DE1254192B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Driftkompensation einer aus mehreren Gleichstromverstaerkern bestehenden Schaltungsanordnung, vorzugsweise zur Verwendung in der Analogrechentechnik und in Geraeten zur analogen Messwert-Erfassung und -Verarbeitung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03f

Deutsche KI.: 21 a2-18/02

Nummer: 1 254 192

Aktenzeichen: J 26742 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 22. Oktober 1964

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Verstärkern bestehende Schaltanordnung, die vorzugsweise in der Analogrechentechnik und in Geräten zur analogen Meßwerterfassung und -Verarbeitung Anwendung finden kann.

LJm eine genügende Nullpunktkonstanz bei Gleichspannungsverstärkern zu erreichen, ist ein allgemein höherer Aufwand in den Gleichspannungsverstärkern sowie bei deren Speisespannungsquellen erforderlich, als dies bei Wechselspannungsverstärkern der Fall ist. Die Ursachen für die Nullpunktdrift können bei Gleichspannungsverstärkern hauptsächlich zwei Gruppen umfassen. Einmal sind es Ursachen, die in den Gleichspannungsverstärkern selbst liegen. Hierzu gehören langsame zeitliche Änderungen der elektrischen Kennwerte ihrer Bauelemente, die innerhalb der vom Hersteller angegebenen Toleranzen liegen. Zum anderen sind es Ursachen, die außerhalb der Verstärker liegen, wie zeitliche Änderungen der Speisespannungen und der Umgebungstemperatur dieser Gleichspannungsverstärker.

Wirken demnach auf einen Gleichspannungsverstärker mehrere Drift- oder Störungsursachen ein, so entsteht daraus eine auf den Eingang bezogene Driftoder Störspannung des Verstärkers. Die Driftursachen sind bei Röhrenverstärkern in erster Linie die Änderungen der vorhandenen Speisespannungen einschließlich der Heizspannungen. Bei Halbleiterverstärkern tritt als wesentliche Driftursache noch die Änderung der Umgebungstemperatur hinzu.

Nachfolgend sollen die Ursachen für die außerhalb der Gleichspannungsverstärker liegende Nullpunktdrift und die bekannten Verfahren zur Beseitigung derselben näher betrachtet werden.

Hinsichtlich der Umgebungstemperatur sind Transistor-Gleichspannungsverstärker besonders empfindlich, da sich der Arbeitspunkt einer Transistorverstärkerstufe bei der Temperaturänderung verschiebt, wenn nicht besondere Maßnahmen zur Arbeitspunktstabilisierung getroffen werden.

Bekanntlich werden die einzelnen Verstärkerstufen eines Transistor-Gleichspannungsverstärkers als Differentialstufen, bestehend aus je zwei Transistoren mit gemeinsamem Emitterwiderstand, aufgebaut. Beide Transistoren werden nach gleichem Temperaturverhalten vorher ausgesucht, so daß am Ausgang einer solchen Transistorstufe nur noch die Differenz des Temperaturverhaltens beider Transistoren als Arbeitspunktverschiebung auftritt. Gleichermaßen empfindlich sind Transistor- und Röhren-Gleichspannungsverstärker gegen Schwankungen der Betriebsspannungen. Daher erfordern bekanntlich Gleichspannungs-Verfahren und Schaltungsanordnung
zur Driftkompensation einer aus mehreren
Gleichstromverstärkern bestehenden
Schaltungsanordnung, vorzugsweise zur
Verwendung in der Analogrechentechnik und
in Geräten zur analogen Meßwert-Erfassung
und -Verarbeitung

Anmelder:

Institut für Regelungstechnik,
Berlin 35, Neue Bahnhofstr. 9-17

Als Erfinder benannt:

Horst Prochnow, Berlin-Lichtenberg

verstärker elektronisch geregelte Betriebsspannungsquellen, die im allgemeinen eine Konstanz der geregelten Betriebsspannung von 0,1 °/₀ haben sollen. Röhren-Gleichspannungsverstärker sind bezüglich ihrer Nullpunktdrift auch noch gegen Heizspannungsänderungen empfindlich. In diesem Fall ist eine Stabilisierung der Heizspannung möglich, oder es wird häufig eine Röhrenverstärkerstufe als Differentialverstärker mit zwei Röhren mit gemeinsamem Kathodenwiderstand ausgebildet, wobei nur noch die Differenz der durch die Heizspannung bedingten Arbeitspunktänderungen beider Röhren am Ausgang der jeweiligen Röhren-Differentialstufe wirksam wird.

Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen ein zusätzliches Verstärkerelement pro Gleichspannungsverstärkerstufe vorgesehen ist, das in gleicher Weise wie das eigentliche Verstärkerelement driftbehaftet ist und eine Driftkompensationsspannung erzeugt, die die Driftspannung der jeweiligen Verstärkerstufe weitgehendst kompensiert. Diese Schaltungsanordnungen dienen besonders bei Röhrenverstärkern zur Vermeidung der durch Heizspannungsänderungen verursachten Drift. Hierbei besteht die driftkompensierte Gleichspannungsverstärkerstufe aus einer Röhrenpentode und die zusätzliche Verstärkerstufe aus einer Röhrentriode, wobei die Driftkompensationsspannung von der Anode der Triode auf das Schirmgitter der Pentode eingekoppelt wird.

Weiterhin ist bereits bekannt, daß bei der Anwendung nicht stabiler Betriebsspannungen an geeigneter Stelle einem Gleichspannungsverstärker eine mit den

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Speisespannungen proportional sich verändernde werden. Würde man verschiedene gleiche Stufen aus Gleichspannung zugeführt wird, die eine Verminderung verschiedenen gleichen Verstärkern gemeinsam an der durch Speisespannungsschwankungen hervor- eine einzige Korrekturstufe anschließen, so würde gerufenen Nullpunktdrift bewirkt. Um die Nullpunkt- wegen des relativ hohen Innenwiderstandes des Ausdrift von äußeren Einflüssen, wie Betriebsspannungs- 5 ganges der Korrekturstufe, der an der Anode eines Schwankungen und Temperaturänderungen, unab- normalen Triodenverstärkers die Größenordnung hängig zu machen, ist also nach dem gegenwärtigen von einigen Kiloohm hat, die gesamte Schaltanordnung Stand der Technik ein entsprechender Aufwand bei infolge unerwünschter Stromverkopplung an dem zu der Stromversorgung und im Gleichspannungsver- hohen Innenwiderstand der gemeinsamen Korrekturstärker selbst erforderlich. Da Gleichspannungs- io Spannungsquelle in unkontrollierte Schwingungen verstärker mindestens zwei bis drei verschiedene geraten.

Speisespannungen benötigen und diese elektronisch Die Erfindung bezweckt die Verwirklichung der stabilisiert werden müssen, liegt oft der technische Forderung nach Gleichspannungsverstärkern mit einer Hauptaufwand bei Geräten mit einer geringen Anzahl genügend geringen Nullpunktdrift, die keine besonvon Gleichspannungsverstärkern in der Stromver- 15 deren Anforderungen an die Konstanz der Speisesorgung. Obwohl bei modernen Prozeßsteuerungen spannungen und der Umgebungstemperatur stellen, und Regelungen in vielen Fällen Analogrechenein- ohne daß ein besonderer technischer Aufwand in den heiten zur Meßwertverarbeitung mit einer kleinen Verstärker und Speisespannungsquellen notwendig ist. Anzahl von Operationsverstärkern erforderlich sind, Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, finden rein elektronische Analogrechner zur Zeit 20 eine Schaltungsanordnung zu erstellen, bei der mehrere noch wenig Anwendung. Denn kleinere Rechen- Gleichspannungsverstärker aus gemeinsamen Speiseeinheiten sind infolge des ungünstigen Verhältnisses Spannungsquellen betrieben werden können, wobei der Rechenverstärker zur erforderlichen Stromver- Änderungen der Umgebungstemperatur und der sorgung zu teuer und auch zu unzuverlässig. Das Speisespannungen, die innerhalb der zulässigen Bebekannte Verfahren, den Nullpunkt eines Verstärkers 25 triebswerte liegen, keinen störenden Einfluß auf die durch eine Spannung zu korrigieren, die proportional Nullpunktkonstanz der Gleichspannungsverstärker einer sich ändernden Betriebsspannung ist, hat nur haben sollen.

eine begrenzte Wirksamkeit. Die Korrekturspannung Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß

kann durch einen Spannungsteiler nur aus einer auf der Grundlage folgender Überlegungen:

Speisespannungsquelle abgeleitet werden, wobei die 30 Wirken auf einen Gleichspannungsverstärker meh-

Spannungsschwankungen der anderen Speisespan- rere Drift- oder Störungsursachen ein, so entsteht

nungsquellen, z. B. hervorgerufen durch Belastungs- daraus eine auf den Eingang bezogene Drift- oder

änderungen, nicht berücksichtigt werden können. In Störspannung des Verstärkers. Die Driftursachen sind

den meisten Fällen ändert sich die Nullpunktdrift bei Röhrenverstärkern in erster Linie die Änderungen

eines Gleichspannungsverstärkers nicht proportional 35 der vorhandenen Speisespannungen einschließlich der

mit einer Speisespannungsänderung, so daß die Heizspannungen. Bei Halbleiterverstärkern tritt als

speisespannungsproportionale Nullpunktkorrektur nur wesentliche Driftursache noch die Änderung der

für einen relativ kleinen Bereich der Speisespannungs- Umgebungstemperatur hinzu. Es sei vorausgesetzt,

änderungen wirksam ist. daß in einem Gerät, das mehrere Gleichspannungs-

Das am weitesten verbreitete und auch wirk- 40 verstärker enthält, alle Verstärker den gleichen samste Verfahren stellt die Differentialverstärker- Schaltungsaufbau haben und an die gleichen Speisetechnik sowohl bei Röhren als auch bei Halbleiter- Spannungsquellen angeschlossen sind. Weiterhin sollen bauelementen dar. Bei Gleichheit der aktiven und die Verstärker räumlich dicht nebeneinander angepassiven Bauelemente der beiden Teile einer Differen- ordnet sein, so daß die Umgebungstemperatur für tialverstärkerstufe ist eine absolute Symmetrie der 45 alle Verstärker immer als gleich anzusehen ist.
gesamten Verstärkeranordnung vorhanden, die auch Diese oben gemachten Voraussetzungen sind bei die in einem großen Änderungsbereich auftretenden einem Gerät, das mehrere Gleichspannungsverstärker Speisespannungs- und Temperaturschwankungen ohne enthält, in der Praxis durch einen entsprechenden besondere Abgleichmittel wirksam kompensiert. Der konstruktiven und schaltungstechnischen Aufbau erNachteil dieses bewährten Verfahrens liegt daher 50 reichbar.

mehr auf ökonomischem Gebiet, da jede vollständige Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß

Differentialstufe aus zwei gleichen, vollständigen Ver- gleichartige Gleichspannungsverstärker mit gleichen

stärkerstufen aufgebaut sein muß, d. h., der technische Driftursachen der gleichen auf den Eingang bezogenen

Aufwand pro Verstärkerstufe verdoppelt sich. Driftspannung unterliegen.

Die Verfahren, bei denen ein zusätzliches Ver- 55 Wenn in einem Gerät eine bestimmte Anzahl Stärkerelement pro Gleichspannungsverstärkerstufe Gleichspannungsverstärker benötigt werden, so wird vorgesehen ist, das in gleicher Weise wie das eigent- erfindungsgemäß ein zusätzlicher Gleichspannungsliche Verstärkerelement driftbehaftet ist und daher verstärker zur Korrektur der Drift- oder Störspanmmzur Driftkompensation der eigentlichen Gleichspan- gen der übrigen Verstärker verwendet. Dieser zunungsverstärkerstufe eingesetzt wird, hat sich in der 60 sätzliche Verstärker ist durch ein Gegenkopplungs-Praxis kaum durchgesetzt. Denn die Verstärkerstufe netzwerk derart gegengekoppelt, daß an einem ge- und die Korrekturstufe haben nicht den gleichen eigneten Punkt des Gegenkopplungswerkes die Driftsymmetrischen Aufbau, so daß die Korrekturstufe spannung entnommen werden kann. Diese erhaltene besonders abgeglichen werden muß, und dieser Korrekturspannung wird zugleich allen übrigen Ver-Abgleich ist auch nur für einen kleineren Bereich der 65 stärkern zugeführt und bewirkt die Korrektur der Speisespannungsschwankungen wirksam. Dieses Ver- auf den Eingang bezogenen Driftspannung, indem fahren kann wie der Differentialverstärker nur für die Korrekturspannung bei den übrigen Verstärkern jede einzelne Verstärkerstufe besonders angewendet eine auf den Eingang bezogene Spannung hervorruft,

die der ursprünglichen Driftspannung mit entgegen- elektrode E' über zi die notwendige Betriebsspannung

gesetzten Vorzeichen gleich ist. Ug zugeführt wird.

Somit ist bei allen übrigen Verstärkern die Summe Am Summierpunkt S' steht die Summe der Span-

der auf den Eingang bezogenen Drift- und Stör- nungen Ud und Ue, und am Ausgang A steht die

spannungen gleich Null. 5 _{s =} «* _zur Verfügung. Die auf den

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von drei k

zeichnerischen Prinzipdarstellungen und zwei schal- Summierpunkts' bezogene Driftspannungud nach

tungstechnischen Ausführungsbeispielen näher erläu- Fig. 2 ist einer Spannung u_D am Summierpunkt S

tert. Es zeigt nach Fig. 1 äquivalent. Zwischen den auf die

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung eines vom Ausgang io jeweiligen Summierpunkte S bzw. S' bezogenen Driftauf den Eingang spannungsgegengekoppelten Zusatz- spannungen ud bzw. ud besteht die einfache lineare

^VerF^Stfg^ke2^rSeL?Prin_Zipdarstellung eines vom Ausgang ^Beziehui* ~~_D = * ^wobei * ^{eine Maßzahl} ^ ^die

auf eine zweite Eingangsklemme E' spannungsgegen- Spannungsverstärkung zwischen den Eingängen E

gekoppelten Verstärkers F_n+1, i₅ und E' der Eingangsstufe darstellt. An Hand von

Fig. 3 eine prinzipielle Gesamtdarstellung der Fig. 3 wird die Funktion einer erfindungsgemäßen

erfindungsgemäßen Schaltanordnung, die aus men- Schaltanordnung, bestehend aus mehreren Verstärkern

reren Verstärkern V₁ bis V_n mit einem Zusatzverstär- mit gemeinsamer Speisespannungsquelle, beschrieben,

ker V_n+1 und einer Speisespannungsquelle SQ be- In dieser Schaltanordnung werden zum Zweck der

steht, ao Gleichspannungsverstärkung die durch die Rechen-

F ig. 4 ein schaltungstechnisches Ausführungs- impedanzen z₀ und z{ gegengekoppelten Verstärker V₁

beispiel mit Röhrenverstärkern, bis V_n benötigt. Außerdem ist ein zusätzlicher Ver-

Fig. 5 ein schaltungstechnisches Ausführungsbei- stärker V_n+1 vorgesehen. Der Verstärker V_n+1 ist

spiel mit Halbleiterverstärkern. über die Gegenkopplungsimpedanzen Z₀ und z* vom

Der zusätzliche Verstärker Ve_n+1 ist nach Fig. 1 25 Ausgang A auf eine Steuerelektrode E' der Verstärker-

durch die Gegenkopplungsimpedanzen Z₀ und z_t· vom eingangsstufe spannungsgegengekoppelt, wobei seine

Ausgang auf den Eingang spannungsgegengekoppelt. Eingangsklemme E an Erde gelegt ist.

Auf seine einzelne Verstärkerstufen wirken die Drift- Die Gegenkopplungsimpedanz z« liegt an einer

Ursachen DtZ₁ bis D U_n ein. Spannungsquelle U₀, wodurch der Steuerelektrode E'

Der Verstärker hat einen durch die Gegenkopp- 30 die benötigte Hilfsspannung U_s' zugeführt wird,

lungsimpedanzen zj und Z₀ bestimmten Gegenkopp- Sämtlichen Verstärkern V₁ bis K_n+1 werden aus einer

, . , , Z₁ , . . ,, ... . ,, gemeinsamen Speisespannungsquelle SQ die Betriebs-

lungsfaktor k = --—, wobei seme Verstärkung V f_panaungen ^_{8 ü% zugeführt Die von der Spe}iseals das Verhältnis der Ausgangsspannung u_A zu einer Spannungsquelle SQ abgegebenen Spannungen sind von außen an die Eingangsklemme E angelegten 35 einfachen, unstabilisierten Netzteilen entnommen. Spannung m bei nicht gegengekoppeltem Verstärker die voll den netzseitigen auftretenden Spannungsmit einer auf den Eingang bezogenen Driftspannung Schwankungen Un unterliegen. Ud = O definiert ist. Unter der Bedingung, daß die Weiterhin unterliegen sämtliche Verstärker den

Schleifenverstärkung kV des gegengekoppelten Ver- gleichen Änderungen der Umgebungstemperatur AT. stärkers wesentlich größer als 1 ist, erhält man für ua 40 Die auf alle Verstärker V₁ bis V_n+1 einwirkenden die einfache Beziehung gleichen Driftursachen bewirken bei den Verstärkern

V₁ bis V_n die gleiche, auf den Eingang £ bezogene

_Ua _ J^?„_< Driftspannung ud. Entsprechend entsteht am Sum-

k ' mierpunkt 5' des zusätzlichen Verstärkers V_n-T₁ die

45 auf diesen Punkt bezogene Driftspannung ud = μ ur>.

Der Zusatzverstärker Ve_n+1 mit den Gegenkopp- Da die Eingangsklemmen E' sämtlicher Verstärker

lungsimpedanzen z\ und z₀ ist demnach eine einfache miteinander verbunden sind, liegt die am Punkt S' analoge Recheneinrichtung, mit der man am Gegen- stehende Spannung u_D' + Ue gleichzeitig an allen kopplungssummierpunkt S die Spannung ud bzw. am Eingängen E'. Einmal erhalten die Eingänge E' die . ,. ~ u_D , , , ,50 benötigte Betriebsspannung Ue, und zum anderen

Ausgang d_ie Spannung -^ durch Anwendung der _{bewkkt die zugeführte} Spannung u_D' die Kompensa-

Spannungsgegenkopplung errechnen kann. Die am tion der auf den Eingang bezogenen Driftspannung ue,

Punkt S erhaltene Spannung repräsentiert daher die d. h., die auf den Eingang aller Verstärker bezogenen

Summe aller in den verschiedenen Stufen auftretenden gleichen Driftspannungen u_D werden zu Null. In den Driftursachen DU₁ bis DU_n- 55 Ersatzschaltbildern für die Verstärker V₁ bis V_n wird

Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Span- die Kompensation der Driftspannung u_D so darge-

nungsgegenkopplung des Zusatzverstärkers ist in stellt, daß die dem Eingang E' zugeführte Spannung u_D'

Fig. 2 dargestellt. Hierbei ist der Gegenkopplungs- . . , _. , _. .., "'

summierpunktS' nicht mit der EingangsklemmeE eme auf den Eingang bezogene Dnftspannung— =«z,

des Verstärkers identisch. Der Summierpunkt S' wird 60 erzeugt, die das umgekehrte Vorzeichen der urvielmehr an eine Steuerelektrode E' der Verstärker- sprünglichen Driftspannung u_D hat, so daß die resuleingangsstufe gelegt, die die gleiche Phasenlage tierende, auf den Eingang bezogene Driftspannung bezüglich der Ausgangsspannung wie die Eingangs- zu Null wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsklemme E besitzt. Solch eine zweite Steuerelektrode anordnung hat gegenüber den bekannten schaltungsder Verstärkereingangsstufe ist z. B. das Schirmgitter 65 technischen Lösungen folgende vorteilhafte Merkeiner Röhrenpentode. Die Eingangsklemme E ist an male:

Erde gelegt, und die Gegenkopplungsimpedanz zi an Bezüglich der äußeren Driftursachen, der Speiseeine Speisespannungsquelle U₀, wodurch der Steuer- Spannungszuführung der Spannungen U₁ bis U_n sowie

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der Spannung ud -4- Ue besteht zwischen den Ver- über jeweils einen Widerstand beaufschlagende Kor-

stärkern V₁ bis V_n und dem Verstärker V_n+1 ein streng rekturspannung aufweist und der Widerstandswert in

symmetrischer Schaltungsaufbau. Spannungsschwan- Abhängigkeit der Gegenkopplungswiderstände des

kungen und Temperaturänderungen werden daher in jeweiligen Verstärkers so gewählt ist, daß die auf den

einem relativ großen Änderungsbereich in ihrer Aus- 5 Verstärkereingang bezogene Drift- oder Störspannung

wirkung auf die Driftspannung optimal wie beim den Wert Null hat.

Differentialverstärker unterdrückt, ohne daß beson- Nach je einem weiteren erfindungsgemäßen Merkdere Abgleichmaßnahmen in der Schaltung bei In- mal sind die Eingangstransistoren sämtlicher Verstärbetriebnahme notwendig sind. Der zusätzliche Auf- ker gemeinsam an einem Metallblock angeordnet und wand für die Driftkompensation beträgt bei der io als Speisespannungsquellen Gleichrichterschaltungen erfindungsgemäßen Schaltanordnung bei η Verstär- mit einem Ladekondensator vorgesehen. Nach einem kern mit H₁ einfachen Verstärkerstufen bei einem zu- weiteren erfindungsgemäßen Merkmal werden als sätzlich benötigten Verstärker einmal H₁ Verstärker- Speisespannungsquellen für die benötigten Betriebsstufen, während er sich z. B. bei der vergleichbaren spannungen einfache, nichtelektrisch stabilisierte Differentialverstärkerstufe auf η · /Z₁ zusätzliche Ver- 15 Stromversorgungsnetzteile verwendet, die voll den im stärkerstufen beläuft (bei η Verstärkern mit n_x Stufen allgemeinen Wechselstromnetz auftretenden Spanwird pro Verstärkerstufe eine zusätzliche Verstärker- nungsschwankungen unterliegen, da durch den funkstufe in Differentialschaltung benötigt). Demnach tionsmäßig symmetrischen Schaltungsaufbau der erbeträgt der zusätzliche Aufwand der erfmdungs- findungsgemäßen Schaltanordnung Speisespannungs-

.. ο _T.. , 1 ^ _ ., .., j 20 Schwankungen keine Driftspannungen in den verwen-

gemäßen Losung nur den - -ten Teil gegenüber der _{deten Verst}|_{rkern verursach} ^P _en.

herkömmlichen Differentialverstärkertechnik, wenn η Der erfindungsgemäße Schaltungsaufbau eignet sich

die Anzahl der verwendeten Verstärker angibt. nicht nur zur Verminderung des Drifteinliusses von

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist, daß langsamen Schwankungen der Speisespannungen auf

die Gegenkopplung des zusätzlichen Verstärkers K_n+1 25 die Gleichspannungsverstärker, sondern auch für

als Spannungsgegenkopplung ausgeführt ist. Infolge schnelle periodische Änderungen der Speisespannun-

der angewendeten Spannungsgegenkopplung wird gen, wie sie bei aus dem Wechselstromnetz gespeisten

erreicht, daß der Innenwiderstand des Gegenkopplungs- Speisespannungsquellen mit ungenügender Siebung

, „ c _r , j τ, , . l auftreten. Dieser Schaltungsaufbau gestattet daher

sumrmerpunktesS gegenErde um den Faktor _w ver- _{3o nicht nur den FortM bes(}f_nderer stabilisierungsein-

mindert wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß der richtungen in den Speisespannungsquellen, sondern Speisespannungspunkt 5" für die Spannung ud + Ue bei den Gleichspannungsquellen in den meisten Fällen gegen Erde so niederohmig wird, daß beliebig auch den Fortfall einer elektrischen Siebkette, so daß viele Verstärker zur Driftkorrektur mit ihm verbunden die betreffenden Speisespannungen direkt aus dem werden können, ohne daß die Gefahr einer unkontrol- 35 Ladekondensator einer Gleichrichterschaltung entlierten Stromverkopplung der einzelnen Verstärker nommen werden können. Es ist bekannt, wenn mehrere über einen zu hohen Innenwiderstand des gemein- Verstärker mit hoher Verstärkung aus gemeinsamen samen Speisespannungspunktes S' besteht. Speisespannungsquellen gespeist werden, daß sich

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist, daß diese Verstärker in bestimmten Frequenzbereichen die Schleifenverstärkung k V des spannungsgekoppelten 40 gegenseitig zu unerwünschten Schwingungen anregen Zusatzverstärkers V_n+1 wesentlich größer als 1 ist. können, sofern der Innenwiderstand der Speisespan-Durch diese Bedingung kann sichergestellt werden, nungsquellen in bestimmten Frequenzbereichen einen daß die Korrekturspannung ud am Gegenkopplungs- zu hohen Wert besitzt. In vielen Anwendungsfällen Summierpunkt möglichst genau ihren korrekten Wert benötigen daher Geräteanordnungen mit mehreren erreicht. 45 Verstärkerstufen bzw. Verstärkern stabilisierte Speise-

Nach einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal Spannungsquellen, damit der erforderliche geringe wird bei Röhrenverstärkern als Eingangsröhre eine Innenwiderstand erreicht werden kann. Pentode verwendet, wobei die Spannungsgegenkopp- Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Schallung des Zusatzverstärkers V_n^₁ zwischen dem Ver- tungsaufbaues müssen die verwendeten Speisespanstärkerausgang und dem Schirmgitter der Eingangs- 50 nungsquellen keinen besonders kleinen Innenwiderpentode erfolgt. Hierbei wird der Eingang des Zusatz- stand aufweisen, da die durch die Ausgangsströme der Verstärkers an Erde gelegt. einzelnen Verstärkerstufen bzw. Verstärker an den

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal Innenwiderständen der gemeinsamen Speisespannungswird bei Röhrenverstärkern als Gegenkopplungs- quellen hervorgerufenen Spannungsänderungen keinen impedanz zwischen Verstärkerausgang und Schirm- 55 Einfluß auf die Ausgangsspannungen der einzelnen gitter eine Zenerdiode verwendet, wobei die Zener- Verstärkerstufen bzw. Verstärker haben und dadurch diodenspannung der Betriebsspannung des Schirm- unerwünschte gegenseitige Beeinflussungen über den gitters entspricht. Das Schirmgitter ist gleichzeitig über Innenwiderstand der Speisespannungsquellen unmögeinen Widerstand an eine positive Spannungsquelle zur Hch sind.

Versorgung mit der notwendigen Betriebsspannung Ub ^6o Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, daß als Speiseangeschlossen. Spannungsquellen in transportablen netzunabhängigen Nach einem anderen Erfindungsmerkmal wird bei Geräten für Transistorverstärker beliebige chemische Transistorverstärkern mit Hilfe eines am Emitter des Primär- und Sekundärbatterien mit relativ hohem Eingangstransistors liegenden variablen Spannungs- Innenwiderstand direkt Verwendung finden können, teilers der Verstärkernullpunkt eingestellt, wobei der 65 Gemäß F i g. 4 wird eine Schaltung mit « + 1 vom Ausgang auf den Eingang durch zwei Wider- Gleichspannungsverstärkern gezeigt. Die Nullpunktstände gegengekoppelte zusätzliche Verstärker am abweichung der Verstärker V₁ bis V_n wird durch eine Ausgang eine die Eingänge der übrigen Verstärker am Schirmgitter g₂ einer Pentode 1 eines Verstär-

Claims (3)

i 254 ίο kers Vn+1 entnommene Spannung uö korrigiert. Die Verstärker V1 bis Fn+1 sind alle gleichartig aufgebaut und an die gleichen Speisespannungsquellen U0 bis Un angeschlossen. Zur besseren Übersicht sind nur die Verstärker V1 und Fn+1 in der Eingangsstufe ausführlieh dargestellt. Die Verstärker V1 bis Fn+1 enthalten als Eingangsverstärkerstufe die Pentode 1. An der Kathode der Pentode 1 liegt ein Einstellwiderstand 4, der mit seinem anderen Ende an der Speisespannung U2 liegt. Durch den Einstellwiderstand 4 ist der Nullpunkt des entsprechenden Gleichspannungsverstärkers abgleichbar, indem die an einem Widerstand 3 liegende Kathodenspannung der Pentode 1 eingestellt wird, während das Steuergitter der Pentode 1 an den Verstärkereingang E gelegt ist. Die Schirmgitterspannung für die Pentode 1 sämtlicher Verstärker F1.. .Fn+1 wird einer Zenerdiode 7 entnommen, die mit dem Minuspol an dem Ausgang^ vom Verstärker Fn+1 und mit dem Pluspol über einen Widerstand 6 an der Speisespannung U0 liegt, wobei die Spannung der Zenerdiode 7 der erforderlichen Schirmgitterspannung Ug2 entspricht. An die Anode der Pentode 1 ist ein Anodenwiderstand 2 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende an der Speisespannung U1 liegt. An die Anode der Pentode 1 sind jeweils die folgenden as Verstärkerstufen 5 angeschlossen. Der Verstärker F1 ist durch zwei Rechenimpedanzen 8 und 9 vom Ausgang Λ zum Eingang IT in üblicher Art gegengekoppelt. Der Verstärker Fn+1 ist über den Zenerwiderstand der Zenerdiode 7 vom Ausgang zum Gitter gz der Pentode 1 gegengekoppelt. Der Eingang vom Verstärker Vn+1 liegt am Nullpotential. Hierdurch wird die Entstehung einer auf den Eingang bezogenen Driftspannung μΐ> unterbunden, statt dessen entsteht am Summierpunkt 5", der mit dem Schirmgitter gi der Pentode 1 verbunden ist, eine Spannung ud = μκβ, wobei im vorliegenden Fall μ mit dem Schirmgitterverstärkerfaktor μ?2ίί1 der Pentode 1 identisch ist. Die Spannungsänderung μ«« · "d wird auf das Schirmgitter der Pentode 1 der Verstärker V1.. .Vn übertragen und kompensiert damit die in den betreifenden Verstärkern entstandene Driftspannung ud- Durch den Verstärker Vn+1 in Verbindung mit dem aus Widerstand 6 und Zenerdiode 7 bestehenden Gegenkopplungsnetzwerk wird eine Driftkorrekturspannung ud und gleichzeitig die Schirmgitterspannung Ue für die Verstärker V1. ..Vn gewonnen, wobei die Zuführung der Driftkorrekturspannung am Gitter gl der Pentode 1 der Verstärker V1^-Vn erfolgt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist eine Anordnung aus η + 1 Transistor-Gleichspannungsverstärkern dargestellt. Die Nullpunktabweichung der Verstärker Fe1... Ven wird durch die am Ausgangeines Verstärkers Ven+1 entnommene Spannung -~ korrigiert. Die Verstärker Fe1 bis Ven+1 sind alle gleichartig aufgebaut und an die gleichen Speisespannungsquellen U1...Un angeschlossen. Die Eingangstransistoren der Verstärker Fe1.. .Ve n+1 sind einem gemeinsamen Metallblock zugeordnet, damit alle Eingangsstufen den gleichen Temperaturänderungen unterliegen. Die Verstärker Fe1 bis Fen+1 enthalten in der Eingangsstufe je einen Transistor 10. Die Emittervorspannung von Transistor 10 ist durch einen regelbaren Spannungsteiler, bestehend aus einem an Nullpotential liegenden Festwiderstand 13 und dem an der Speisespannung U% liegenden Einstellwiderstand 14, veränderbar. Durch den Ein stell widerstand 14 ist der Nullpunkt des betreffenden Gleichspannungsverstärkers abgleichbar. Am kollektorseitigen Ende des zwischen dem Kollektor von Transistor 10 und der Speisespannung U1 liegenden Kollektorwiderstandes 11 sind jeweils die folgenden Verstärkerstufen 12 angeschlossen. Der Verstärker Fen+1 ist durch die beiden Widerstände 16 und 15 von der Ausgangs- zur Eingangsklemme A; E gegengekoppelt. Eine auf den Eingang E bezogene Driftspannung ud erzeugt am Ausgang^ vom Verstärker Fen+1 die Spannung ~, wobei k durch die Widerstände 15 und 16 bestimmt wird. Die Driftkorrekturspannung ~ wird über den Widerstand 19 an den Eingang E vom Verstärker Fe1 gelegt. Der Widerstand 19 ist in Abhängigkeit von den Rechenimpedanzen 17 und 18 so dimensioniert, daß die Driftkorrekturspannung ^- die am Verstärker Fe1 auftretende Driftspannung ud kompensiert. Den nicht näher dargestellten Verstärkern Fe2... Ven wird ähnlich wie beim Verstärker Fe1 über den Widerstand 19 über jeweils entsprechende Widerstände die Driftkorrekturspannung ~- an die Eingangsklemmen der jeweiligen Verstärker Fe2... Fen zugeführt. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Driftkompensation einer aus mehreren Gleichstromverstärkern bestehenden Schaltungsanordnung, vorzugsweise zur Verwendung in der Analogrechentechnik und in Geräten zur analogen Meßwerterfassung und -verarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Verstärkern (F₁... F_n+1; Fe₁... Fe_n+1) gleichen Schaltungsaufbaues gemeinsame Speisespannungsquellen zugeordnet sind und ein vom Ausgang auf die Eingangsstufe gegengekoppelter Verstärker (F_n+1; Fe_n+1) eine Korrekturspannung erzeugt, die proportional ist der auf den Eingang der übrigen Verstärker bezogenen Drift- oder Störspannung (ud) und mit einer solchen Polarität auf die Eingangsstufe dieser Verstärker geschaltet ist, daß deren auf den Eingang bezogene Drift- oder Störspannung kompensiert wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplung der Verstärker (F_n+1; Fe_n+1) als Spannungsgegenkopplung ausgeführt ist, indem ein Teil der am Ausgang (Λ) liegenden Spannung (ua) durch einen aus zwei Impedanzen bestehenden Spannungsteiler auf den Gegenkopplungssummierpunkt (S', S) zurückgeführt ist.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (E) des gegengekoppelten Verstärkers (F_n+1) geerdet und sein Ausgang (A) über eine Zenerdiode (7) mit einer Eingangsklemme (£") verbunden ist, die mit dem Schirmgitter (g₂) einer als Eingangsstufe vorgesehenen Pentode (1) identisch ist, und daß von dem über einen Widerstand (6) an einer positiven Speisespannung (U₀) liegenden Schirmgitter der Pentode die Korrektur- und Betriebsspannung

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