DE1588595C

DE1588595C - Self-balancing compensation circuit

Info

Publication number: DE1588595C
Authority: DE
Inventors: Delft Petersen Berthus (Niederlan de)
Original assignee: NV v/h P J Kipp & Zonen, Delft (Niederlande)
Publication date: 1971-07-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstabgleichende Kompensationsschaltung mit einem im Eingangskreis eines Regel-Verstärkers liegenden Kompensationswiderstand, der von · einem Hilfsstrom durchflossen wird, welchen ein am Verstärkerausgang angeschlossenes Stellglied bei gestörtem Abgleich verändert, bis die Spannung am Kompensationswiderstand die Spannung am Schaltungseingang voll kompensiert und die Verstärkereingangsspannung wieder zu Null wird, und ferner mit einem vom Verstärkerausgang zum Kompensationseingang geführten Gegenkopplungspfad.The invention relates to a self-balancing compensation circuit with one in the input circuit of a control amplifier lying compensation resistor, that of · an auxiliary current is flowed through, which an actuator connected to the amplifier output in the event of a disturbed adjustment changed until the voltage at the compensation resistor fully compensates the voltage at the circuit input and the amplifier input voltage becomes zero again, and further with one of the amplifier output negative feedback path leading to the compensation input.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kompensators der einleitend genannten Art, der mit mehreren Meßbereichen arbeiten kann und schaltungsmäßig so ausgebildet ist, daß in allen Meßbereichen durch die beim Umschalten zwangläufig erfolgende Veränderung des Gegenkopplungsgrades die relative Ansprechempfindlichkeit der Servoschaltung konstant gehalten wird.The object of the invention is to create a compensator of the type mentioned in the introduction, with can work several measuring ranges and is designed in terms of circuitry so that in all measuring ranges due to the inevitable change in the degree of negative feedback when switching the relative responsiveness of the servo circuit is kept constant.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäßc Kompensationsschaltung dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßbereichsumschaltung am Kompensationswiderstand vorgesehen ist, dessen sämtliche, wahlweise einschaltbaren Widerstandselemente an ihren vom Verstärkereingang abgelegenen Klemmen zusammengeschaltct und an den vom Verstärkerausgang kommenden Gegenkoppiungspfad angeschlossen sind. ■To solve this problem, the compensation circuit according to the invention is characterized in that that a measuring range switchover at the compensation resistor is provided, all of which, optionally switchable resistance elements on their terminals remote from the amplifier input and connected to those of the amplifier output Coming negative feedback path are connected. ■

Es ist bereits bekannt, bei selbstabgleichenden Kompensationsschaltungen eine Spannungsgegenkopplung zu verwenden, um den Eingangswidcrstand des Verstärkers zu steigern. Hierbei kann man die Spannungsgcgenkopplung auch so groß wählen, daß der Eingangswiderstand des Verstärkers wesentlich größer wird als der größtmögliche Innenwiderstand der Signak]uelle. In diesem Falle beeinflussen Schwankungen de:; Innenwiderstandes der Signalquelle die Empfindlichkeit der Schaltung nicht mehr. Für die vorliegende Erfindung braucht aber keineswegs eine außerordentlich starke Gegenkopplung verwendet zu werden, und auch braucht die Spannungsgegenkopplung nicht so stark zu sein, daß der Eingangswiderstand des Verstärkers viel größer als der größtmögliche Widerstand der Sigiialquelle wird.It is already known to have negative voltage feedback in self-adjusting compensation circuits to be used to increase the input resistance of the amplifier. Here you can use the Also select the voltage feedback so large that the input resistance of the amplifier is significant becomes greater than the greatest possible internal resistance of the signal source. In this case, influence Fluctuations de :; Internal resistance of the signal source no longer reduces the sensitivity of the circuit. However, an extremely strong negative feedback is by no means required for the present invention to be used, and also the voltage negative feedback need not be so strong that the The input resistance of the amplifier is much greater than the greatest possible resistance of the signal source will.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um folgendes:The present invention is as follows:

Da die Gegenkopplungsspannung am Kompensationswiderstand genauso wie die von der Spannungsquelle kommende Eingangsspannung über den Innenwiderstand der Spannungscjuclle dem ■ Verslärkereingang zugeführt wird, wirken Schwankungen des Innenwiderstandes der Quelle im gleichen Sinne und im gleichen Ausmaß auf die Quellenspannung uiid die Gcgenkopplungsspannung ein. Wenn also die Quellenspannung von einem hohen Innenwidersland stark geschwächt wird, kommt es auch zu einer stark geschwächten Gegenkopplimgsspaiinung. Somit ergibt sich eine große wirksame Verstärkung des Verstärkers, so daß cl'c stark geschwächte Quellenspannung dennoch ungefähr zur normalen Ausgangs-'.p;ii)iui!ig vLTsliirkt wird. Im Endeffekt ergibt sich für die i-ifiii(liiMi'sgfm;>(ii: Kompensationsschaltung, (laf'i (lic AiisprcclK'nipIinilüchkcit in allen Meßbereichen iiiij'diilir gleich j'.roij bleibt. Hätte man enlspiedicnd dein Stande der Technik auf einen cn kiiUAaiuisWidcrstand des Verstärkers abgestellt, bestünde überhaupt kein Anlaß, den Gegenkopplungsgrad bei einer Meßbereichsveränderung ebenfalls zu verändern.Because the negative feedback voltage at the compensation resistor just like the input voltage coming from the voltage source via the internal resistance of the voltage junction to the amplifier input is supplied, fluctuations in the internal resistance of the source have the same effect and to the same extent the source voltage and the feedback voltage. If so the source voltage is strongly weakened by a high internal counterland, it also comes to a severely weakened negative feedback circuit. Thus, there is a large effective gain in the Amplifier, so that cl'c strongly weakened source voltage nevertheless approximately to the normal starting - '. p; ii) iui! ig vLTsli towards. In the end it results for the i-ifiii (liiMi'sgfm;> (ii: compensation circuit, (laf'i (lic AiisprcclK'nipIinilüchkcit in all measuring ranges iiiij'diilir remains the same as j'.roij. One would have enlspiedicnd your state of the art to a cn kiiUAaiuisWidcrstand of the amplifier turned off, there would be no reason whatsoever to reduce the degree of negative feedback in the event of a change in the measuring range also to change.

In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird an Hand der Zeichnung als bevorzugte Ausführungsform ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen selbstabglcichenden Kompensationsschaltung näher erläutert.In the following detailed description, reference is made to the drawing as preferred Embodiment a circuit diagram of a self-balancing compensation circuit according to the invention explained in more detail.

Die Eingangsklemmen 1 und 2 der Schaltung sindThe input terminals 1 and 2 of the circuit are

ίο über einen Kompensationswiderstand 3 mit den Eingangskleminen 4 und 5 eines Regel-Verstärkers 6 verbunden, der einen Eingangswiderstand 7 enthält. Ein Stellglied 8, hier als Regel-Motor dargestellt, ist an dem Ausgang des Regel-Verstärkers 6 angeschlossen und mit einem Bezugswertpotentiometer 9 gekoppelt, welches aus einer Bezugsspannungsquelle 10 gespeist wird. Die Bezugsspannung an den Abgriffen des Potentiometers 9 gelangt über einen Widerstandll an den Kompensationswiderstand 3, wodurch die Schaltung immer dann einen stationären Zustand erreicht, wenn das Potentiometer 9 so eingestellt ist, daß über den Widerstand 11 am Kompensationswiderstand 3 eine Spannung abfällt, die genau die Spannung zwischen den Eingangsklemmen I und 2 der Schaltung kompensiert. In einem solchen Falle liegt keine Spannung an den Eingangsklemmen 4 und 5 des Regel-Verstärkers, so daß das Stellglied 8 nicht mehr erregt wird. Der Kompen-ίο via a compensation resistor 3 to the input terminals 4 and 5 of a control amplifier 6, which contains an input resistor 7. A Actuator 8, shown here as a regulating motor, is connected to the output of regulating amplifier 6 and coupled to a reference value potentiometer 9, which is fed from a reference voltage source 10 will. The reference voltage at the taps of the potentiometer 9 is passed through a resistor III to the compensation resistor 3, whereby the circuit always reaches a steady state, when the potentiometer 9 is set so that across the resistor 11 at the compensation resistor 3 a voltage drops that exactly matches the voltage between input terminals I and 2 compensated for the circuit. In such a case there is no voltage at the input terminals 4 and 5 of the control amplifier, so that the actuator 8 is no longer energized. The compensation

■ sationswiderstand 3 ist stets klein im Vergleich mit dem Eingangswiderstand 7 des Regel-Verstärkers 6 und auch im Vergleich mit dem Widerstand 11.■ sation resistance 3 is always small in comparison with the input resistance 7 of the control amplifier 6 and also in comparison with the resistance 11th

Wenn der Innenwiderstand der Spannungsquelle, die an den Eingangsklemmen 1 und 2 der Schaltung liegt, groß ist im Vergleich mit dem Eingangswiderstand 7 des Regel-Verstärkers 6, stellt die Schaltung im stationären Zustand keine Belastung für die Eingangsspannungsquelle dar. Solange jedoch die Schaltung den stationären Zustand nicht erreicht hat, belastet der Eingangswiderstand 7 die Eingangsspannungsquelle erheblich, so daß Änderungen der EMK der Eingangsspannungsquelle nur in geringem Maße an den Eingangsklemmen 4 und S des Regel-Verstärkers 6 spürbar werden, wodurch die Ansprcch-If the internal resistance of the voltage source applied to input terminals 1 and 2 of the circuit is large in comparison with the input resistance 7 of the control amplifier 6, the circuit provides in the steady state there is no load on the input voltage source. However, as long as the circuit has not reached the steady state, the input resistor 7 loads the input voltage source considerable, so that changes in the emf of the input voltage source are only minor can be felt at the input terminals 4 and S of the control amplifier 6, whereby the claims

■45 empfindlichkeit der Kompensationsschaltung klein wird. Damit die Ansprechempfindlichkeit nicht so stark von der Größe des Innenwiderstandes der Eingangsspannungsquelle im Vergleich mit dem Eingangswiderstand 7 des Regel-Verstärkers 6 abhängig wird, liegt in an sich bekannter Weise zwischen der nicht an Masse liegenden Ausgangsklemme 12 des Regel-Verstärkers 6 und der Eingangsklemme 2 der Kompensationsschaltung ein Gegenkopplungswiderstand 13. Der Regel-Verstärker 6 ist so ausgebildet, daß sein Ausgangssignal zum Eingangssignal gegenphasig wird. Die Gegenkopplung über den Gegenkopplungswiderstand 13 wird um so schwächer, je größer der Innenwiderstand der Spannungsquelle an den Eingangsklemmen 1 und 2 der Kompensationsschaltung wird, so daß die effektive Verstärkung des Regel-Verstärkers 6 ansteigt, wenn der Innenwiderstand der Eingangsspannungsquelle an den Eingangskleminen I und 2 größer wird. Somit ergibt sich eine konstante Ansprechempfiiidlichkeit über einen sehr weiten Bereich von Innenwiderstandswerten der Spanmmgsquelle an den Eingangsklemmen 1 und 2.■ 45 sensitivity of the compensation circuit becomes small. So that the sensitivity is not so strongly on the size of the internal resistance of the input voltage source in comparison with the input resistance 7 of the control amplifier 6 is dependent, lies in a manner known per se between the output terminal 12 of the control amplifier 6 and the input terminal 2 of the Compensation circuit a negative feedback resistor 13. The control amplifier 6 is designed so that its output signal is out of phase with the input signal. The negative feedback via the negative feedback resistor 13 becomes weaker, the greater the internal resistance of the voltage source at input terminals 1 and 2 of the compensation circuit is, so that the effective gain of the control amplifier 6 increases when the internal resistance the input voltage source at the input terminals I and 2 increases. Thus it results a constant sensitivity over a very wide range of internal resistance values of the voltage source at the input terminals 1 and 2.

Der Meßbereich der Kompensationsschaltung läßtThe measuring range of the compensation circuit leaves

sich ändern durch Änderung der Größe des Kompensationswiderstandes im Eingangskreis. Zu diesem Zweck sind im Eingangskreis weitere Kompensationswiderstände 14 und 15 und ein Umschalter 16 vorgesehen. Durch Einschaltung eines Kompensations-Widerstandes 14 mit einem geringeren Widerstand als der Kompensationswiderstand 3 wird der Meßbereich verkleinert. Dieser Vorgang ist begleitet von einer Dämpfung der Gegenkopplung über den Widerstand 13, so daß die effektive Verstärkung in dem den Regel-Verstärker enthaltenden Kreis vergrößert wird. In diesem Falle wird trotz der geringeren Spannungen im Eingangskreis des Regel-Verstärkers 6 bei der Verkleinerung des Meßbereiches eine konstante Ansprechempfindlichkeit aufrechterhalten. Es ist in diesem Falle dann nicht mehr — wie bisher — erforderlich, die Verstärkung des Regel-Verstärkers 6 mit einem besonderen Umschalter zu beeinflussen, den man mit dem Umschalter 16 für die Kompensationswiderstände 3 und 14 koppeln müßte.change by changing the size of the compensation resistor in the input circuit. For this purpose, further compensation resistors 14 and 15 and a changeover switch 16 are provided in the input circuit. By switching on a compensation resistor 14 with a lower resistance than the compensation resistor 3, the measuring range is reduced. This process is accompanied by attenuation of the negative feedback via the resistor 13, so that the effective gain in the circuit containing the control amplifier is increased. In this case, despite the lower voltages in the input circuit of the control amplifier 6, a constant response sensitivity is maintained when the measuring range is reduced. In this case, it is no longer necessary - as before - to influence the gain of the control amplifier 6 with a special switch that would have to be coupled to the switch 16 for the compensation resistors 3 and 14.

Claims

Claim:

Self-adjusting compensation circuit with one in the input circuit of a control amplifier Hegging compensation resistor through which an auxiliary current flows, which is a Actuator connected to the amplifier output changes in the event of a disrupted adjustment until the voltage at the compensation resistor, the voltage at the circuit input is fully compensated and the Amplifier input voltage becomes zero again, and further with one from amplifier output to Compensation input guided counter-coupling path, characterized in that a Mcßbcrcich switch (16) is provided on the compensation resistor, all of which Resistance elements (3, 14, 15) that can be optionally switched on at their output from the input (5) remote terminals and connected to the amplifier output (12) Coming negative feedback path (13) are connected.

1 sheet of drawings