DE1129185B - Arrangement for checking amplifier elements in electrical communications technology during operation - Google Patents
Arrangement for checking amplifier elements in electrical communications technology during operationInfo
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Description
Anordnung zur Überprüfung von Verstärkerelementen der elektrischen Nachrichtentechnik während des Betriebes Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überprüfung der Verstärkungseigenschaften von Verstärkerelementen während des Betriebes in Geräten und Anlagen der elektrischen Nachrichtentechnik, insbesondere stark gleichstromgegengekoppelte Verstärkerelemente.Arrangement for checking amplifier elements of the electrical Communication technology during operation The invention relates to an arrangement to check the amplification properties of amplifier elements during the Operation in devices and systems for electrical communications engineering, in particular Strong DC negative feedback amplifier elements.
Bei kommerziellen Nachrichtenübertragungsanlagen besteht zumeist die Forderung, die Verstärkerelemente, insbesondere Elektronenröhren, während des Betriebes auf Alterungseffekte zu überprüfen. Es sind Überwachungseinrichtungen bekannt, die aus einem im Anodenkreis der zu überwachenden Röhre angeordneten -Relais bestehen, das den Arbeitspunkt der Röhre kontrolliert und bei unzulässigen Änderungen des Anodenstromes eine optische oder akustische Signaleinrichtung betätigt. Wie die Praxis zeigt, erweist sich die Kontrolle des Arbeitspunktes als nicht ausreichend, da sie die Verstärkungseigenschaften der überwachten Röhre nicht in allen Fällen mit erfaßt. Es ist durchaus möglich, daß die für die Verstärkungseigenschaften wesentliche Kenngröße, nämlich die dynamische Steilheit, bereits unzulässig klein geworden ist, während die Größe des Anodenstromes sich noch innerhalb der zulässigen Toleranzen befindet. Bei Transistoren liegen die Verhältnisse ähnlich.In commercial communication systems, there is usually the Requirement, the amplifier elements, especially electron tubes, during operation to check for aging effects. There are monitoring devices known that consist of a relay arranged in the anode circuit of the tube to be monitored, that controls the operating point of the tube and in the event of impermissible changes to the Anode current actuates an optical or acoustic signaling device. As the Practice shows, the control of the operating point proves to be insufficient, as they do not affect the amplification properties of the monitored tube in all cases captured with. It is entirely possible that those which are essential for the reinforcement properties The parameter, namely the dynamic slope, has already become impermissibly small, while the size of the anode current is still within the permissible tolerances is located. The situation is similar for transistors.
In einer. früheren Anmeldung ist bereits vorgeschlagen worden, durch definierte, kleine, die Verstärkungseigenschaften der Röhre praktisch nicht beeinflussende Änderungen der Gittergleichspannung oder der Anodengleichspannung und Messung der zugehörigen Anoden- bzw. Kathodengleichstromänderungen eine indirekte Überwachung der statischen Röhrensteilheit durchzuführen. Eine derartige Überwachung läßt sich jedoch nur dann mit Erfolg anwenden, wenn die zu überwachenden Röhren gleichstrommäßig nicht oder wenig gegengekoppelt sind. Andernfalls müßten nämlich die vorzunehmenden Spannungsänderungen mit Rücksicht auf ein einwandfreies Meßergebnis so groß gewählt werden, daß die Betriebseigenschaften der Röhren während des Prüfvorgangs nicht mehr gewährleistet wären. Aus diesem Grunde ist dieses Prüfungsverfahren auch nicht bei Transistoren anwendbar, weil deren temperaturabhängige Eigenschaften im allgemeinen stets eine starke Gleichstromgegenkopplung zur Stabilisierung ihres Arbeitspunktes vorschreiben.In a. earlier filing has already been proposed by defined, small ones that have practically no effect on the amplification properties of the tube Changes in the DC grid voltage or the DC anode voltage and measurement of the associated anode or cathode direct current changes an indirect monitoring the static tube slope. Such monitoring can however, only use it with success if the tubes to be monitored have direct current are not or little negative feedback. Otherwise the ones to be made would have to be carried out Voltage changes chosen so large with regard to a perfect measurement result that the operating characteristics of the tubes during the testing process will not be would be more guaranteed. For this reason, this examination procedure is also not applicable to transistors because their temperature-dependent properties in general always a strong DC negative feedback to stabilize your working point prescribe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur betrieblichen Überwachung der Verstärkungseigenschaften von Verstärkerelementen zu schaffen, die den an eine derartige Kontrolle zu stellenden Anforderungen genügt und auch bei stark gleichstromgegengekoppelten Verstärkerelementen nicht versagt.The invention is based on the object of an arrangement for operational Monitoring the amplification properties of amplifier elements to create the meets the requirements for such a control and also includes Strong DC negative feedback amplifier elements do not fail.
Für eine Anordnung zur Überprüfung der Verstärkungseigenschaften von Verstärkerelementen während des Betriebes in Geräten und Anlagen der elektrischen Nachrichtentechnik, insbesondere gleichstromgegengekoppelte Verstärkerelemente, bei der das sich in Betrieb befindliche Verstärkerelement zusätzlich mit einer kleinen Meßspannung beaufschlagt ist, deren Frequenz außerhalb des eigentlichen Betriebsbereiches des Verstärkerelementes liegt, wird erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu einem dem Steuerkreis und dem Arbeitskreis des Verstärkerelementes gemeinsamen Widerstand ein Spannungsmesser angeschaltet ist, der die an diesem Widerstand abfallende Meßspannung zur Anzeige bringt und daß die Zuführung der Meßspannung und die Anschaltung des Spannungsmessers an den dem Steuerkreis und dem Arbeitskreis des Verstärkerelementes gemeinsamen Widerstand über Schalter bzw. Steckverbindungen erfolgt. Es sind zwar Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen eine Verstärkerröhre während des Betriebes mit Hilfe einer Signalspannung überwacht wird, deren Frequenz wesentlich oberhalb des eigentlichen Betriebsbereiches der Röhre liegt. Die Signalspannung ist hierbei dem Gitter der betreffenden Röhre zugeführt und wird im Anodenstromkreis wieder selektiv ausgekoppelt. Die Auskopplung nimmt ein abgestimmter Übertrager vor, dessen Sekundärwicklung dem Steuereingang einer weiteren Verstärkerröhre parallel angeschaltet ist. Im Anodenstromkreis dieser weiteren Verstärkerröhre liegt d-e Steuerwicklung eines Relais, das anspricht, sobald die Signalspannung einen vorgeschriebenen Wert unterschreitet.For an arrangement for checking the reinforcement properties of Amplifier elements during operation in devices and systems of electrical Communications technology, especially DC negative feedback amplifier elements, in which the amplifier element that is in operation also has a small one Measurement voltage is applied, the frequency of which is outside the actual operating range of the amplifier element, the object is achieved according to the invention by that in parallel with one of the control circuit and the working circuit of the amplifier element common resistance a voltmeter is connected, which is connected to this resistance brings falling measuring voltage to the display and that the supply of the measuring voltage and the connection of the voltmeter to the control circuit and the working circuit of the amplifier element common resistance via switches or plug connections he follows. Although there are known circuit arrangements in which an amplifier tube is monitored during operation with the aid of a signal voltage, the frequency of which is significantly above the actual operating range of the tube. The signal voltage is fed to the grid of the tube in question and will selectively decoupled again in the anode circuit. The decoupling takes a coordinated Transformer, whose secondary winding is connected to the control input of another amplifier tube is switched on in parallel. In the anode circuit of this further amplifier tube lies d-e control winding of a relay that responds as soon as the signal voltage turns on falls below the prescribed value.
Abgesehen davon, daß es sich bei der bekannten Anordnung um eine Betriebsüberwachungseinrichtung und nicht um eine Anordnung zur Prüfung der Verstärkungseigenschaften handelt, zeichnet sich der Erfindungsgegenstand durch einen wesentlich einfacheren Schaltungsaufbau aus. Die Einfachheit der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung ist vor allem dadurch erzielt, daß die Meßspannung an einem Widerstand abgegriffen wird, der dem Steuerkreis und dem Arbeitskreis des Verstärkerelementes gemeinsam ist. Der Erfindungsgegenstand stellt auch gegenüber Anordnungen der geschilderten Art einen wesentlichen technischen Fortschritt deshalb dar, weil er es ermöglicht, d_e Meßspannungsquelle einschließlich des Spannungsmessers in einfachster Weise nach Wahl an die einzelnen Verstärkerelemente einer Verstärkeranordnung anzuschalten.Apart from the fact that the known arrangement is an operational monitoring device and is not an arrangement for testing the reinforcement properties the subject matter of the invention through a much simpler circuit structure the end. The simplicity of the present inventive arrangement is above all achieved in that the measurement voltage is tapped at a resistor that the Control circuit and the working group of the amplifier element is common. The subject of the invention also represents an essential technical one compared to arrangements of the type described Progress because it makes it possible, including the measurement voltage source of the voltmeter in the simplest way of your choice to the individual amplifier elements to turn on an amplifier arrangement.
An Hand einiger Ausführungsbeispiele für Elektronenröhren, die in der Zeichnung dargestellt sind, soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.On the basis of some embodiments for electron tubes that are shown in the drawing are shown, the invention will be explained in more detail below will.
Fig. 1 zeigt die übliche Schaltungsanordnung einer gleichstromgegengekoppelten Röhre Rö, deren Gitter das zu verstärkende Nutzsignal über den Koppelkondensator Cl zugeführt wird. Das Gitter der Röhre Rö ist außerdem über den Gitterableitwiderstand R1 mit einem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R4 und R5, verbunden, an dem die für die Gittervorspannung erforderliche Gleichspannung anliegt. In der Kathode der Röhre Rö sind zwei in Reihe geschaltete Widerstände R2 und R3 vorgesehen, von denen der Widerstand R3 zur Erzielung einer hohen Gleichstromgegenkopplung entsprechend hochohmig ausgeführt ist.Fig. 1 shows the usual circuit arrangement of a DC negative feedback Tube Tube, whose grid carries the useful signal to be amplified via the coupling capacitor Cl is supplied. The grid of the tube Rö is also above the grid bleeder resistor R1 connected to a voltage divider consisting of resistors R4 and R5, to which the DC voltage required for the grid bias is applied. In the Cathode of the tube Rö are two series-connected resistors R2 and R3, of which the resistor R3 to achieve a high DC negative feedback accordingly is carried out with high resistance.
Erfindungsgemäß sind die die Meßspannung erzeugende Meßspannungsquelle Gin Reihe mit dem Kondensator C4 und der Spannungsmesser A in Reihe mit dem Kondensator CS über den zweipoligen Schalter S1 parallel zum Widerstand RS bzw. Widerstand R2 angeschaltet. Die Kondensatoren C4 und CS dienen der gleichstrommäßigen Trennung der Meßanordnung von der Röhrenschaltung. Die am Widerstand RS abfallende Meßspannung, die der am Gitter der Röhre Rö anliegenden Signalspannung überlagert ist, besitzt eine weit unterhalb des Übertragungsbereiches der Verstärkeranordnung liegende Frequenz und ist so klein gewählt, daß sie auch aussteuermäßig die Betriebseigenschaften der zu prüfenden Röhre Rö nicht beeinträchtigt.According to the invention, the measuring voltage source generating the measuring voltage is Gin series with capacitor C4 and voltmeter A in series with capacitor CS via the two-pole switch S1 in parallel with the resistor RS or resistor R2 turned on. The capacitors C4 and CS are used for DC separation the measuring arrangement from the tube circuit. The measuring voltage drop across the resistor RS, which is superimposed on the signal voltage applied to the grid of the tube Rö a frequency far below the transmission range of the amplifier arrangement and is chosen so small that it also modulates the operating characteristics the tube to be tested does not affect the tube.
Dem dem Spannungsmesser A als Meßwiderstand zugeordnete Widerstand R2 ist der Kondensator C2 parallel geschaltet. Seine Größe ist so festgelegt, daß er den Widerstand R2 für die Signalströme kapazitiv überbrückt, für den Meßstrom dagegen einen vernachlässigbaren Nebenschluß bildet. Demgegenüber ist der dem Widerstand R3 parallel geschaltete Kondensator C3 so dimensioniert, daß er den Widerstand R3 sowohl für die Signalströme als auch für den Meßstrom kurzschließt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Röhre Rö für die Meßspannung keine zusätzliche nennenswerte Wechselstromgegenkopplung aufweist und der mit dem Spannungsmesser A gemessene Spannungsabfall am Widerstand R2 lediglich vom Meßstrom herrührt.The resistance assigned to the voltmeter A as a measuring resistor R2, the capacitor C2 is connected in parallel. Its size is set so that he capacitively bridges the resistor R2 for the signal currents, for the measuring current however, forms a negligible shunt. Opposite is the resistance R3 capacitor C3 connected in parallel is dimensioned in such a way that it exceeds the resistor R3 short-circuits both for the signal currents and for the measuring current. Through this Measure is achieved that the tube Rö for the measurement voltage no additional noteworthy Has alternating current negative feedback and the voltage drop measured with the voltmeter A. at resistor R2 originates only from the measuring current.
Der Meßvorgang, wie er der erfindungsmäßigen Anordnung zugrunde liegt, ist der gleiche wie der bei der Ermittlung der dynamischen Steilheit. Die Messung erfaßt also die für die Verstärkungseigenschaften der Röhre wesentliche Kenngröße.The measuring process, as it is based on the inventive arrangement, is the same as that used to determine the dynamic slope. The measurement thus detects the characteristic variable that is essential for the amplification properties of the tube.
Da die untere Frequenz der in Nachrichtenübertragungsanlagen verwendeten Verstärkereinrichtung im allgemeinen weit oberhalb der Netzfrequenz 50 Hz liegt, ist es vorteilhaft, die Meßspannung von der Netzspannung abzuleiten, da sich hierdurch die Bereitstellung eines besonderes Meßgenerators erübrigt.As the lower frequency of those used in communications systems Amplifier equipment is generally well above the 50 Hz mains frequency, it is advantageous to derive the measuring voltage from the mains voltage, as this the provision of a special measuring generator is unnecessary.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Anordnung nach der Erfindung ist in Fig.2 dargestellt. Die Schaltung der Röhre Rö entspricht bis auf den Fortfall des Widerstandes R2 in der Kathode der nach Fig. 1. Außerdem ist der Kondensator C3 nunmehr so bemessen, daß er den Widerstand R3 nur noch für die Signalströme kapazitiv überbrückt. Die Meßspannungsquelle G ist in Reihe mit dem Widerstand R6 parallel zum Spannungsmesser A geschaltet, und diese Schaltungsanordnung ist wiederum in Reihe mit dem Kondensator C5 über den Schalter SZ dem Widerstand R3 parallel anschaltbar. Das Schließen des Schalters SZ bewirkt, daß der Innenwiderstand der Röhre Rö - von der Kathode her gesehen - dem Spannungsmesser A parallel geschaltet wird, so daß die Anzeige des Spannungsmessers A entsprechend dem Spannungsteilerverhältnis des aus diesem Innenwiderstand und dem Widerstand R6 gebildeten Spannungsteilers zurückgeht. Da die Größe des Innenwiderstandes der Röhre Rö eine Funktion ihrer dynamischen Steilheit ist, ist die Größe der Anzeigeänderung ebenfalls ein brauchbares Kriterium für die Verstärkungseigenschaften der Röhre.Another, particularly advantageous arrangement according to the invention is shown in FIG. The circuit of the tube Rö corresponds to that of FIG. 1 except for the elimination of the resistor R2 in the cathode. In addition, the capacitor C3 is now dimensioned so that it capacitively bridges the resistor R3 only for the signal currents. The measuring voltage source G is connected in series with the resistor R6 in parallel with the voltmeter A, and this circuit arrangement can in turn be connected in series with the capacitor C5 via the switch SZ in parallel with the resistor R3. Closing the switch SZ causes the internal resistance of the tube Rö - seen from the cathode - to be connected in parallel with the voltmeter A, so that the display of the voltmeter A goes back according to the voltage divider ratio of the voltage divider formed from this internal resistance and the resistor R6. Since the size of the internal resistance of the tube Rö is a function of its dynamic slope, the size of the display change is also a useful criterion for the gain properties of the tube.
Die Meßanordnung nach Fig.2 läßt sich auch dann verwenden, wenn die Röhre Rö in der Kathode nicht nur gleichstrommäßig, sondern auch wechselstrommäßig gegengekoppelt ist. Eine derartige Schaltungsanordnung zeigt Fig. 3. In der Kathode der Röhre Rö ist hier in Reihe zu der Parallelschaltung aus Widerstand R3 und Kondensator C3 ein Widerstand R7 geschaltet, der die Röhre zusätzlich gleich-und wechselstrommäßig gegenkoppelt. Ein unmittelbares Parallelschalten der Schaltungsanordnung nach Fig.2 zu diesen in Reihe liegenden Widerständen R7 und R3 würde die Wechselstromgegenkopplung und damit die Betriebseigenschaften der Röhre Rö beeinflussen. Aus diesem Grunde ist der Schalter S2 über die Drossel D an die Kathode angeschlossen. Die Drossel D ist so ausgelegt, daß sie für die Signalströme eines sehr hohen und für den Meßstrom einen vernachlässigbaren Widerstand darstellt.The measuring arrangement according to Figure 2 can also be used when the Tube tube in the cathode not only in terms of direct current, but also in terms of alternating current is fed back. Such a circuit arrangement is shown in FIG. 3. In the cathode The tube Rö is here in series with the parallel connection of resistor R3 and capacitor C3 a resistor R7 connected, which the tube also direct and alternating current negative feedback. A direct parallel connection of the circuit arrangement according to FIG AC negative feedback would be applied to these series resistors R7 and R3 and thus affect the operating characteristics of the tube tube. For this reason the switch S2 is connected to the cathode via the choke D. The thrush D is designed so that it is for the signal currents of a very high and for the measuring current represents a negligible resistance.
Auch bei mit Heißleitern geregelten Röhren können die Verstärkungseigenschaften unabhängig vorn Regelzustand mit Hilfe einer Anordnung nach der Erfindung kontrolliert werden. Eine entsprechende Röhrenschaltung ist in Fig. 4 wiedergegeben. Die Schaltungsanordnung von Meßspannungsquelle G und Spannungsmesser A entspricht wiederum der in Fig. 2 und 3. Die Drossel D ist in diesem Fall in Reihe zum Widerstand R3 geschaltet und ist entsprechend der Drossel D nach Fig. 3 bemessen. Die Heißleiter H sind wechselstrommäßig der Reihenschaltung aus der Drossel D und dem Widerstand R3 über den Kondensator C6 und die Durchführungskondensatoren C7 parallel geschaltet und bestimmen durch die Größe ihrer gleichstrommäßig geregelten Widerstände den Grad der Wechselstromgegenkopplung der Röhre.Even in the case of tubes controlled with thermistors, the amplification properties can be controlled independently of the control status with the aid of an arrangement according to the invention. A corresponding tube circuit is shown in FIG. The circuit arrangement of the measuring voltage source G and voltmeter A again corresponds to that in FIGS. The thermistors H are connected in parallel with the series connection of the choke D and the resistor R3 via the capacitor C6 and the feed-through capacitors C 7 and determine the degree of the AC negative feedback of the tube by the size of their DC-controlled resistors.
Selbstverständlich ist die in Fig. 1 bis 4 gezeigte Schaltungsanordnung von Meßspannungsquelle G und Spannungsmesser A nicht für jede Verstärkerröhre einer Verstärkeranlage vorgesehen. Vielmehr wird eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung einer Vielzahl von Verstärkerröhren verwendet. An Stelle der Schalter S1 bzw. S2 können auch Steckklinken oder Steckverbindungen vorgesehen sein.The circuit arrangement shown in FIGS. 1 to 4 is of course of measuring voltage source G and voltmeter A not one for each amplifier tube Amplification system provided. Rather, a circuit arrangement is used for checking used on a wide variety of amplifier tubes. Instead of switches S1 or S2 plug-in pawls or plug connections can also be provided.
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| DES65249A DE1129185B (en) | 1959-09-30 | 1959-09-30 | Arrangement for checking amplifier elements in electrical communications technology during operation |
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1959
- 1959-09-30 DE DES65249A patent/DE1129185B/en active Pending
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