DE1285555B

DE1285555B - Control circuit of an electromechanical pilot control system for communication systems

Info

Publication number: DE1285555B
Application number: DE1966S0106290
Authority: DE
Inventors: Gauss; Dipl-Ing Markus
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1968-12-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung eines elektromechanischen Pilotregelungssystems für Nachrichtenübertragungssysteme, die durch Vergleich einer aus der Pilotspannung abgeleiteten Eingangsgleichspannung mit einer Normalgleichspannung eine Differenzgleichspannung bildet, in Abhängigkeit von der Richtung der Pegelabweichung ein Relais erregt und nach Überwindung einer Sperrspannung einen nachfolgenden Taktgeber mit einem Umschaltekontakt des Relais zur Fortschaltung eines Schrittschaltwerkes in der erforderlichen Regelungsrichtung einschaltet.The invention relates to a control circuit of an electromechanical Pilot control system for communication systems, which by comparing a Input DC voltage derived from the pilot voltage with a normal DC voltage forms a differential DC voltage, depending on the direction of the level deviation a relay is energized and, after a blocking voltage has been overcome, a subsequent clock generator with a switchover contact of the relay for switching a step switch mechanism switches on in the required control direction.

Aus der deutschen Patentschrift 1191863 ist ein elektromechanisches Pilotregelungssystem für Vielkanal-Weitverkehrsträgerfrequenzsysteme zur stufenweisen Regelung bekannt, bei dem eine Steuerschaltung durch Vergleich der gleichgerichteten Pilotspannung mit einer Normalgleichspannung eine Differenzgleichspannung bildet, die bei Pegelabweichungen erst nach Überwindung einer angelegten Sperrspannung als Ansprechschwelle einen Taktgeber in Betrieb setzt, der ein Schrittschaltwerk in der erforderlichen Regelrichtung fortschaltet, das mechanisch mit einem Potentiometer verbunden ist, dessen Lage indirekt die Stellung eines Stellgliedes im Regelkreis bestimmt. Die Steuerschaltung besteht aus drei gleichspannungsverstärkenden Transistoren. Zwischen dem Eingang des ersten Transistors und der gleichgerichteten Pilotspannung ist als Normalspannungsquelle eine Zenerdiode geschaltet. Im Kollektorkreis des zweiten Transistors befindet sich ein Relais, das bei positiven Abweichungen des Pilotpegels stromlos ist und bei negativen Abweichungen anzieht und über einen Umschaltkontakt am Ausgang des Taktgebers die Drehrichtung des Schrittschaltwerkes und damit die Regelrichtung bestimmt. Die Basis des zweiten Transistors ist am Kollektor des ersten Transistors angeschlossen und führt bei Überpegel des Piloten Strom; die Basis des dritten Transistors ist am Emitter des ersten Transistors angeschlossen und führt bei Unterpegel des Piloten Strom. Die Kollektoren des zweiten und dritten Transistors sind über Entkopplungswiderstände zusammengeschaltet und erzeugen gemeinsam die den nachfolgenden Taktgeber in Betrieb setzende Steuerspannung. In einem gewissen Bereich um den Soll-Pilotpegel ziehen sowohl der zweite als auch der dritte Transistor Strom, die Steuerspannung wird zu Null und der Taktgeber stillgesetzt. Dieser Bereich kleiner Pegelabweichungen, in dem keine Pegelkorrektur stattfindet, ist für die Stabilität des Pegelregelungssystems äußerst wichtig; die Grenzen dieses Bereiches, d: h. der Schwellwert der Regelung, sind durch die beschriebene bekannte Schaltung jedoch nicht eindeutig festlegbar.An electromechanical pilot control system for multi-channel long-distance carrier frequency systems for step-by-step control is known from German patent specification 1191863 , in which a control circuit forms a differential DC voltage by comparing the rectified pilot voltage with a normal DC voltage, which, in the event of level deviations, only sets a clock generator into operation after an applied blocking voltage has been overcome as a response threshold , which advances an indexing mechanism in the required control direction, which is mechanically connected to a potentiometer, the position of which indirectly determines the position of an actuator in the control circuit. The control circuit consists of three DC voltage amplifying transistors. A Zener diode is connected as a normal voltage source between the input of the first transistor and the rectified pilot voltage. In the collector circuit of the second transistor there is a relay which is de-energized in the event of positive deviations from the pilot level and picks up in the event of negative deviations and determines the direction of rotation of the stepping mechanism and thus the control direction via a changeover contact at the output of the clock generator. The base of the second transistor is connected to the collector of the first transistor and carries current when the pilot's level is too high; the base of the third transistor is connected to the emitter of the first transistor and carries current when the pilot level is below the level. The collectors of the second and third transistor are connected together via decoupling resistors and together generate the control voltage that sets the subsequent clock generator into operation. In a certain range around the target pilot level, both the second and the third transistor draw current, the control voltage is set to zero and the clock is stopped. This area of small level deviations, in which no level correction takes place, is extremely important for the stability of the level control system; the limits of this area, i.e. the threshold value of the regulation, however, cannot be clearly defined by the known circuit described.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerschaltung zum Einschalten eines ein Schrittschaltwerk fortschaltenden Taktgebers in einem Pilotregelungssystem zu schaffen, die die Nachteile bekannter Schaltungen vermeidet.The object of the invention is to provide a control circuit for switching on a clock in a pilot control system which advances a stepping mechanism to create that avoids the disadvantages of known circuits.

Gemäß der Erfindung ist die Steuerschaltung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß das Relais im Kollektorkreis eines der beiden einen Differenzverstärker bildenden Transistoren der Steuerschaltung liegt, dessen erster Transistor durch die Eingangsgleichspannung und dessen zweiter Transistor durch die Normalgleichspannung angesteuert ist, und daß die verstärkte Differenzgleichspannung durch eine Umschalteeinrichtung vom Kollektor des jeweils stromführenden Transistors des Differenzvetstärkers abgegriffen und einer die Sperrspannung erzeugenden Zenerdiode zugeführt ist, deren anderer Anschluß über einen Arbeitswiderstand, an dem die Steuerspannung abfällt, mit einer Batteriespannung verbunden ist. Dadurch wird mit geringem Aufwand und ohne zusätzliche Temperaturkompensation ein äußerst genauer Vergleich des Pilotpegels mit einem Sollwert und eine präzise Festlegung der Ansprechgrenzen der Regelung erreicht.According to the invention, the control circuit is that mentioned in the opening paragraph Kind characterized in that the relay in the collector circuit of one of the two one Differential amplifier forming transistors of the control circuit is, the first Transistor through the input DC voltage and its second transistor through the normal DC voltage is controlled, and that the amplified differential DC voltage by a switching device from the collector of the current-carrying transistor the differential amplifier tapped and a reverse voltage generating zener diode is supplied, the other connection via a load resistor to which the control voltage drops, is connected to a battery voltage. This is done with little effort and an extremely accurate comparison of the pilot level without additional temperature compensation with a setpoint and precise definition of the control response limits achieved.

Zweckmäßigerweise liegen die Eingangsgleichspannutng und die Normalgleichspannung je an einer Basis der Transistoren des Differenzverstärkers, deren gemeinsamer Emitterwiderstand mit dem gemeinsamen Nullpotential der Eingangsgleichspannung, der Normalgleichspannung und der Batteriespannung verbunden ist. Dadurch ist eine gute, gemeinsame Stromgegenkopplung der beiden Zweige des Differenzverstärkers gegeben.The input DC voltage and the normal DC voltage are expediently located each at a base of the transistors of the differential amplifier, their common emitter resistance with the common zero potential of the input DC voltage, the normal DC voltage and the battery voltage is connected. As a result, there is a good common negative current feedback of the two branches of the differential amplifier.

Vorteilhafterweise sind -die Emitter der beiden Transistoren des Differenzverstärkers über Einzelemitterwiderstände mit dem gemeinsamen Emitterwiderstand verbunden. Durch die getrennt gegenkoppelnd wirkenden Einzelemitterwiderstände ist die Steilheit di,ldU" des-Differenzverstärkers durch Gegenkopplung stabilisiert und läßt sich definiert einstellen. Das durch diese Widerstände gebildete Netzwerk kann durch ein elektrisch gleichwertiges Netzwerk ersetzt sein.The emitters of the two transistors of the differential amplifier are advantageously connected to the common emitter resistor via individual emitter resistors. By the individual emitter resistances acting separately with negative feedback is the slope di, ldU "of the differential amplifier is stabilized by negative feedback and can be set defined. The network formed by these resistors can through replaced by an electrically equivalent network.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Differenzverstärker ein Begrenzertransistor derart vorgeschaltet; daß eine aus der Pilotspannung abgeleitete Gleichspannung dem Kollektor des Begrenzertränsistors zugeführt ist, dessen Basis einerseits über eine Diode mit einer der der Emitter-Basis-Strecke des Begrenzertransistors entgegengerichteten Durchlaßrichtung an die Normalspannung und andererseits über einen Vorwiderstand an die Batteriespannung angeschlossen ist, und daß der Emitter des Begrenzertransistors mit der Basis des ersten Transistors des Differenzverstärkers verbunden ist. Dadurch wird auch bei Pilotspannungen, die wesentlich größer als der Sollwert sind, eine Übersteuerung des Differenzverstärkers vermieden. Das ist besonders dann wichtig, wenn zwecks anderweitiger Auswertung der Eingangsgleichspannung als Regelgröße auf deren Linearität beispielsweise zu Meßzwecken oder zur Grenzwertsignalisierung großer Wert gelegt wird. Zudem wird die Sicherheit der Arbeitsweise des Differenzverstärkers erhöht.In a further embodiment of the invention, the differential amplifier a limiter transistor connected upstream in this way; that one derived from the pilot voltage DC voltage is fed to the collector of the limiter transistor, the base of which on the one hand via a diode with one of the emitter-base path of the limiter transistor opposite forward direction to the normal voltage and on the other hand over a series resistor is connected to the battery voltage, and that the emitter of the limiter transistor to the base of the first transistor of the differential amplifier connected is. This means that even with pilot voltages that are significantly greater than are the setpoint, an overload of the differential amplifier is avoided. That is especially important if the input DC voltage is to be evaluated in some other way as a controlled variable on its linearity, for example for measuring purposes or for limit value signaling great importance is attached. It also increases the safety of the operation of the differential amplifier elevated.

Zweckmäßigerweise ist der Emitter des Begrenzertransistors über einen Ableitwiderstand mit dem Nullpotential verbunden, womit der Kollektorreststrom des ersten Transistors abgeleitet und eine sichere Einprägung der Eingangsgleichspannung gesichert ist.The emitter of the limiter transistor is expediently via a Leak resistance connected to zero potential, which means that the residual collector current of the first transistor derived and a safe impression of the input DC voltage is secured.

Vorteilhafterweise ist die Steuerschaltung derart aufgebaut, daß die Umschalteeinrichtung aus einem zweiten Umschaltekontakt des Relais besteht und daß die Kontaktzunge des zweiten Umschaltekontaktes mit der Zenerdiode, dessen Arbeitskontakt mit dem Kollektor des ersten Transistors und dessen Ruhekontakt mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist. Damit ist in einfacher Weise mittels eines zweiten Umschaltekontaktes des sowieso benötigten Relais die verstärkte Differenzgleichspannung immer von der richtigen Seite des Differenzverstärkers abgenommen. Ebenfalls von Vorteil ist es; die Steuerschaltung so aufzubauen, daß die Umschalteeinrichtung aus zwei entgegengeschalteten Dioden besteht, deren Verbindungspunkt mit der Zenerdiode und deren andere Anschlüsse je mit einem Kollektor des ersten bzw. zweiten Transistors verbunden sind. Damit wird die verstärkte Differenzgleichspannung ohne bewegte Teile gewonnen.The control circuit is advantageously constructed in such a way that the Switching device consists of a second switching contact of the relay and that the contact tongue of the second changeover contact with the Zener diode, its normally open contact with the collector of the first transistor and its normally closed contact with the collector of the second transistor is connected. This is in a simple manner by means of a second changeover contact of the relay, which is required anyway, the amplified DC differential voltage always taken from the correct side of the differential amplifier. Likewise it is an advantage; to build the control circuit so that the switching device consists of two oppositely connected diodes, the connection point of which with the Zener diode and their other connections each to a collector of the first or second transistor are connected. This means that the amplified DC differential voltage has no moving parts won.

Vorteilhafterweise sind der erste Transistor und der zweite Transistor miteinander wärmegekoppelt, womit die restliche Temperaturabhängigkeit der Differenzspannung weiter wesentlich herabgesetzt wird.The first transistor and the second transistor are advantageous heat-coupled with each other, with which the remaining temperature dependency of the differential voltage is further reduced significantly.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 den Stromlauf einer Steuerschaltung 1 nach der Erfindung sowie schematisch angedeutet einen Taktgeber 2 und ein Schrittsehaltwerk 3, F i g. 2a ein Stromdiagramm der Steuerschaltung nach F i g. 1, F i g. 2b ein Spannungsdiagramm der Steuerschaltung nach F i g. 1; F i g. 3 ein Diagramm der Abhängigkeit des Eingangsstromes der Steuerschaltung nach F i g. 1 von der Eingangsgleichspannung, F i g. 4 den Stromlauf der Steuerschaltung mit einer vorgeschalteten Begrenzertransistorstufe.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows in FIG. 1 shows the circuit of a control circuit 1 according to the invention and, schematically indicated, a clock generator 2 and a step switch mechanism 3, F i G. 2a is a current diagram of the control circuit according to FIG. 1, Fig. 2b is a voltage diagram the control circuit according to FIG. 1; F i g. 3 shows a diagram of the dependency of the input current the control circuit according to FIG. 1 from the DC input voltage, F i g. 4 the circuit the control circuit with an upstream limiter transistor stage.

In F i g. 1 ist die Steuerstufe 1 dargestellt sowie der Taktgeber 2 und das Schrittschaltwerk 3 angedeutet. Die Steuerschaltung 1 hat drei Funktionen: Die erste Funktion der Steuerschaltung 1 besteht darin, die der Pilotspannung proportionale Eingangsgleichspannung Ux als Regelgröße mit einer Normalgleichspannung UN als Sollwert zu vergleichen und die Regelabweichung zu verstärken. Diese Aufgabe erfüllen ein erster und zweiter Transistor T1 und T2 des pnp-Typs, die zu einem Differenzverstärker zusammengeschaltet sind. Der Emitter des ersten Transistors T1 ist über einen ersten Einzelemitterwiderstand 5 und der Emitter des zweiten Transistors T2 über einen zweiten Einzelemitterwiderstand 6 mit einem Anschluß des gemeinsamen Emitterwiderstandes 4 verbunden, dessen anderer Anschluß mit dem Pluspol -f- UB der Batteriespannung UB verbunden ist. An der Basis des ersten Transistors T1 liegt der Minuspol der Eingangsgleichspannung U", an der Basis des zweiten Transistors T2 liegt der Minuspol der Normalgleichspannung UN; die beiden Pluspole dieser Spannungsquellen sind mit dem Pluspol +Ua der Batteriespannung verbunden. Je nach der Richtung der Pegelabweichung stellt das Potential V, am Kollektor des ersten Transistors T1 oder das Potential V@ am Kollektor des zweiten Transistors T2 den Absolutwert der verstärkten Differenzgleichspannung dar.In Fig. 1, the control stage 1 is shown and the clock generator 2 and the stepping mechanism 3 are indicated. The control circuit 1 has three functions: The first function of the control circuit 1 is to compare the input DC voltage Ux, which is proportional to the pilot voltage, as a control variable with a normal DC voltage UN as the setpoint, and to increase the control deviation. This task is fulfilled by a first and second transistor T1 and T2 of the PNP type, which are connected together to form a differential amplifier. The emitter of the first transistor T1 is connected via a first single emitter resistor 5 and the emitter of the second transistor T2 via a second single emitter resistor 6 to a terminal of the common emitter resistor 4, whose other terminal is connected to the positive pole -f- UB is connected to the battery voltage UB. The negative pole of the input DC voltage U "is at the base of the first transistor T1, the negative pole of the normal DC voltage UN is at the base of the second transistor T2; the two positive poles of these voltage sources are connected to the positive pole + Ua of the battery voltage. Depending on the direction of the level deviation the potential V at the collector of the first transistor T1 or the potential V @ at the collector of the second transistor T2 represents the absolute value of the amplified differential DC voltage.

Die zweite Funktion der Steuerschaltung 1 besteht darin, die Richtung der Pegelabweichung mittels eines Relais U zu ermitteln, dessen erster Umschaltekontakt 111 im Taktgeber 2 die Richtung bestimmt, in der das Schrittschaltwerk 3 zur stufenweisen Verminderung der Pegelabweichung fortgeschaltet wird. Über die Wicklung des Relais U ist der Kollektor des ersten Transistors T1 mit dem Minuspol - UB der Batteriespannung verbunden. Über den Widerstand 7, dessen Wert der gleiche ist wie der der Wicklung des Relais U, ist der Kollektor des zweiten Transistors T2 ebenfalls mit dem Minuspol der Batteriespannung verbunden. Bei Überpegel des Piloten ist das Relais U angezogen, bei Unterpegel abgefallen. Die dritte Funktion und eigentliche Aufgabe der Steuerschaltung 1 besteht darin; eine Steuerspannung Us an den Taktgeber 2 zu liefern, die ihn immer dann, wenn der Pilotpegel um einen vorgegebenen Wert nach oben oder unten den Sollpegel überschreitet, d. h. wenn die Eingangsgleichspannung U, einen Schwellwert U" überschreitet, in Tätigkeit setzt; so daß er nach einem vorgegebenen Takt das Schritt-Schaltwerk 3 über den ersten Umschaltekontakt u1 in der richtigen Richtung fortschaltet. Zu diesem Zweck wird das Potential V3 der verstärkten Differenzgleich-Spannung von der Zunge eines zweiten Umschaltekontaktes u2 des Relais U jeweils vorn Kollektor des gerade stromführenden ersten oder zweiten Transistors abgenommen, denn der Arbeitskontakt des zweiten Umschaltekontaktes u2 ist mit dem Kollektor des ersten Transistors TI, der Ruhekontakt des zweiten Umschaltekontaktes u2 mit dem Kollektor des zweiten Transistors T2 verbunden. Die Zunge des Umschaltekontaktes u2 ist mit der Kathode der Zenerdiode Z verbunden, deren Anode über den Arbeitswiderstand 8 mit dem Minuspol - UB der Batteriespannung verbunden ist. Das Potential V4 an der Anode der Zenerdiode Z bildet gegenüber dem Minuspol der Batteriespannung die dem Taktgeber 2 zugeführte Steuerspannung Us, die sich als Differenz aus der verstärkten Differenzgleichspannung und der Zenerspannung Ux ergibt.The second function of the control circuit 1 is to determine the direction of the level deviation by means of a relay U whose first switching contact 11 1 in the clock generator 2 determines the direction in which the stepping mechanism 3 is advanced to gradually reduce the level deviation. The collector of the first transistor T1 is connected to the negative pole - UB of the battery voltage via the winding of the relay U. The collector of the second transistor T2 is also connected to the negative pole of the battery voltage via the resistor 7, the value of which is the same as that of the winding of the relay U. If the level of the pilot is too high, the relay U is energized; if the level is too low, it is de-energized. The third function and actual task of the control circuit 1 is; to supply a control voltage Us to the clock generator 2, which always puts it into action when the pilot level exceeds the target level by a predetermined value upwards or downwards, ie when the input DC voltage U exceeds a threshold value U "; so that it after a predetermined cycle the step switch mechanism 3 advances in the correct direction via the first changeover contact u1. For this purpose, the potential V3 of the amplified differential DC voltage from the tongue of a second changeover contact u2 of the relay U is in each case from the collector of the first or second current-carrying Transistor removed, because the normally open contact of the second switching contact u2 is connected to the collector of the first transistor TI, the normally closed contact of the second switching contact u2 is connected to the collector of the second transistor T2. The tongue of the switching contact u2 is connected to the cathode of the Zener diode Z, its anode via the working resistance 8 to the negative pole - UB connected to the battery voltage. The potential V4 at the anode of the Zener diode Z forms the control voltage Us supplied to the clock generator 2 in relation to the negative pole of the battery voltage, which is the difference between the amplified differential DC voltage and the Zener voltage Ux.

F i g. 2a zeigt den Verlauf der Kollektorströme i@, und i,2 des ersten und zweiten Transistors Tl und T2 des Differenzverstärkers; abhängig von der Regelgröße, d. h. von der Eingangsgleichspannung Ux. In dem relativ engen Bereich, in dem die Eingangsgleichspannung Ux ungefähr gleich der Normalspannung UN ist, ändern sich die Kollektorströme ic, und ie2 sehr stark mit der Eingangsgleichspannung Ux; der eine steigt auf Kosten des anderen und umgekehrt, die Summe der beiden Kollektorströme ist ungefähr konstant. Außerhalb dieses engen Bereiches ist der Differenzverstärker nicht mehr aussteuerfähig, d. h., ein Transistor ist völlig stromlos, der andere zieht den gesamten Strom entsprechend der Stromsumme, die stets praktisch allein bestimmt wird durch die feste Normalgleichspannung UN und den gemeinsamen Emitterwiderstand 4. Durch die gegenkoppelnd wirkenden getrennten Einzelemitterwiderstände 5 und 6 läßt sich die Steilheit di,/dUx des Differenzverstärkers einstellen. In das Stromdiagramm nach F i g. 2 a sind auch der Ansprechstrom Jan, und der Abfallstrom Jas des Relais U eingetragen. Das Relais U schaltet in unmittelbarer Umgebung von U, -- UN bei den Punkten A und B um. Wenn Ux < UN ist, wird der Schaltmagnet Ml (Vorwärtslauf), wenn U" > UN ist, wird der Schaltmagnet M2 (Rückwärtslauf) des in F i g. 1 angedeuteten Schrittschaltwerkes 3 über den ersten Umschaltekontakt u1 an den Ausgang des Taktgebers 2 angeschaltet.F i g. 2a shows the course of the collector currents i @, and i, 2 of the first and second transistors T1 and T2 of the differential amplifier; depending on the controlled variable, ie on the DC input voltage Ux. In the relatively narrow range in which the DC input voltage Ux is approximately equal to the normal voltage UN , the collector currents ic, and ie2 change very strongly with the DC input voltage Ux; one increases at the expense of the other and vice versa, the sum of the two collector currents is roughly constant. Outside this narrow range, the differential amplifier can no longer be controlled, i.e. one transistor is completely currentless, the other draws the entire current according to the current sum, which is always practically determined solely by the fixed normal DC voltage UN and the common emitter resistance 4 The slope di, / dUx of the differential amplifier can be set using separate individual emitter resistors 5 and 6. In the current diagram according to FIG. 2 a, the response current Jan and the waste current Jas of the relay U are also entered. The relay U switches in the immediate vicinity of U, - UN at points A and B. If Ux < UN , the switching magnet Ml (forward run), if U "> UN , the switching magnet M2 (reverse run) of the stepping mechanism 3 indicated in FIG .

Aus dem Diagramm nach F i g. 2b geht hervor, wie die Steuerspannung Us aus dem Differenzverstärker im einzelnen gewonnen wird. In Abhängigkeit von der Eingangsgleichspannung Ux sind das Kollektorpotential V, des ersten Transistors T1, das Kollektorpotential VZ des zweiten Transistors T2, das Zungenpotential Vs des zweiten Umschaltekontaktes u2 und das Ausgangspotential V4 der Steuergleichspannung Us aufgetragen. Die Kollektorpotentiale V1 und VZ verlaufen genau invers zu den Kollektorströmen i,1 und f" in dem darüberliegenden Diagramm nach F i g: 2a. Mit steigender Eingangsgleichspannung Ux ist das Zungenpotential V3 gleich dem Kollektorpotential VZ des zweiten Transistors T2 bis zu dem Punkt A, wo das Relais U anzieht, worauf das Zungenpotential V3 auf das Kollektorpotential V1 des ersten Transistors TI umspringt und dieses so lange beibehält, bis bei fallender Eingangsgleichspannung Uz der Punkt B erreicht wird, bei dem das Relais U abfällt und die Zunge des zweiten Umschaltekontaktes u2 wieder.das Potential V2 annimmt.. Das Potential V4 der Anode der Zenerdiode Z ist um die Zenerspannung Uz-gegenüber dem Potential V3. nach oben verschoben, allerdings nur su lange, solange ein Zenerstrom über den Arbeitswiderstand 8 fließen kann, also diePotentialdifferenz zwischen dem Minuspol - UB der Batteriespannung und dem Zungenpotential V3 größer als die Zenerspannung Uz ist.From the diagram according to FIG. 2b shows how the control voltage Us is obtained in detail from the differential amplifier. The collector potential V of the first transistor T1, the collector potential VZ of the second transistor T2, the tongue potential Vs of the second changeover contact u2 and the output potential V4 of the control DC voltage Us are plotted as a function of the input DC voltage Ux. The collector potentials V1 and VZ run exactly inversely to the collector currents i, 1 and f "in the diagram above according to FIG. 2a. With increasing DC input voltage Ux, the tongue potential V3 is equal to the collector potential VZ of the second transistor T2 up to point A, where the relay U picks up, whereupon the tongue potential V3 jumps to the collector potential V1 of the first transistor TI and maintains this until point B is reached when the input DC voltage Uz drops, at which the relay U drops out and the tongue of the second changeover contact u2 again. the potential V2 takes .. the potential V4 of the anode of the Zener diode Z is shifted by the Zener voltage Uz-relative to the potential V3 upwards, but only su long as a Zener current can flow through the load resistor 8, so the potential difference between the negative terminal. - UB of the battery voltage and the tongue potential V3 is greater than the Zener voltage Uz .

Hat das Potential V4 das Potential des Minuspols - UB der Batteriespannung, gegen den die Steuerspannung Us gemessen wird, erreicht, bleibt es auf dessen Potential liegen, die Steuerspannung Us ist zu Null geworden.If the potential V4 has reached the potential of the negative pole - UB of the battery voltage, against which the control voltage Us is measured, it remains at its potential and the control voltage Us has become zero.

Der durch die Steuergleichspannung Us angesteuerte Taktgeber 2 hat seinerseits eine Schwelle, d. h., er beginnt erst zu arbeiten, wenn die angelegte Steuerspannung US einen Anlaufwert UA überschreitet, so daß an den Punkten C und D, an denen der Verlauf des Potentials V4 eine um den Anlaufwert UA gegenüber der Potentiallinie des Minuspols - UB der Batteriespannung versetzte Horizontale schneidet, jeweils auf die Abszisse heruntergelotet die Ansprechgrenzen für Ux jeweils bei UN 4- Uw zu finden sind.The clock generator 2 controlled by the DC control voltage Us has a threshold, that is, it only begins to work when the applied control voltage US exceeds a starting value UA, so that at points C and D, at which the course of the potential V4 is a UA starting value in relation to the potential line of the negative terminal - of the battery voltage UB offset horizontal cuts, in each case on the abscissa, the response for each Ux heruntergelotet at UN 4- Uw can be found.

Das Relais U schaltet stets nur dann um, wenn der Taktgeber 2 in Ruhe ist, der erste und der zweite Umschaltekontakt u1 und u2 also nicht den hohen Impulsstrom führen. Das gilt auch dann noch, wenn bei dem Relais U Ansprech- und Abfallwert sehr weit auseinander liegen, so daß in der Zeichnung z. B. der Punkt A rechts vom Punkt C und/oder der Punkt B links vom Punkt D zu liegen kommt. In diesen Fällen wird die Steuerspannung Us erst im Moment des Umschaltens des Relais U größer als der Anlaufwert UA des Taktgebers 2, und dann vergeht noch eine kurze Zeit, bis der erste Impuls abgegeben wird. Bezüglich des Relais U besteht überhaupt nur die eine Forderung, daß der Ansprechstrom Ja. kleiner als der maximale Kollektorstrom des ersten Transistors T1 ist. Im übrigen dürfen die Relaiskontakte noch Zwischenstellungen einnehmen, denn dann ist die Steuerspannung Us gleich Null und der Taktgeber 2 in Ruhe.The relay U only switches over when the clock generator 2 is at rest, so the first and second changeover contacts u1 and u2 do not carry the high pulse current. This also applies if the relay U response and dropout value are very far apart, so that in the drawing, for. B. point A to the right of point C and / or point B to the left of point D comes to lie. In these cases, the control voltage Us only becomes greater than the start-up value UA of the clock generator 2 at the moment when the relay U is switched, and then a short time passes before the first pulse is emitted. With regard to the relay U there is only one requirement that the response current Yes. is smaller than the maximum collector current of the first transistor T1. In addition, the relay contacts may still assume intermediate positions, because then the control voltage Us is equal to zero and the clock generator 2 is at rest.

Die Steuerschaltung 1 ist von Schwankungen der Batteriespannung UB weitgehend unabhängig. Die Kollektorströme ie, und ic2 hängen wegen des stark gegenkoppelnd wirkenden gemeinsamen Emitterwider- ; Standes 4 .nur von der Eingangsgleichspannung Ux und von der Normalgleichspannung UN ab. Das gleiche gilt ebenfalls für die Spannungsabfälle am Relais U und am Widerstand 7, welche letzten Endes die Steuerspannung Us bestimmen.The control circuit 1 is largely independent of fluctuations in the battery voltage UB. The collector currents ie, and ic2 depend because of the strong negative feedback acting common emitter resistance; As of 4, only from the input DC voltage Ux and from the normal DC voltage UN . The same also applies to the voltage drops at the relay U and at the resistor 7, which ultimately determine the control voltage Us.

Der Temperaturgang des Kupferwiderstandes der Relaiswicklung U kann durch eine in Serie oder parallelliegende Heißleiteranordnung kompensiert werden. Die Temperaturgänge der Emitter-Basis-Durchlaßschwellen des ersten und zweiten Tran- E sistors T1 und T2 heben sich praktisch auf, besonders wenn die beiden Transistoren gepaart und wärmegekoppelt sind. Darüber hinaus heben sich weitgehend der Temperaturgang der Zenerdiode Z. und. der Temperaturgang der Emitter+Basis-Durchlaßschwelle des Eingangstransistors des nachfolgenden Taktgebers 2 auf.The temperature range of the copper resistance of the relay winding U can can be compensated by a series or parallel thermistor arrangement. The temperature curves of the emitter-base transmission thresholds of the first and second tran- E sistors T1 and T2 practically cancel each other out, especially if the two transistors are paired and heat-coupled. In addition, the temperature drift is largely increased the zener diode Z. and. the temperature response of the emitter + base threshold of the Input transistor of the following clock generator 2 on.

5 -- F i g. 3 zeigt ein Diagramm der Abhängigkeit des Eingangsstromes der Steuerschaltung von: .der -Eingangsgleichspannung Ux. Wie aus der Kurve von 1B1 ersichtlich ist, weist der Eingang des Differenzverstärkers ein stark nichtlineares. Verhalten auf. Der Eino gangsstrom 1B1 des ersten Transistors T1 verläuft bis zum Beginn des Aussteuerbereiches des Differenzverstärkers bei -einer Eingangsgleichspannung von Ux = 6,5 Volt beim- Wert Null und wächst dann entsprechend der -B-Verstärkung des ersten Tran-5 sistors T1 bis zum Ende des. Aussteuerbereiches bei Uz = 7,5 Volt. Oberhalb des Aussteuerbereiches (s. F i g. 2a) steigt er nur schwach, bis er schließlich, nachdem die Kollektorspannung des ersten, Transistors T1 durch den Spannungsabfall am Relais U zu Null geworden ist, .steil ansteigt; denn dann hat der erste Transistor T1 keine Stromverstärkung mehr und wirkt praktisch nur noch als Leitungsknoten. Diese Erscheinung ist besonders dann störend, wenn zwecks anderweitiger Auswertung der Regelgröße bzw. der Eingangsgleichspannung Ux auf deren Linearität beispielsweise zu Meßzwecken oder zur Grenzwertsignalisierung großer Wert gelegt wird. Dazu :kommt noch, und das gerade bei niederohmigen Eingangsgleichspannungsquellen, daß der Kollektorstrom 1,1. und also auch der am Relais U stehende Spannungsabfall absinkt. Zudem wird die Sicherheit der Arbeitsweise des Differenzverstärkers beeinträchtigt.5 - Fig. 3 shows a diagram of the dependency of the input current the control circuit of: .the DC input voltage Ux. As if from the curve of 1B1 can be seen, the input of the differential amplifier has a strongly non-linear. Behavior on. The input current 1B1 of the first transistor T1 runs up to Beginning of the dynamic range of the differential amplifier with -a input DC voltage of Ux = 6.5 volts at the value zero and then increases in accordance with the -B gain of the first transistor T1 until the end of the control range at Uz = 7.5 volts. Above the dynamic range (see Fig. 2a) it rises only slightly until it finally, after the collector voltage of the first, transistor T1 by the voltage drop has become zero at relay U, .part rises; because then the first transistor has T1 no longer amplifies the current and practically only acts as a line node. This phenomenon is particularly annoying when for the purpose of other evaluation the controlled variable or the DC input voltage Ux on their linearity, for example Great importance is attached to measurement purposes or limit value signaling. In addition: comes still, especially with low-impedance input DC voltage sources, that the collector current 1.1. and thus the voltage drop across relay U also drops. In addition, will affects the safety of the operation of the differential amplifier.

Einfachste Abhilfe ist ein Widerstand in der Basisleitung des ersten Transistors T1; damit wäre der steile Stromanstieg ermäßigt, wie aus dem Diagramm nach F i g. 3 aus der Kurve von iBl hervorgeht. Andererseits bringt aber der Spannungsabfall an diesem Widerstand infolge des recht unsicheren Basisstromes (Schwankung der B-Verstärkung und des Kollektor-Basis-Reststromes) eine Unsicherheit in die Bildung der Differenz U" - UN, die aber möglichst genau sein sollte.The simplest remedy is a resistor in the base line of the first transistor T1; this would reduce the steep rise in current, as can be seen from the diagram according to FIG. 3 emerges from the curve of iBl. On the other hand, however, the voltage drop across this resistor as a result of the rather insecure base current (fluctuation in the B gain and the collector-base residual current) creates an uncertainty in the formation of the difference U " - UN, which should, however, be as precise as possible.

Eine weit wirksamere Abhilfe läßt sich durch eine Schaltungsanordnung nach F i g. 4 erreichen, in der ein dritter Transistor T3 am Eingang des Differenzverstärkers angeordnet ist, der als Strombegrenzer wirkt. Die von der Pilotspannung abgeleitete Gleichspannung wird dem Kollektor dieses Begrenzertransistors T3 zugeführt, dessen Emitter an der Basis des ersten Transistors T1 liegt. Die Basis des Begrenzertransistors T3 erhält über den hochohmigen Widerstand 19 vom Minuspol -UB der Batteriespannung eine Einströmung, die ausreicht, den Begrenzertransistor T3 mit Sicherheit voll zu öffnen. Er wirkt damit praktisch mit nur etwa 40 mV Spannungsabfall wie eine Durchschaltung von seinem Kollektor zu. seinem Emitter. Die Basis des Begrenzertransistors T3 ist über eine Diode 20 mit Durchlaßschwellcharakter mit dem Minuspol der Normalgleichspannung Ur. verbunden, wodurch ein Ansteigen des Basispotentials des Begrenzertransistors T3 über den Wert der Summe aus der Normalgleichspannung UN und der Schwellen-Spannung der Diode 20 verhindert ist. Mit wachsender Gleichspannung Ux bleibt also das Basispotential des Begrenzertransistors T3 stehen, und damit auch -das Potential an dessen Emitter und an der Basis des ersten Transistors T1. Der Strom durch den Begrenzertransistor T3 wird nach einem Verlauf vorn 43 im. Diagramm nach F i g. 3 begrenzt. Die Kollektor-Basis-Strecke des Begrenzertransistors fängt den Zuwachs der Gleichspannung Ux auf. Der Widerstand 18 verbindet den Emitter des Begrenzertransistors T3 mit dem Pluspol der Batteriespannungsquelle und leitet den Kollektorreststrom des ersten Transistors T1 ab. In gewisser Hinsicht läßt sich die Strombegrenzung des Begrenzertransistors T3 als ein Gewinn an Stromverstärkung des Differenzverstärkers deuten.A far more effective remedy can be provided by a circuit arrangement according to FIG. 4, in which a third transistor T3 is arranged at the input of the differential amplifier, which acts as a current limiter. The direct voltage derived from the pilot voltage is fed to the collector of this limiter transistor T3, the emitter of which is connected to the base of the first transistor T1. The base of the limiter transistor T3 receives an inflow from the negative pole -UB of the battery voltage via the high-resistance resistor 19, which is sufficient to fully open the limiter transistor T3 with certainty. In practice, with a voltage drop of only about 40 mV, it acts like a through-connection of its collector. its emitter. The base of the limiter transistor T3 is connected to the negative pole of the normal DC voltage Ur via a diode 20 with a threshold character. connected, whereby an increase in the base potential of the limiter transistor T3 above the value of the sum of the normal DC voltage UN and the threshold voltage of the diode 20 is prevented. As the DC voltage Ux increases, the base potential of the limiter transistor T3 remains, and thus also the potential at its emitter and at the base of the first transistor T1. The current through the limiter transistor T3 is after a curve in front 43 in. Diagram according to FIG. 3 limited. The collector-base path of the limiter transistor absorbs the increase in the direct voltage Ux. The resistor 18 connects the emitter of the limiter transistor T3 to the positive pole of the battery voltage source and derives the residual collector current of the first transistor T1. In a certain sense, the current limitation of the limiter transistor T3 can be interpreted as a gain in current gain of the differential amplifier.

Um den zweiten Umschaltekontakt u2 des Relais U zu umgehen, sind an Stelle dieses Kontaktes zwei Dioden 21 und 22 in Reihe entgegengeschaltet mit ihren Anoden je einer an einem Kollektor des ersten bzw. zweiten Transistors T1 bzw. T2 angeschlossen und mit ihren Kathoden mit der Kathode der Zenerdiode Z verbunden.In order to bypass the second changeover contact u2 of the relay U , two diodes 21 and 22 are connected in series with their anodes each connected to a collector of the first and second transistor T1 and T2 and their cathodes to the cathode the Zener diode Z connected.

Claims

Claims: 1. Control circuit of an electromechanical pilot control system for message transmission systems, which forms a differential DC voltage by comparing an input DC voltage derived from the pilot voltage with a normal DC voltage, excites a relay depending on the direction of the level deviation and, after overcoming a blocking voltage, a subsequent clock with a switching contact of the relay for switching a stepping mechanism switches on in the required control direction, characterized in that the relay (U) is located in the collector circuit of one of the two transistors (T1, T2) of the control circuit (1) which form a differential amplifier, the first transistor (T1) of which is supplied by the DC input voltage (Ux) and whose second transistor (T2) is controlled by the normal direct voltage (Ulv), and that the amplified differential direct voltage is controlled by a switching device (u2) from the collector of the current-carrying Tran sistor (T1 or T2) of the differential amplifier is tapped and a Zener diode (Z) generating the reverse voltage (Uz) is fed, the other connection of which is connected to the battery voltage (UB) via a load resistor (8) at which the control voltage (Us) drops. connected (F i g. 1).

2. Control circuit according to claim 1, characterized in that the input DC voltage (U ") and the normal DC voltage ( UN) are each at a base of the transistors (T1 or T2) of the differential amplifier, the common emitter resistance (4) of which with the common zero potential of the DC input voltage (Ux), the normal DC voltage (Uv) and the battery voltage ( UB) is connected (Fig. 1).

3. Control circuit according to claim 2, characterized in that the emitters of the two transistors of the differential amplifier are connected to the common emitter resistor (4) via individual emitter resistors (5, 6) (F i g. 1).

4. Control circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the differential amplifier is preceded by a limiter transistor (T3) such that a direct voltage (Ux) derived from the pilot voltage is fed to the collector of the limiter transistor (T3), the base of which is on the one hand via a diode (20) with one of the forward direction of the emitter-base path of the limiter transistor (T3) opposite to the normal voltage (UN) and on the other hand via a series resistor (19) to the battery voltage, and that the emitter of the limiter transistor (T3) with the Base of the first transistor (T1) of the differential amplifier is connected (F i g. 4).

5. Control circuit according to Claim 4, characterized in that the emitter of the limiter transistor (T3) is connected to zero potential via a bleeder resistor (18) (F i g. 4).

6. Control circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching device consists of a second switching contact (u2) of the relay (U) and that the contact tongue of the second switching contact (u2) with the Zener diode (Z), whose working contact with the collector of the first transistor (T1) and its normally closed contact is connected to the collector of the second transistor (T2) (FIG. 1).

7. Control circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching device consists of two oppositely connected Diodes (21, 22), whose connection point with the Zener diode (Z) and whose other connections each with a collector of the first or second transistor (T1 or T2) are connected (Fig. 4). B. Control circuit according to one of the preceding Claims, characterized in that the first transistor (T1) and the second Transistor (T2) are thermally coupled to one another (F i g. 1 and 4).