DE2053512C

DE2053512C - Circuit for keeping a DC voltage constant in a television camera

Info

Publication number: DE2053512C
Application number: DE19702053512
Authority: DE
Inventors: Herbert 6081 Erfelden; Siegel Emil 6100 Darmstadt-Arheilgen Zettl
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Filing date: 1970-10-31
Publication date: 1972-04-27

Description

In der Fernsehteclinilc liegt die häufige Aufgabe or, eine Fernsehkamera bzw, den sogenannten Kamerakopf mit Gleichstrom konstanter Gleichspannung zu versorgen, und zwar soll die Höhe der Spannung konstant bleiben, auch wenn im Kamerakopf die Belastung sich ändert, wenn die Länge des Kamerakabels verlängert oder verkürzt wird und auch, wenn die Höhe der die Gleichstromversorgung speisenden Wechselstromspannung schwankt.The frequent task lies in the television clinic or, a television camera or the so-called Camera head with direct current, constant direct voltage to supply, namely the amount of Voltage remain constant even when in the camera head the load changes as the length of the camera cable is lengthened or shortened, and even if the amount of the DC power supply feeding AC voltage fluctuates.

Zur Lösung dieses Problems sind bereits verschie- m dene Schaltanordnungen bekanntgeworden oder vorgeschlagen. Die vorliegende Erfindung bezweckt eine · neuartige Schaltung anzugeben, bei der mit besonders geringem zusätzlichem Aufwand der angestrebte Zweck erreicht und gleichzeitig die Übertragung von Störungen, welche durch den Regelvorgang ausgelöst werden, auf die Fernsehkamera mit Sicherheit vermieden wird.There are already various ways of solving this problem dene switching arrangements become known or proposed. The present invention aims to specify a new type of circuit in which the desired one with particularly little additional effort Purpose achieved and at the same time the transmission of disturbances that were triggered by the control process television camera is certainly avoided.

Es wird daiher bei einer Schaltung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung an einer Fernsehkamera mit unterschiedlicher Stromaufnahme, welche über ein Kabel von unterschiedlicher Länge mit einem Betriebsgerät verbunden ist, wobei sich die Schaltung zur Konstanthaltung im zugehörigen Betriebsgerät befindet, erfindungsgemäß der eine Pol der konstant zu haltenden Spannung über eine Leitung des Kamerakabels und eine Zenerdiode und einen Widerstand ?n den einen Eingang eines als Komparator geschalteten Operationsverstärkers geführt wird, während dem anderen iiingang des Operationsverstärllcers über eine zweite Leitung des Kamerakabels und über einen zweiten Widerstand der zweite Pol der konstant zu haltenden Spannung sowie über einen Kondensator eine aus einer Wechselspannung abgeleitete, auf den anderen Eingang bezogene Sägezahn-Vergleichsspannung angelegt wird und der Ausgangsimpuls des Operationsverstärkers den Einschaltzeitpunkt eines Triac bestimmt, welcher seinerseits den Gleichstromweg einer bekannten Diodenbrückenschaltung schaltet, während der Ausschaltzeitpunkt des Triac durch das Absinken der Eingangsspannung der Dioden-Brückenschaltung Unter das Potential der Ausgangsspannung bestimmt wird.It is therefore used to hold constant during a circuit a DC voltage on a television camera with different power consumption, which is connected to an operating device via a cable of different lengths, the Circuit for keeping constant is located in the associated operating device, according to the invention, one pole the voltage to be kept constant via a line of the camera cable and a Zener diode and a resistor fed to one input of an operational amplifier connected as a comparator while the other input of the operational amplifier Via a second line of the camera cable and via a second resistor the second pole of the voltage to be kept constant as well as one derived from an alternating voltage via a capacitor and referred to the other input Sawtooth reference voltage is applied and the output pulse of the operational amplifier determines the switch-on time of a triac, which in turn switches the direct current path of a known diode bridge circuit during the switch-off time of the triac is determined by the drop in the input voltage of the diode bridge circuit below the potential of the output voltage will.

Es ist zweckmäßig, wenn die Sägezahnvergleichsspannung über eine Doppelweg-Gleichrichtung mit ohmscher Belastung aus einer Hilfswicklung des die Diodenbrückenschaltung speisenden Nelztransformators gewonnen wird. Wenn die konstant zu haltende Spannung über eine bekannte Doppelweg-Gleichrichtung aus einer Trafo-Wicklung mit Mittelanzapfung gewonnen wird und der Gleichstromweg, wie vorstehend erwähnt, mittels einer Triac geschaltet wird, dann ist es günstig, die Vergleichs-Sägezahnspannung über eine Doppelweg-Gleichrichtung mit ohmscher Belastung zu gewinnen, wobei die Dioden an den gleichen Punkte« des Netztransformators angeschlossen sind wie die Gleichrichterdioden der Doppelweg-Gleichrichtung der Hauptschaltung.It is useful if the sawtooth comparison voltage is via a full-wave rectification Ohmic load from an auxiliary winding of the Felt transformer feeding the diode bridge circuit is won. When the voltage to be kept constant is via a well-known full-wave rectification is obtained from a transformer winding with a center tap and the direct current path, as mentioned above, is switched by means of a triac, then it is advantageous to use the comparison sawtooth voltage to gain via a full-wave rectification with an ohmic load, the diodes are connected to the same points «of the mains transformer as the rectifier diodes of the Full-wave rectification of the main circuit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem ersten Eingang des Operations-Verstärkers ein Teil der durch Gleichrichtung der Netzspannung gewonnenen pulsierenden Gleichspannung über einen Widerstand, einen Kondensator oder einer Kombination aus Diode und Kondensator s₅ Zugeführt.In a preferred embodiment of the invention, the first input of the operational amplifier is supplied with part of the pulsating DC voltage obtained by rectifying the mains voltage via a resistor, a capacitor or a combination of diode and capacitor s ₅ .

Im nachstehenden wird die Erfindung mit den Ausführüngsbeispiele darstellenden Figuren beschrieben, wobei alle zum Verständnis der Erfindung nicht nPtwencjigen Einzelheiten der besseren übersieht halber fortgelassen sind, Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren in gleicher Weise bezeichnet. Es zeigtIn the following the invention with the exemplary embodiments Illustrative figures described, all of which are not necessary for an understanding of the invention Details are omitted for the sake of better oversight, parts are corresponding to one another Identified in the same way in all figures. It shows

Fi g. 1 Prinzipschaltbild einer Schaltanordnung gemäß der Erfindung mit Brückengletchricbtung,
. Fig. 2 eine Variante der erfindungs^emäßen Schaltanordnung mit Doppelweg-Gleichrichtung,Fi g. 1 basic circuit diagram of a switching arrangement according to the invention with bridge structure,
. 2 shows a variant of the switching arrangement according to the invention with full-wave rectification,

Der in Fig. 1 dargestellten Schaltung zur Konstanthaltung der Gleichspannung wird die benötigte elektrische Energie über die Primärwicklung C¹C-S Transformators 1 zugeführt; an die Enden der Sekundärwicklung 2 ist eine aus vier Dioden 3 bestehende Gleichrichterschaltung angeschlossen. Die erzeugte positive Gleichspannung wird über die Leitung 4 und eine durch gestrichelte Linien angedeutete Kabelader 5 direkt dem Kamerakopf zugeführt. Der Einfachheit halber ist die Belastung der Gleichstromquelle durch den Widerstand 6 angedeutet. Die negative Gleichspannung wird über die Leitung 7, den Triac 9, die Leitung 10 und der durch eine gestrichelte Linie 11 angedeuteten Kabelader der Last zugeführt. An den beiden Enden der Last 6 werden die dort vorhandenen Spannungen abgegriffen und über die Kabelariern 12 und 13 sowie den zur Entkopplung dienenden Widerständen 14 und 15, den Eingängen 16 a und 16 b des Operationsverstärkers 16 zugeführt. Eine Zenerdiode 17 und ein Widerstand 18 dienen zur Anpassung des Gieichspannungspotentials an die Eingangsbedingungen des Operationsverstärkers. The circuit shown in Fig. 1 for keeping the DC voltage constant is supplied with the required electrical energy via the primary winding C ¹ CS transformer 1; A rectifier circuit consisting of four diodes 3 is connected to the ends of the secondary winding 2. The positive DC voltage generated is fed directly to the camera head via the line 4 and a cable core 5 indicated by dashed lines. For the sake of simplicity, the loading of the direct current source by the resistor 6 is indicated. The negative DC voltage is fed to the load via the line 7, the triac 9, the line 10 and the cable core indicated by a dashed line 11. The voltages present there are tapped at the two ends of the load 6 and fed to the inputs 16 a and 16 b of the operational amplifier 16 via the cable arcs 12 and 13 and the resistors 14 and 15 used for decoupling. A Zener diode 17 and a resistor 18 are used to adapt the DC voltage potential to the input conditions of the operational amplifier.

Aus der Sekundärwicklung 19 des Transformators 1 wird mittels der Gleichrichter 20 und 21 eine pulsierende Gleichspannung gewonnen. Diese wird über die Leitung 22 einer aus dem Gleichrichter 23, dem Kondensator 24 und dem '.Viderstand 25 bestehenden Integrationsschaltung zugeführt, die so dimensioniert ist, daß am Schaltungspunkt 26 eine Sägezahnspannung entsteht. Diese wird über den Kondensator 27 dem Eingang 16 α des Operationsverstärkers 16 zugeführt. Die Einrichtung ist derart getroffen, daß stets dann, wenn die ι>·,ι Eingang 16 a zugeführte Sägezahnspannung das Potential der am Eingang 16 a vorhandenen Gleichspannung erreicht, am Ausgang 16 c ein Impuls abgegeben und über die Leitung 29 der Triac 9 eingeschaltet wird. Der Triac ladet den Ladekondensatoi 30 auf. Sobald der dem Kondensator 30 zugeführte Ladestrom auf Null sinkt, schaltet sich der Triac automatisch wieder aus.The secondary winding 19 of the transformer 1 is converted into one by means of the rectifiers 20 and 21 pulsating DC voltage obtained. This is via the line 22 one of the rectifier 23, the capacitor 24 and the '.Viderstand 25 existing Integrated circuit supplied, which is dimensioned so that at the node 26 a Sawtooth tension arises. This is via the capacitor 27 to the input 16 α of the operational amplifier 16 supplied. The device is made such that whenever the ι> ·, ι input 16 a The sawtooth voltage supplied reaches the potential of the DC voltage present at input 16 a, A pulse is emitted at the output 16 c and the triac 9 is switched on via the line 29. The triac charges the charging capacitor 30. As soon as the charging current supplied to the capacitor 30 drops to zero, the triac switches itself off again automatically.

Die Regelkennlinie der beschriebenen Schaltanordnung ist jedoch nicht linear, denn bei einem großen Stromflußwinkel ergibt eine bestimmte Veränderung des Einschaltzeitpunktes eine verhältnismäßig kleinere Spannungsänderung im Vergleich zur selben Änderung des Einschaltzeitpunktes bei einem kleineren Stromfiußwinkel. Zur Linearisierung dieser Regelkennlinie wird am Schaltungspunkt 31 die von dem Doppelweg-Gleichrichter 20 und 21 gelieferte pulsierende Gleichspannung über den Widerrtand 32 dem Eingang 16 b des Operationsverstärkers 16 zugeführt. Durch entsprechende Dimensionierung des Widerstandes 32 gelingt es, die gewünschte Linearität der Regelkennlinie zu erreichen.The control characteristic of the switching arrangement described is not linear, however, because with a large current flow angle a certain change in the switch-on time results in a relatively smaller voltage change compared to the same change in the switch-on time with a smaller current flow angle. To linearize this control characteristic, the pulsating DC voltage supplied by the full-wave rectifier 20 and 21 is fed to the input 16 b of the operational amplifier 16 via the resistor 32 at the circuit point 31. Appropriate dimensioning of the resistor 32 makes it possible to achieve the desired linearity of the control characteristic.

Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Schaltanordnung, be< welcher der Transformator 1 nur eine Sekundärwicklung 2' benötigt, welche jedoch in der Mitte angezapft ist. Es dfcnt also dieselbe Sekundärwicklung 2' sowohl zur Er-FIG. 2 shows a variant of that shown in FIG Switching arrangement, be <which the transformer 1 only requires a secondary winding 2 ', which, however, is tapped in the middle. The same secondary winding 2 'must therefore be used both for the

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gg des Gleichstroms mittels der Dioden 3, als auch zur Speisung der Dioden 20 und 21, welche c|je f jk den Betrieb des Operationsverstärkers 16 notwendigen Signale erzeugen,gg of the direct current by means of the diodes 3, as also to supply the diodes 20 and 21, which c | je f jk the operation of the operational amplifier 16 necessary Generate signals,

Claims

Claims;

1, circuit for keeping constant a DC voltage in a television camera with different current consumption, which is connected to an operating device via a "cable of different length, the circuit for keeping constant is in the operating device, characterized in that one pole of the voltage to be kept constant via a line (12) of the camera cable and a Zener diode (17) and a resistor (14) to one input (166) of an operational amplifier (16) connected as a comparator, while the other input (16 a) of the operational amplifier (16 ) via a second line (13) of the camera cable and via a second resistor (15) the second pole of the voltage to be kept constant and via a capacitor (27) a sawtooth voltage derived from an alternating voltage and referenced to the other input (16 b) Comparison voltage is applied and the output pulse of the operational amplifier (16) the switch-on time of a triac (9) determines which in turn switches the direct current path of a known diode bridge circuit (3), while the switch-off time of the triac (9) is determined by the drop in the input voltage of the Djoden bridge circuit below the potential of the output voltage,

2, circuit according to claim 1, characterized in that that the sawtooth comparison voltage via a two-way rectification (20, 21) with an ohmic load from an auxiliary winding (19) of the diode bridge circuit (3) feeding network transformer (1) is obtained.

3, circuit according to claim 1, wherein the voltage to be kept constant above a known Full-wave rectification is obtained from a transformer winding with a center tap and the direct current path as in claim 1 via a Triac is switched, dadui-cb marked, that the comparison sawtooth voltage via a full-wave rectification (20, 21) with ohmic Load is gained, with the diodes (20, 2J) at the same points of the mains transformer are connected like the rectifier diodes of the full wave rectification (3) of the Main circuit.

4, circuit according to claim 1, characterized in that that the first input (166) of the operational amplifier (16) is part of the through Full-wave rectification (20, 21) of the alternating voltage obtained pulsating direct voltage is fed.

1 sheet of drawings