DE1912349A1 - Stabilisierter Zerhackerverstaerker - Google Patents

Description

Pctfentanwali

Wilhelm Belchel

Frankfurt/Main-1

Patksifctße 13 5851

THE SOLAHTRON ELECTRONIC GROUP LIMITED, Farnborough,

Hampshire, England

Stabilisierter Zerhackerverstärker

Die Erfindung bezieht sich auf stabilisierte Zerhackerverstärker, d.h. Wechseispannungsverstärker, mit einem Eingangsunterbrecherschalter, der die Eingangsspannung des Verstärkers zerhackt und mit einem Ausgangsunterbrecherschalter, der die Ausgangsspannung des Verstärkers synchron gleichrichtet. Mechanische Unterbrecherschalter sind gut bekannt, es ist aber ebenso gut bekannt, rein elektronische Bauelemente als Unterbrecherschalter zu verwenden. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit den Schwierigkeiten ^-die entstehen, wenn man derartige Bauelemente verwendet.

Mr die Beschreibung sei ein Unterbrecherschalter als ein elektronisches Bauelement definiert, das eine Steuerklemme und zwei weitere Klemmen aufweist, zwischen denen sich ein Widerstand befindet, der einen relativ hohen und einen relativ niedrigen Wert (etwa vergleichbar mit·der offenen und der kurzgeschlossenen Stellung eines mechanischen Schalters), bei zwei verschiedenen Pegeln eines elektrischen Schaltsignales, welches der Steuerklemme zugeführt wird, annimmt.

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Beispiele für derartig definierte Unterbreeherschalter sind Halbleiterbauelemente wie Transistoren, Feldeffekttransistoren, Photowiderstände und Halleffektbauelemente,

Bei einem Feldeffekttransistor ist beispielsweise die Gatterelektrode die Steuerklemme,und die Quellen- und Senkenelektrode sind die beiden anderen Klemmen. Bei einem lichtmodulierten Widerstand steuert das Signal an der Steuerklemme eine Lichtquelle, die auf den Photowiderstand strahlt, dessen beide Enden die beiden anderen Klemmen sind und dessen "Dunkel"-¥iderstand ungefähr 5 Μ.Ω. ist, der auf 1 KXLabnimrot, wenn der Photowiderstand voll beleuchtet ist.

Bei Gleichspannungsverstärkern, die bei niedrigen Eingangsspannungspegeln arbeiten, ist jede Drift am Ausgang des Verstärkers ein Problem, da sie von einem wirklichen Signal nicht unterschieden werden kann. Es scheint nämlich, als ob sie durch eine Änderung des Eingangsspannungspegeis hervorgerufen wäre. Dieses Problem der Verstärkerdrift kann dadurch gelöst werden, daß man einen Eingangsunterbrecherschalter verwendet, der das Gleichspannungssignal in ein Wechselspannungssignal umwandelt, welches in dem Wechse!spannungsverstärker verstärkt wird, wodurch eine Ausgangswechselspannung entsteht, welche der Eingangsgleichspannung proportional ist. Die Ausgangswechselspannung wird dann einem ähnlichen Unterbrecherschalter zugeführt, und zwar dem Ausgangsunterbrecherschalter, durch den sie synchron gleichgerichtet wird* Die Ausgangsspannung kann geglättet werden, so daß eine Gleichspannung entsteht, welche die ursprüngliche Eingangsspannung in verstärkter Form darstellt.

Durch die Zerhackertechnik können auch Fehler, die durch in dem Verstärker erzeugtes Rauschen entstehen, vermindert werden, dadurch, daß der Unterbrechers ehalt er mit einer Irequeiis geschaltet wird, die in einem Bereich mit minimalem Bauschen liegt. Daraus ergaben sich aber nach dem Stand der Technik

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nur geringe Vorteile, da wieder andere Probleme auftreten, wenn man mit entsprechend höheren Frequenzen zerhackt, wie es weiter unten ausgeführt ist.

Der Eingangsunterbrechersehalter kann an die G-leichspannungsquelle angeschlossen sein. Der Eingangsunterbrechersehalter wird rasch ein- und ausgeschaltet und die Ausgangsspannung besteht abwechselnd aus der vollen Quellenspannung, während der Unterbrecherschalter einen hohen Widerstand aufweist und aus der Ausgangsspannung 0, während der Unterbrecherschalter einen geringen Widerstand aufweist und die Gleichspannungsquelle im wesentlichen kurzschließt. Die Gleichspannungsquelle ist gewöhnlich über einen Widerstand mit dem Eingang3unterbreeherschalter verbunden, so daß der Kurzschlußstrora begrenzt ist.

Andererseits kann der Eingangsunterbrechersehalter mit der Gleichspannungsquelle und einer last in Reihe geschaltet sein. Die Ausgangsspannung an der Last besteht.dann abwechselnd aus der vollen Quellenspannung, während der Eingangsunterbrechersehalter einen niedrigen Wid erst and hat und aus der Ausgangs spannung 0·, wenn der Eingangsunterbrechersehalter einen hohen Widerstand hat.

Jede Spannung, die an dem EingangsunterbrechersehaIter auftritt, wenn er leitet, verursacht einen Fehle: in der mittleren Spannungsamplitude, die dem Verstärker zugeführt wird, der mit dem Ausgang des Eingangsunterbrecherschalters verbunden ist. Eine derartige Fehlerspannung tritt gewöhnlich bei Unterbrecherschaltern auf, bei denen Transistoren verwendet werden, da sie beim leitenden Transistor einen Kollektor-Emitter-Spannungsabfall aufweisen, und sie tritt auch bei lichtmodulierten Photowiderständen auf, das der "Hell"-Widerstand, obwohl er nur Ο,Ο2?6 des "Dunkel"-Widerstandes beträgt, immer noch 1 k £l ist.

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SAD ORlQtNAt

Eine bekannte Möglichkeit solch eine Fehlerspannung zu vermindern, wie in der DAS ... (Britische Patentschrift 1 054 131) beschrieben ist, besteht darin, die Emitter-Kollektorpfade v.on zwei Transistoren gegeneinander in Reihe zu schalten, so daß die Emitter-Kollektorspannungsabfälle sich im wesentlichen aufheben. Die Transistoren werden dabei zusammen durch eine Rechteckspannung, die ihren Basen zugeführt wird, leitend gemacht und gesperrt.

Die Entwicklung des MOS-Feldeffekttransistors, wie er beispielsweise von RGA unter der Typennummer 3N138 hergestellt und in den' Handel gebracht wird,' und der eine Fehlerspannung von im wesentlichen 0 V aufweist (die in einem typischen Pail weniger als 1 μ, V ist), hat den obigen Nachteil des Transistorunterbrecherschalters überwunden , und es werden jetzt ganz allgemein einzelne MOS-Feldeffekttransistoren als UnterbrecherschaIter verwendet.

Wenn das Problem der Fehlerspannung überwunden ist, dann bleibt als größtes Problem bei sehr genauen Anwendungen immer noch der Fehler durch die Gleichrichtung der dem Unterbrechers chalter zugeführten Steuerspannung. Der Hauptgrund für diesen Fehler liegt bei Halbleiterbauelementen darin, daß Streukapazitäten vorhanden sind, die die Steuerspannung durch den Eingangsunterbrechersehalter koppeln, welche dann in dem Wechselspannungsverstärker verstärkt'und durch den Ausgangsunterbrecherschalter in eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenzfehlerspannung umgeformt wird.

Die oben erwähnte Patentanmeldung beschreibt ein Verfahren, durch das die Wirkung dieser Fehler vermindert werden könnte, dadurch, daß ein veränderlicher Kondensator entweder allein oder mit festen Kondensatoren , so daß eine Brückenschaltung entsteht, mit den Zwischenelektrodenkapazitäten des Transistors oder der Transistoren, verbunden wird. Der

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veränderliche Kondensator wird dann so eingestellt, daß ein minimaler Fehler entsteht, es ist jedoch trotzdem schwierig,

— 11 einen Leckstrom von weniger als 10 A zu erhalten.

Bei HaIt)Ie it erbaue lementen entsteht die Pe hl er spannung durch Impedanzen zwischen den Elektroden, die in allen praktischen Fällen Kapazitäten sind und deren Wert umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Wenn man eine 5 kHz-Rechteckspannung von 10 Volt annimmt, die einen MOS-Feldeffekttransistor-Unterbrecherschalter ansteuert, der eine Zw.ischenelektrodenkapazität von 1pP hat, dann entsteht ein Spitzen-Leckstrom von 5000' χ 10 χ 10~¹² oder 5 χ 10~⁸.A. Ein Abgleichen der Streukapazitäten, in der Weise wie es oben beschrieben ist, kann diesen Strom vermindern, aber da die Kapazitäten nichtlinear sind ist es unmöglich, den Strom auf Q zu vermindern. Der Leckstrom ist proportional zur Frequenz, die in diesem Fall 5 kHz beträgt. Deshalb war es bei dem praktischen Beispiel notwendig, bei niedrigeren Frequenzen zu arbeiten. Viele bekannte Geräte zerhacken mit einer Frequenz von 100 Hz. Die Solartron Electronic Group Limited bringt ein Gerät auf den Markt, welches e-ine Kapazitätsbrücke zum Abgleichen der Fehlerspannungen verwendet und folglich bei 3 kHz arbeiten kann. Die3e Zahlen sollen einer erwünschten Frequenz von 10 kHz gegenübergestellt sein, die bei Halbleiterbauelementen im Bereich des geringstens Rauschens/Liegt.

Gemäß der Erfindung ist ein stabilisierter Zerhackerverstärker vorgesehen,-der einen Wechseispannungsverstärker mit Eingangs- und Ausgangsunterbrechersehaltern aufweist, einen Generator für ein periodisches elektrisches Schaltsignal, das die Unterbrecherschalter synchron betätigt, eine Modulationsvorrichtung zur Modulation der Frequenz d-es Schaltsignales entsprechend einer bestimmten Zeitfunktion, einer Demodulationsschaltung zur synchronen Demodulation der Ausgangsspannung des Wechselspannungsverstärkors entsprechend der Zeit-

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funktion, damit ein Fehlersignal entsteht und eine Rückkopp lungs vor richtung, die das Fehlersignal an den Eingang des Verstärkers zurückführt, damit Fehler, die durch Kopplungen des Schaltsignales in dem Wechselspannungsverstärker entstehen, kompensiert werden.

Gemäß der Erfindung ist ferner ein stabilisierter Zerhackerverstärker vorgesehen, der einen Weehselspannungsverstärker mit Eingangs- und Ausgangsunterbrecherschaltern aufweist, einen Generator für ein periodisches elektrisches Schaltsignal zur synchronen Betätigung der Unterbrecherschalter, eine Modulationsvorrichtung zur Modulation der Amplitude des Schaltsignals, das dem Eingangsunterbrecherschalter entsprechend einer bestimmten Zeitfunktion zugeführt wird, eine Demodulationsschaltung zur synchronen Demodulation der Ausgangsspannung des Wechselstromverstärkers synchron mit der Zeitfunktion, damit ein Stehlersignal entsteht und eine Rückkopplungsvorrichtung, die das Pe hlersignal an den Eingang des Verstärkers zurückführt, damit Fehler, die durch Kopplungen des Schaltsignales in dem Wechse!spannungsverstärker entste- ■ hen, kompensiert werden.

Der Eingangsunterbrecherschalter kann irgendein Bauelement nach der obigen Definition sein, einschließlich der Bauelemente, die insbesondere im folgenden beschrieben sind und auch ein Transistorbauelement (wenn eine Schaltung verwendet wird, die einer Schaltung ähnlich ist, welche in der oben .erwähnten Patentanmeldung verwendet wurde).

Bei der Frequenzmodulation kann das Schaltsignal in verschiedenen Weisen frequenzmoduliert sein , und die Modulation kann in irgendeiner geeigneten Form ausgeführt werden, beispielsweise sinusförmig oder rechteckförmig. Vorzugsweise verwendet man jedoch rechteckförmige Kurvenforiaen, die abwechselnd bei zwei verschiedenen Frequenzen, beispielsweise bei 5 kHz

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und 10 kHz für gleiche Zeitabschnitte von beispielsweise
200ü.sec. arbeiten, die also mit einer Frequenz von 2,5 kHz
moduliert sind.

Da die Impedanzen der Kapazitäten zwischen den Elektroden
eines Halbleiterbauelementes frequenzabhängig sind, ist jeder dadurch verursachte Storstrom auch frequenzabhängig. Wenn
folglich das Schaltsignal, das einem Halbleiterunterbrecherschalter zugeführt ist, frequenzmoduliert wird, dann entsteht ein zur Frequenz proportionales Störsignal. In einem stabilisierten Zerhackerverstärker wird dieses Störsignal durch den Wechse!spannungsverstärker verstärkt. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers mit der Modulationsfrequenz demoduliert wird, dann erhält man ein Signal, welches proportional zu dem Störsignal ist und dadurch, daß man dieses Signal zurück zum Eingangsverstärker führt, wird das Störsignal vermindert.

Nach einer genaueren Erklärung entstehen die Störsignale dadurch, weil die Flächen unter den Schaltstößen, welche beim
Einschalten und·Ausschalten der Unterbrecherschaltung durch
die Kapazitäten zwischen den Elektroden entstehen, für positive Schaltstöße und negative Schaltstöße nicht gleich sind.

Eine Modulation der Frequenzen des.Schaltsignales ändert den Mittelwert des Stromes, der der Differenz zwischen den Flächen entspricht, wobei der Strom sich linear mit der Frequenz ändert. Dadurch ist es möglich ein übliches Fehlersignal zur Rückkopplungskorrektur zu erhalten.

Lineare Modulation des Stromes läßt sich auch durch Amplitudenmodulation des Schaltsignales erreichen.

Wie noch weiter unten dargelegt wird, werden gemäß der Erfindung Fehlersignale auch dann korrigiert, wenn die Unterbrecherschalter keine Halbleiterschalter sind.

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BAD OR|Q|_NAL

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Pig. 1 ein Schaltbild eines stabilisierten Zerhackerverstärkers gemäß der Erfindung.

Pig. 1a bis c drei Unterbrecherschalter.

Pig. 2a bis g eine Reihe von Spannungsverlaufen, welche an

verschiedenen Stellen der Schaltung nach Pig. 1 auftreten und

Pig. 3 eine zweite Ausführungsform, gemäß der Erfindung. -

In Pig. 1 ist eine Eingangsklemme 10, an die eine Eingangsglei abspannung, 'die verstärkt werden soll, angelegt ist, mit einem Punktionsverstärker 11 über einen Widerstand 12 und einem Wechselstromkopplungskondensator 13 verbunden. Die Senkenelektrode eines MOS-Peldeffekttransistor-Unterbrecherachalters ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 12 und dem Kondensator 13 verbunden, seine Quellenelektrode ist über einen Widerstand 30 mit Masse verbunden,und seine Gatterelektrode ist mit einem frequenzmodulierten Steuersignal- generator 15 verbunden, der abwechselnd die Verbindung zwischen der Senken- und Quellenelektrode unterbricht, und kurzschließt. Der Unterbrecherschalter 14 dient dazu, irgendeine Eingangs spannung, die-der Klemme 10 zugeführt wird, zu unter-; brechen, d.h., er führt entweder die Eingangespannung oder das Massepotential in abwechselnden Zeitabschnitten dem Eingang des Verstärkers 11 zu.

Die Ausgangsklemme des Verstärkers 11 ist über einen Widerstand 17 und einen in Reihe dazu geschalteten Widerstand 18 mit einer Ausgangsklemme 16 verbunden. Die Senkenelektrode eines zweiten MOS-Feldeffekttransistor-Unterbrecherschalters 19, der dem Unterbrecherschalter 14 ähnlich ist und an seiner

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V -

ORiGfNALtNSPECTED ^f

Gatterelektrode von dem gleichen Signal gesteuert ist, ist mit der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 17 und 18 verbunden, und seine Quellenelektrode ist mit Masse verbunden. Das Signal, das am Ausgang des Verstärkers 11 erscheint, wird durch den Unterbrecherschalter 19 synchron gleichgerichtet und durch eine. G-lättungsschaltung, die aus dem Widerstand 18 und einem Kondensator 20 besteht, geglättet.

Die Widerstände 12 und 17 dienen nur dazu, die Kurzschlußströme durch ihre zugehörigen Unterbrecherschalter zu begrenzen.

Die negative Gesamtrückkopplung des Verstärkers ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Widerstand 21 vorgesehen, der zwischen die Eingangsklemme 10 und die Ausgangsklemme 16 geschaltet ist. Es sind natürlich andere Rückkopplungsanordnungen möglich, beispielsweise ein.Rückkopplungskondensator, der eine Integration bewirkt.

In Figi 1 sind zwar MOS-Peldeffekttransistor-Unterbrecherschalter verwendet worden,es können aber auch andere Bauelemente verwendet werden. Pig. 1a zeigt einen PeIdeffekttransistor-Unterbrecherschalter mit Quellen- und Senkenklemme A und B und einer Gatterklemme C. Zwei äquivalente Bauelemente sind in den Figuren 1b und 1c dargestellt, deren Klemmen entsprechend bezeichnet sind. In Pig. 1b ist ein Photowiderstand 38 zwischen die Klemmen A und .B geschaltet^und die Klemme G ist mit einer lichtquelle 39- verbunden, die den Photowiderstand 38 in Abhängigkeit von einer Sehaltspannung steuert, die der Klemme C zugeführt ist. In Pig. 1c ist ein isotropischer Körper 40, der den Hall-Effekt aufweist, zwischen die Elektroden A und B geschaltet, und die Elektrode C ist mit einer Spule 41 verbunden, die ein Magnetfeld auf den Körper 40 einwirken läßt.

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- ίο - ■■■

Die bisher "beschriebene Schaltung ist mit unmodulierter Steuerspannung bekannt. Diese Ausführungsform beruht auf der Tatsache, daß Fehlerspannungen,aufgrund von Kapazitäten zwischen den Elektroden bei einer Halbleiterunterbrecherschaltung linear frequenzabhängig sind. In ähnlicher V/eise nehmen Photowiderstände ihren Zustand hoher Impedanz mit einer Zeitkonstanten ein, welche temperaturabhängig ist. Die Schaltzeiten sind deshalb schlecht bestimmbar, und die auftretenden Fehler sind proportional zur Steuerfrequenz. Ferner werden bei Hall-Effekt-Unterbrecherschaltern Spannungen in dem Schalter induziert, wenn das Feld ein- und ausgeschaltet wird, und die auftretenden Fehler sind proportional zur Steuerfrequenz.

Aus diesem Grund wird die SteuerSpannungskurve für die Unterbrechers chälter 14 und 19 zwischen zwei bestimmten Werten zu bestimmten Zeiten verändert. Eine geeignete Steuerspannung, die in Fig. 2a dargestellt ist, ist eine Rechteckspannung, die abwechselnd bei 5 kHz und 10 kHz für Zeitabschnitte von 200 lisec, d.h. bei einer Frequenz von 2,5 kHz, arbeitet. Wenn man beispielsweise die FeIdeffekttransistorausführungsform betrachtet, dann ist schon oben erwähnt worden, daß die Streukapazitäten, die zu dem Unterbrecherschalter gehören, oinen Toil dor Stouorapannung an den Eingang deo Verutürkora Übertragen. Fig. 2b zeigt die Kurvenform, die am Eingang des Verstärkers erscheinen kann, wenn die Klemme 10 geerdet ist. Wie man erkennt, sind die Flächen unter den Kurvenspitzen für die eine Polarität größer als für die andere; bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Flächen der negativen Spitzen größer, wenn auch die Amplituden bei beiden Polaritäten gleich sind. Dieser Flächenunterschied erzeugt eine Fehlerspannung am Ausgang des Verstärkers. Fig. 2c zeigt (im verschiedenen Maßstab) die invertierte und verstärkte Fehlerspannung, die am Ausgang des Verstärkers 11 auftritt. Diese Fehlerspannung ist frequenzabhängig und kann dazu verwendet werden, ein Fehlerkorrekturrückkopplungssignal für den Verstärker vorzusehen.

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Der Ausgang des Verstärkers 11 ist auch über einen Widerstand 22 mit der Quellenelektrode eines MOS-Peldeffekttransistorschalters 23 verbunden und über einen weiteren Widerstand 24'und einen Umkehrverstärker 25 mit der Quellenelektrode eines MOS-Feldeffekttransistorschalters 26. Gegenphasige rechteckformige Steuerspannungen von einer Frequenz von 2,5 kHz werden den Gätterelektroden der beiden Schalter 23 und 26 zugeführt. Die Senkenelektroden der MOS-Peldeffekttransistor-Unterbrecherschalter 23 und 26 sind miteinander und mit einer Glättungsschaltung verbunden, die aus einem Widerstand 27 und einem Kondensator· 20 besteht. Pig. 2d zeigt die Steuerspannungskurve, die dem MOS-Peldeffekttranaistor-Unterbrecherschalter 23 zugeführt wird. Eine ähnliche, jedoch gegenphasige Steuerspannungskurve wird der Gatterelektrode des MOS-Eeldeffekttransistor-Unterbrechersehalters 26 zugeführt. ·

Die Wirkung der Umkehrschaltung in den Leitungsbahnen zwischen dem Ausgang des Verstärkers 11 und der MOS-Peldeffekttransistor-Unterbrecherschaltung 26 besteht im wesentlichen darin, daß die Fehl er spitzen, die durch die 5 kliz-Steuerspannung entstehen, von denen der 10 kHz-Steuerspannung abgezogen werden. Pig. 2g zeigt die Spannung, die am Eingang der Glrittungsschaltung erscheint. Wenn diese Spannungnkurve durch die Schaltung 27,28 geglättet ist, dann ergibt sich eine I'ehler-· glei abspannung, welche einen Wert von weniger als 10 ti Volt aufweist. Diese Pehlerspannung könnte direkt zur Eingangsquelle 10 des Verstärkers 11 zurückgeführt werden, damit die' Pehler durch die Kurve nach Pig. 2b ausgeglichen werden. Es ist jedoch günstiger, diese Spannung durch einen \^eiteren Unterbrechers cha It er 29 an die Que'llenel-oktrode des Unterbrecher scha It ex-s 14 zurückzuführen. Auf diGse Weise wird eine Austastspannung intermittierend dem Massepotential der Quellenelektrode des Unterbrecherschalters 14 überlagert, so daß ein geringer Strom in den Verstärker 11 geleitet wird, der

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das Fehlersignal kompensiert. Der Unterbrecherschalter 29 wird entweder durch die 10 kHz- oder die 5 kHz-Steuerspannung, die mit einer Frequenz von 2,5 kHz umgeschaltet wird, •gesteuert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die 10 kHz-Spannung verwendet, und die.Eingangsspannung für die Gatterelektrode des Unterbrecherschalters 29 ist in Pig. 2f dargestellt. Fig. 2g zeigt die sich ergebende Signalspannung an der Quellenelektrode des Unterbrecherschalters 14. Diese besteht aus umgeschalteten Austastspannungen 42, die geringer sind als 10 μ Volt und die zugehörige Schaltspitzen aufweisen, die jedoch keine neuen Fehler erzeugen, da sie eine" niedrige fc Impedanz speisen. Der Widerstand 30 beträgt beispielsweise 5 bis 10/5... ...

Der Vorteil, den Unterbrecherschalter 29 in der Fehlersignalrückkopplung sschle if e zu verwenden, besteht darin, daß im wesentlichen gleiche und entgegengesetzte Übergangsschaltpegel dem Eingang des Verstärkers 11 zugeführt werden. Dadurch ist das Übergangssignal beim Schalten auf ein Minimum vermindert, und der Verstärker 11 muß nicht"so ausgelegt sein, daß er solche starken Schaltüberlastungen aushält, als es ohne den Unterbrecherschalter 29 notwendig wäre.

Der Verstärker 11 ist so ausgebildet, daß er von einer iso-' lierten Stromversorgung betrieben wird, die von einem 20 IcHz-Umkehroszillator 31 gespeist ist. Die Unterbreeherfrequenzen von 10 kHz und 5 kHz sind als Subharmonische der Speisefrequenz ausgewählt und ergeben den geringsten Fehler, der durch Kopplungen bei dieser Frequenz entsteht.

Der Steuergenerator 15 enthält drei bistabile Kippschaltungen 32, 33 und 34, die in der dargestellten Weise verbunden sind, damit rechteckförmige Spannungen von Frequenzen von 10, 5 und 2,5 kHz aus der 20 kHz Speisefrequenz abgeleitet werden. Die recht eck form ig en Spannungen von 10 kHz und 5 kHz werden UHD-Schaltungen 35 und 36 zugeführt, die durch die

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rechteckförmige Spannung von 2,5 kHz dos bistabilen Kippschalters 34 abwechselnd für Zeitabschnitte von 200 /^ aec. geöffnet werden. Die Ausgangsspannungen der UND-Schaltungen 30 und 36 werden einer ODER-Schaltung 37 zugeführt, an der dann die Ausgangsspannung nach Pig. 2b erscheint, die den Unterbrecherschaltern 14 und 19 zugeführt wird.

Die beiden Ausgangsklemmen des bistabilen Kippschalters 34 geben die gegenphasigen Steuerspannungen von 2,5 kHz für die Peldeffekttransistor-Unterbrecherschalter 23 und 26 ab, die Ausgangsklemme der UND-Schaltung 36 gibt die Steuerspannung nach Pig. 2f an, die zum. Steuern des Unterbrecherschalters dient.

Die zweite Ausfuhrungsform nach Pig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsforro nach Pig. 1 dadurch, daß die Amplitude anstelle der Frequenz moduliert ist..Das hat insofern keine spürbare Wirkung auf die Arbeitsweise dos Unterbrecherschalters 14, als ein EIN-AUS-I3auelemcnt verwendet ist. Jedoch ändert ο ich diö Grüße der LJpit/,on, die durch dem Unterbrecher« ehalt er 14 üingöLjpclaü wird, während die Ableitung der Pohlorkorrukturrückkopplung auf die gleiche V/eise erfolgt wie zuvor.

Die 10 kllz-Äusgangsspannung dos bistabilen Kippachalters wird dazu verwendet, die Unter br echers ehalt o-r 14 und 19 zusteuern, sie ist jedoch bei einer Frequenz von 2,5 kHz durch die Ausgangs spannung des bis-tabilen Kippschalters 34 .moduliert, wobei irgendein geeigneter Modulator 43 verwendet werden kann, bevor die Ausgangsspannung dem Unterbrechers ehalter 14 zugeführt wir'd; Die amplitudenmodulierte S ehalt spannung wird vorzugsweise ätiöh dem Unter br ed he rs ehält er 19 ΐ wie eö dargestellt ist j gÜgÖfÜnrt: .

§ 1 § 41 > ι ä i §

BAD ORIGINAL

Claims (12)

1. Patentansprüche'

   Stabilisierter Zerhackerverstärker mit einem Weehse!spannungsverstärker, mit Eingangs- und' Ausgangsunt er'brecherschalt ern und einem Generator für ein periodisches,' elektrisches Schalt signal zur synchronen Betätigung der Unter br e'cherschalter, gekennzeichnet durch eine Modulationsvorrichtung (15) zur Modulation der Frequenz des SchaItsignales. nach einer bestimmten Zeitfunktion, durch eine Deroodulationsschaltung (23, 26) zur synchronen Demodulation der Ausgangsspannung des Wechselstromspannungsverstärkers (11) entsprechend der Zeitfunktion, damit ein Fehlersignal- entsteht und durch eine Rückkopplungsvorrichtung (29,30), die das Fehlersignal an den Eingang des Verstärkers zurückführt, damit Fehler, die durch Kopplungen des Schaltsignales in dem Wechsels pannttngsverstärker entstehen, kompensiert werden.
2. 2. Stabilisierter Zerhackerverstärker mit einem V/eehse!spannungsverstärker, mit Eingangs- und Ausgangs-Unter'breeherschaltern und einem Generator für ein periodisches elektrisches Schaltsignal zur synchronen Betätigung der Unterbrecherschalter, gekenn ze ic nnet durch eine Modulationsvorrichtung (15, 43) zur Modulation" der Amplitude des Schaltsignales, das dem Eingangsunterbrecherschalter (14) entsprechend einer bestimmten Zeitfunktion zugeführt wird, eine Demodulations^ehaltung (23, 26) zur synchronen Demodulation der Ausgangs spannung des WechselBtromverstärkers (11 ) entsprechend der Zeit funktion, damit ein Fe'hler'sighäl entsteht; und eine Rückkopplungsvorrichtung (29,36)j die dää Fehlersignal an den Eingang des Verstärkers zurückführt; damit Fehler j die durch Kopplungen des Sehaltsighales in dem WeenselspännühgöVerstärker e'htstehe'hj kompensiert wer'deni

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3. 3. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenzen des Schaltsignales zwischen zwei Werten ändern.
4. 4. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Frequenzwert ein integrierter Zahlenfaktor der anderen Frequenz ist, und daß die Zeitfunktion eine Rechteckspannung mit einer Frequenz ist, die ein integrierter Zahlenfaktor der beiden Frequenzwerte ist.
5. 5. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Amplitude des Schaltsignales, das dem Eingangs zerhacker zugeführt ist, abwechselnd zwischen zwei Werten ändert.
6. 6. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das amplitudenmodulierte Schaltsignal sowohl dem Eingangsunterbrecherschalter (14) als auch dem Ausgangsunterbrecherschalter (19) zugeführt wird.
7. 7. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Eingangsunterbrecherschalter (14) in Reihe mit einem Widerstand (30) an die Eingangsklemme des Wechselspannungsverstärkers (11) angeschlossen ist, und daß das Fehlersignal der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand (30) und dem Eingangsunterbrecherschalter (14) zugeführt ist.
8. 8. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsunterbrecherschalter (14) ein Feldeffekttransistor ist.

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9. 9. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einem der Annprüche 1 bis 7, dadurch. gekennzeichnet, daß der -Eingangsunterbrecherschalter einen Photowiderstand (38) und eine Lichtquelle (39) enthält, die auf das Schaltsignal durch Beleuchtung des Photowidjefstandes anspricht.
10. 10. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einen) der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der EingangsunterbrecherschaIter einen Körper (40) enthält, welcher den Hall-Effekt aufweist, und einen Elektroma-

    | gneten (41), der auf das Schaltsignal durch Magnetisierung des

    Körpers anspricht.
11. 11. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet-, daß das Pehlersignal direkt an den Eingang des stabilisierten Verstärkers zurückgeführt ist.
12. 12. Stabilisierter Zerhackerverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pehlersignal über einen weiteren Unterbrecherschalter (29) dem Eingang des Wechselspannungsverstärkers (11) zugeführt ist, damit dem Verstärker ein geringer Strom zugeführt

    r wird.

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