multivibratoren, als Sperrschwinger oder auch als Relaisschaltungen realisiert werden. Man kann auch einen der Schalter weglassen, um z. B. nur die Zeitkonstante für die Abkühlung oder nur die Zeitkonstante für die Aufheizung des Thermistors zu verkürzen.

Die Multivibratoren M₁ und M₂ können mit Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps, z. B. pnp-Transistoren, ausgerüstet werden. In diesem Fall liegt entsprechend Fig. 3 der Multivibrator M₁ für positive Stromimpulse an derselben Betriebsspannung (— U, 0) wie die Einstellvorrichtung EV und der Multivibrator M₂ für negative Stromimpulse an einer zusätzlichen, mit der ersteren Betriebsspannung in Reihe liegenden Betriebsspannung (-2 U, -U) derart, daß die beiden Multivibratoren wie Umschalter wirken, die über die Vorwiderstände R₁, R₂ an die eine Klemme des Heizwiderstandes R_n kurzzeitig jeweils den nicht gemeinsamen Pol (0, —2 t/) ihrer Betriebsspannungsquellen durchschalten, während die andere Klemme des Heizwiderstandes am gemeinsamen Pol (-U) der beiden Betriebsspannungen liegt.

Werden die Multivibratoren M₁ und M₂ dagegen mit Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps ausgerüstet, z. B. M₁ mit pnp-Transistoren und M₂ mit npn-Transistoren, so liegt der Multivibrator M₁ für positive Stromimpulse an derselben Betriebsspannung (—C/, 0) wie die Einstellvorrichtung EV und der Multivibrator M₂ für negative Stromimpulse an einer zusätzlichen Betriebsspannung (0, + U), die mit der ersteren Betriebsspannung in Reihe geschaltet ist. Die beiden Multivibratoren arbeiten dann als Umschalter, die über die Vorwiderstände R₁, R₂ an die eine Klemme des Heizwiderstandes R_H kurzzeitig jeweils den nicht gemeinsamen Pol(— U, +U) ihrer Betriebsspannungsquellen durchschalten, während die andere Klemme des Heizwiderstandes am gemeinsamen Pol (0) der beiden Betriebsspannungen liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Verkleinerung der Zeitkonstante von insbesondere indirekt geheizten, temperaturabhängigen Widerständen, deren Heizstrom beispielsweise mittels einer elektronischen, digitalen Einstellvorrichtung stufenweise geregelt wird, insbesondere für die Pegelregelung in Vielkanal-Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zeitgesteuerte Schalter (S₁, S₂) vorgesehen sind, die beispielsweise von der Steuerschaltung (Si) der Einstellvorrichtung (EV) gleichzeitig mit dieser derart betätigt werden, daß bei einer stufenweisen Erhöhung des Heizstromes der eine Schalter (S₁) für eine kurze Zeit eine zusätzliche, wesentliche Erhöhung des Heizstromes bewirkt und bei einer stufenweisen Verringerung des Heizstromes der andere Schalter (S₂) für eine kurze Zeit eine zusätzliche, wesentliche Verringerung des Heizstromes hervorruft.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter (S₁, S₂) zwei monostabile Multivibratoren (M₁ M₂) dienen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multivibratoren Transistoren gleichen Leitfähigkeitstyps, z.B. pnp-Transistoren, aufweisen und daß der Multivibrator (M₁) für positive Stromimpulse an derselben Betriebsspannung (— U, 0) liegt wie die Einstellvorrichtung (EV) und der Multivibrator (M₂) für negative Stromimpuls© an einer zusätzlichen, mit der ersteren Betriebsspannung in Reihe geschalteten Betriebsspannung (—2 U, — U) liegt, derart, daß die beiden Multivibratoren wie Umschalter wirken, die über entsprechende Vorwiderstände (R₁, R₂) an die eine Klemme des Heizwiderstandes (R_H) kurzzeitig jeweils den nicht gemeinsamen PoI(O, —2 U) ihrer Betriebsspannungsquellen durchschalten, während die andere Klemme des Heizwiderstandes (R_H) am

gemeinsamen Pol(— U) der beiden Betriebsspannungsquellen liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multivibratoren (M₁, M₂) mit Transistoren verschiedenen Leitfähigkeitstyps ausgerüstet sind, d. h. der eine Multivibrator mit pnp-Transistoren und der andere mit npn-Transistoren, daß der Multivibrator (M₁) für positive Stromimpulse an derselben Betriebsspannung (— U, 0) liegt wie die Einstellvorrichtung (EV) und daß der Multivibrator (M₂) für negative Stromimpulse an einer zusätzlichen, mit der ersteren Betriebsspannung in Reihe geschalteten Betriebsspannung (0, + U) liegt, derart, daß die beiden Multivibratoren wie Umschalter wirken, die über entsprechende Vorwiderstände (Ii₁, R₂) an die eine Klemme des Heizwiderstandes (R_H) kurzzeitig jeweils den nicht gemeinsamen Pol(— U, +U) ihrer Betriebsspannunsquellen durchschalten, während die andere Klemme des Heizwiderstandes (R_H) am gemeinsamen Pol (0) der beiden Betriebsspannungsquellen liegt.

5. Abänderung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein zeitgesteuerter Schalter vorgesehen ist, um nur die Zeitkonstante für die Abkühlung oder für die Aufheizung des Thermistors zu verkürzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen