DE2419333C2

DE2419333C2 - Schaltungsanordnung zur Kompensation eines Widerstandes durch einen regelbaren negativen Widerstand, insbesondere für elektronische Koppelanordnungen

Info

Publication number: DE2419333C2
Application number: DE19742419333
Authority: DE
Inventors: Kalman Dipl.-Ing. 7000 Stutgart Szechenyi
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1974-04-22
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE2419333A1; GB1476908A; ES436811A1

Description

35

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, durch Hintereinanderschaltung eines zu kompensierenden Widerstandes und eines regelbaren, negativen Widerstandes den negativen Widerstand derart zu wählen, daß der Gesamtwiderstand verschwindet, d. h, daß ein den zu kompensierenden Widerstand und den negativen Widerstand durchfließender Strom an der gesamten Anordnung keinen Spannungsabfall verursacht (siehe z. B.: J. Dosse, »Der Transistor«, Oldenbourg Verlag 1959, S. 217 - 221).

Eine solche Anordnung hat insbesondere praktische Bedeutung für eine Anwendung in elektronischen Koppelanordnungen in Fernsprechvermittlungsstellen. Die Ersetzung der bekannten, üblichen Metallkontakttzur Durchschaltung durch die Koppelanordnung durch elektronische Schaltelemente bringt eine erhebliche Erhöhung des resultierenden Widerstands mit sich, der sich bei mehrstufigen Koppelanordnungen addiert und eine erhebliche, evtl. nicht mehr zulässige Dämpfung der über die Koppelanordnung laufenden Ströme verursacht.

Um eine zumindest teilweise Kompensation dieser Widerstände zu erreichen, muß durch die gesamte Anordnung (zu kompensierender Widerstand und negativer Widerstand) ein Meßstrom geschickt werden, mit dessen Hilfe die Anordnung unter Regelung des negativen Widerstands derart abgeglichen werden kann, daß der resultierende Widerstand der Anordnung « gegenüber einem durchlaufenden Nutzstrom zumindest auf einen kleineren Wert gesenkt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist demnach, unter BerückDas hat Konsequenzen für die Anschaltung eines Generators G im Punkt A (Fig.2). Der Innenwiderstand RL des Generators G addiert sich zum Widerstand R 4 und die daraus folgende Stabilitätsbedingung

A3

muß nicht mehr erfüllt sein, d. h., die Anordnung wird eher instabil.

F i g. 3 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die diese Schwierigkeiten vermeidet.

Das wesentliche Element dieser Schaltungsanordnung ist ein zweiter negativer Widerstand — R2, gebildet aus einem Operationsverstärker OP 2, der zwischen der anzuschaltenden Spannungsquelle G und den Punkt A geschaltet ist. Dadurch liegt am ersten Operationsverstärker OPl in Reihe mit dem Widerstand /?4 nunmehr der negative Widerstand -RL, wodurch die Stabilitätsbedingung lautet:

§RK>R4>§RL.

Das Stabilitätsverhalten dieser Anordnung ist also verbessert.

Die Kompensation des Widerstands RK erfolgt folgendermaßen:

Der über die Anordnung zu übertragende Nutzstrom /,v »sieht« als Widerstand der gesamten Anordnung:

41

(D

denn der erste Operationsverstärker OPl liefert einen Widerstand - — RA und der Innenwiderstand RL ist

durch eine komplexe Schaltung C wechselstrommäßig Oberbrückt, trägt also nicht zum Gesamtwiderstand bei. Im Falle, daß der Meßstrom ein Gleichstrom ist, kann die komplexe Schaltung C durch einen Kondensator realisiert werden. Ein Meßstrom I_M »sieht« als Widerstand der gesamten Anordnung:

denn der erste Operationsverstärker OPl transformiert den Widerstand RK in den Widerstand - — RK, die-

ser liegt am zweiten Operationsverstärker OPl zusammen mit dem Widerstand A4, der zweite Operationsverstärker OPl transformiert den anliegenden Wider-

stand A4 - ^ RK schließlich in den Widerstand

Für den zu übertragenden Nutzstrom /„soll gelten:

R_n=Q.
Damit ergibt sich aus Gleichung (1):

Dies eingesetzt in die Gleichung (2) ergibt: Rn = RL, d.h, das Potential am Punkt X (Fig.3) muß verschwinden.

Diese Bedingung ist leicht zu erfüllen: eine nicht dargestellte Vergleichsschaltung zwischen Erde und Punkt Λ'kann den ersten Operatioijsverstärker OPi so regeln, daß diese Bedingung erfüllt ist, womit der Widerstand RK kompensiert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zum Kompensieren eines Widerstandes, bei der der zu kompensierende Widerstand (RK) und ein regelbarer negativer Widerstand hintereinandergeschaltet sind und der negative Widerstand so eingestellt wird, daß der Gesamtwiderstand der Serienschaltung verschwindet, wobei der negative Widerstand einen Operationsverstärker (OP 1) enthält, dessen invertierender Eingang über einen ersten Widerstand (R2) und dessen nicht-invertierender Eingang über einen zweiten Widerstand (R 3) mit seinem Ausgang verbunden sind, und an dessen nicht-invertierenden Eingang eine Stromquelle (G) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-invertierende Eingang dieses ersten Operationsverstärkers (OPi) über einen dritten Widerstand (R 4) mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers (OP 2) verbunden ist, an dessen sjeht-invertierenden Eingang die Stromquelle (G) angeschlossen ist und dessen invertierender Eingang über einen vierten Widerstand (RS) und dessen nicht-invertierender Eingang über einen ₂s fünften Widerstand (#6) mit seinem Aasgang verbunden sind; daß der Innenwiderstand (RL) der Stromquelle (G) wechselstrommäßig überbrückt ist, und daß der erste Operationsverstärker (OPi) so geregelt wird, daß am nicht-invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (OP 2) das Potential vevschwindet

sichtigung der durch die Benutzung eines negativen Widerstands zusätzlich zu erfüllenden Bedingungen, eine Schaltungsanordnung zur Widerstandskompensation und zur Anschaltung eines Generators zur Meßstromversorgung an eine solche Anordnung von zu kompensierenden Widerstand und negativen Widerstand anzugeben.

Die Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil gelöst

Die Erfindung wird nun anhand von Figuren erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip der Widerstandkompensation,

F i g. 2 das Schaltbild eines negativen Widerstands,

Fig.3 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

F i g. 1 zeigt das bekannte Prinzip der Widerstandskompensation. Ein zu kompensierender Widerstand RK liegt in Reihe mit einem regelbaren negativen Widerstand — R. Die Anordnung ist abgeglichen, d. h, der Widerstand RK ist kompensiert, wenn ein die Anordnung durchfließender Strom /keinen Spannungsabfall t/verursacht.

Ein negativer Widerstand besteht vorzugsweise aus einem gegengekoppelten Operationsverstärker OP, wie er in Fig.2 dargestellt ist Ein solcher negativer Widerstand muß zum stabilen Betrieb eine bestimmte Stabilitätsbedingung erfüllen, da infolge der Gegenkopplung ein instabiles Verhalten (z. B. Selbsterregung) nicht immer angeschlossen werden kann. Diese Stabilitätsbedingung lautet: