DE1130000B

DE1130000B - Verstaerker mit umschaltbarem Verstaerkungsfaktor

Info

Publication number: DE1130000B
Application number: DEL37350A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Schwann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-10-25
Filing date: 1960-10-25
Publication date: 1962-05-24

Description

Verstärker mit umschaltbarem Verstärkungsfaktor Die Erfindung betrifft einen Verstärker, bei welchem zur Erzielung eines umschaltbaren Verstärkungsfaktors einmal die Eingangsgröße und zum anderen der Grad der Gegenkopplung teilbar ist.
Bei bekannten Verstärkern dieser Art ist zwischen den Eingangs- und den Ausgangsklemmen je eine bestimmte Zahl von ohmschen Widerständen in Reihe angeordnet und der Spannungsabfall an allen oder einem Teil der Widerstände abgreifbar. Die zwischen den Eingangsklemmen abgenommene Teilspannung steuert das verstärkende Glied an, und diejenige zwischen den Ausgangsklemmen wird gegengekoppelt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß eine größere Zahl von teilweise niederohmigen Widerständen hoher Präzision erforderlich ist, die einen beträchtlichen Aufwand bedingen.
Bei derartigen Anordnungen und allgemein bei allen Verstärkerschaltungen, die im Eingangskreis und im Gegenkopplungszweig in Stufen zuschaltbare Längswiderstände aufweisen, darf der Stromdurchgang in diesen Strompfaden auch dann nicht unterbrochen werden, wenn in einzelnen Stufen keine Abgriffveränderung vorgenommen werden muß bzw. kein neuer Vorwiderstand anzuwählen ist. Die diesen Stufen zugehörigen Kontakte einer Stufenschalterkombination sind deshalb bei bekannten Anordnungen in einer Kontaktebene im unteren Verstellbereich, in einer anderen Kontaktebene dagegen im oberen Verstellbereich überbrückt. Grundsätzlich gehört bei auf diesem Prinzip beruhenden Anordnungen jeder Widerstandsgruppe eine Kontaktebene der Stufenschalterkombination zu, und sogar Einzelwiderstände, die in einem Verstellbereich der Verstärkerschaltung zugeschaltet sind, bedürfen einer besonderen Kontaktebene. So ist beispielsweise ein bekannter Regelverstärker, um den Bedürfnissen gerecht zu werden, mit einer Stufenschalterkombination aus drei Kontaktebenen ausgerüstet, die jeweils einen Spannungsteiler im Gegenkopplungszweig und solchen am Soll-und Istwerteingang zugeordnet sind. Bei einer anderen bekannten Anordnung sind zusätzlich zu einer Kontaktebene, in welcher derAbgriff eines Spannungsteilers im Gegenkopplungszweig verändert wird, drei weitere vorgesehen, von denen zwei beidseitig des Eingangs an Vorwiderstandsgruppen angeschlossen sind und die dritte für verschiedene Schaltstufen einen Querwiderstand zuschaltet. Diese verhältnismäßig kompliziert aufgebauten Stufenschalterkombinationen bedingen neben einem beträchtlichen Aufwand und den Verdrahtungsschwierigkeiten eine gewisse Unzuverlässigkeit im Betrieb, die auf die Vielzahl erforderlicher Kontakte zurückgeht. Nach der Erfindung wird in diesen Punkten eine wesentliche Verbesserung dadurch erzielt, daß ein Stufenschalter in einer Kontaktebene auf einer Anzahl von Stufen einen Teil des Steuerstroms des Verstärkers über verschieden große Widerstände ableitet und auf anderen Stufen einen Teil des gegengekoppelten Stroms über verschieden große Widerstände. Nach der Erfindung werden zuschaltbare Widerstände in Längsrichtung der Strompfade vermieden, und sie finden vorteilhaft Ersatz durch in Querrichtung eingefügte Widerstandsgruppen, so daß in einer einzigen Kontaktebene sämtliche beispielsweise im Gegenkopplungszweig und im Eingangskreis zur Wahl des Verstärkungsfaktors vorgesehenen Widerstände anschließbar sind. Die Überlegenheit der Erfindung gründet sich darauf, daß die Aufrechterhaltung einer galvanischen Verbindung über die Widerstandsgruppen oder parallel zu ihnen in sämtlichen Schaltstufen nicht mehr erforderlich ist.
Es sind zwar auch schon Verstärkerschaltungen bekanntgeworden, bei denen entweder ein Teil des Steuerstroms oder ein Teil des gegengekoppelten Stroms abgeleitet wird. Diese bekannten Anordnungen vermitteln jedoch keinen Hinweis auf die Vereinigung beider Maßnahmen zur Lösung der anstehenden Aufgabe.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Schaltung kann für Strom- oder Spannungsverstärkung ausgelegt sein. Im Beispiel soll an den Eingangsklemmen ein elektrischer Strom anliegen, der beim Einsatz der Schaltung als Regelverstärker der Regelabweichung proportional ist. Zwischen die Eingangsklemmen, die mit 1 und 2 bezeichnet sind, ist ein Widerstand 3 geschaltet; während das eine Ende dieses Widerstands direkt an den Verstärker 4 angeschlossen ist, dessen Aufbau für das Wesen der Erfindung unbeachtlich ist, ist zwischen das andere Ende und den Verstärker 4 ein weiterer Widerstand 5 gelegt. Drei je einzeln zuschaltbare Widerstände 6 bis 8 überbrücken den Eingang des Verstärkers. Der Ausgang des Verstärkers 4 ist mit einem Verbraucher 9, beispielsweise einem Meßglied, Stellglied od. dgl., belastet. Außerdem ist die eine der Ausgangsklemmen wie auch eine der Eingangsklemmen mit Masse verbunden, während die andere Ausgangsklemme über zwei Widerstände 10 und 11 an die andere Eingangsklemme angeschlossen ist. Zwischen den Widerständen 10 und 11 geht eine Abzweigung zu der an Masse liegenden, Eingangsklemme ab, in welche drei je einzeln zuschaltbare Widerstände 12 bis 14 eingefügt sind. Mittels eines Stufenschalters 15 kann ein beliebiger der Widerstände 6 bis 8 und 12 bis 14 ausgewählt werden. Einer der sieben Kontakte des Stufenschalters, und zwar der mittlere, ist ohne Anschluß.
Der Schaltarm des Stufenschalters ist in der Zeichnung in einer Außenstellung gezeichnet. Ist von den Widerständen 6 bis 8 jeder kleiner dimensioniert als der nächstfolgende und von den Widerständen 12 bis 14 jeder größer als der nächstfolgende, so bedeutet die gezeichnete Außenstellung des Stufenschalters minimale Verstärkung, die sich bei Weiterschalten in Stufen erhöht. In den ersten drei Stufen wird dabei ein Teil des Steuerstroms nach Masse abgeleitet und in den letzten drei Stufen ein Teil des gegengekoppelten Stroms. Auf Präzisionswiderstände für die Stufenwiderstände 6 bis 8 und 12 bis 14 kann man beim Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltung als Regelverstärker deshalb verzichten, weil es nicht ausschlaggebend ist daß ein bestimmter Verstärkungsfaktor exakt einstellbar ist. Bei der eingangs erwähnten bekannten Anordnung sind jedoch Präzisionswiderstände unumgänglich, weil Soll und Istwert als Spannungen g g eteilt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verstärker, bei welchem zur Erzielung eines umschaltbaren Verstärkungsfaktors einmal die Eingangsgröße und zum anderen die gegengekoppelte Größe teilbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stufenschalter (15) mit einer Kontaktebene vorgesehen ist, der auf einer Anzahl von Stufen einen Teil des Steuerstromes für ein verstärkendes Glied (4) über verschieden große Widerstände (6 bis 8) ableitet und auf anderen Stufen über verschieden große Widerstände (12 bis 14) einen Teil des gegengekoppelten Stromes. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 820 451; deutsche Auslegeschriften Nr. 1059 035, 1041089; USA: Patentschrift Nr. 2 343 471; »Elektronik«, 8/57, S.231 bis 237; 5/57, S. 142 und 143.