DE928478C

DE928478C - Arrangement for measuring peak voltage values of an alternating current voltage or pulse source

Info

Publication number: DE928478C
Application number: DEP4279A
Authority: DE
Inventors: Ladislav Lax
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1948-12-17
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1955-06-02

Description

Anordnung zur Messung von Spitzenspannungswerten einer Wechselstromspannungs- oder Impulsquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung von Spitzenspannungswerten einer Wechselstromspannungs- oder Impulsquelle und besteht im wesentlichen darin, daß die Steuerelektrode eines Steuerelementes einer Meßeinrichtung mit dem Ausgang einer einen Gleichrichter enthaltenden, eine dem Spitzenpotential entsprechende Spannung erzeugenden Einrichtung und die Steuerelektrode eines weiteren Steuerelementes der Meßeinrichtung mit dem Ausgang einer Anordnung zur Ableitung des gewünschten Bezugspotentials aus der gleichen Quelle leitend verbunden ist, wobei die Ausgangsleistungen der beiden Steuerelemente zwecks Anzeige od. dgl. der den gesuchten Spannungswert darstellenden Potentialdifferenz miteinander kom iniert werden.Arrangement for measuring peak voltage values of an alternating current voltage or pulse source The invention relates to an arrangement for measuring peak voltage values an alternating current voltage or pulse source and essentially consists of that the control electrode of a control element of a measuring device with the output one containing a rectifier, one corresponding to the peak potential Voltage generating device and the control electrode of a further control element the measuring device with the output of an arrangement for deriving the desired Reference potential from the same source is conductively connected, with the output power the two control elements for the purpose of displaying or the like. The voltage value you are looking for representing potential difference are combined with one another.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird zur Messung der Spannungsspitzendifferenz einer Wechselstrom- oder pulsierenden Wellenkurve die zu messende Wellenkurve einer Phasenteilerröhre zugeführt, deren beide Ausgänge an je eine Gleichrichterschaltung angeschlossen sind, die die Spitzenspannung der entsprechenden Halbwelle mißt, wobei die Spannungsspitzendifferenz als Summe der Ausgangswerte beider Vorrichtungen erhalten wird. According to one embodiment of the invention, the voltage peak difference is measured an alternating current or pulsating wave curve the wave curve to be measured of a Phase splitter tube supplied, the two outputs of which each have a rectifier circuit are connected, which measures the peak voltage of the corresponding half-wave, where obtain the voltage peak difference as the sum of the output values of both devices will.

Die erfindungsgemäße Anordnung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der drei verschiedene Schaltschemen dargestellt sind. The arrangement according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which three different circuit diagrams are shown.

Eine Schaltanordnung eines einfachen Voltmessers nach der Erfindung zur Messung der Spannungsspitzendifferenz, unter der die Summe der positiven und der negativen Spitzenspannung verstanden werden soll, ist in Fig. 1 dargestellt, V1 ist eine Phasenteilerröhre, deren Eingangsgitter eine Spannungswelle zugeführt wird, deren Spannungsspitzendifferenz gemessen werden soll. Wenn die Widerstände R2 und R3 gleich sind, so sind die Spannungswellenkurven an diesen Widerständen in Form und Amplitude gleich, jedoch befinden sie sich in Gegenphase. Diese Wellenkurven werden über die Kondensatoren C1 und C2 den Anoden der Dioden oder anderen Gleichrichtern V2 und Vs zugeführt, deren Kathoden auf einem die Gittervorspannung für die weiteren Röhren V4 und V5 darstellenden Potential e gehalten werden, indem sie über die Spannung herabsetzende Widerstände R13 und R6 an die Anodenspannungsquelle angeschlossen sind. Dem Widerstand R5 liegt parallel der Kondensator C3, und die Anoden und Kathoden der beiden Dioden V2 und 7g sind über die Widerstände R4 und R5 miteinander verbunden. Die Dioden arbeiten dadurch als Spitzengleichrichter, so daß an deren Anoden die positiven Spannung spitzen der Eingangswelle auf die Spannung e gebracht werden, da unter der Wirkung der Dioden V2 und V3 die Kondensatoren C1 und C2 eine solche Ladung erhalten, daß zu den Wellenkurven negative Gleichstromkomponenten addiert werden, die den positiven Spannungsspitzen der beiden Wellenkurven, gerechnet von der mittleren Spannung aus, gleich sind. Diese Gleichstromkomponenten werden über die Glättungsschaltungen R8, C5 bzw. R7, C4 den Gittern der beiden Röhren 75 und 74 zugeführt. Da- die Kondensatoren C4 und C5 ursprünglich mit der Spannung e aufgeladen waren, fällt ihre Spannung um den negativen Betrag der Gleichspannungskomponenten, die den Wellenkurven zuaddiert sind, also um den Betrag E (p -) bzw. E (p +). Die Änderungen im Durchfluß der beiden Röhren 74 und V5 sind proportional den zugeführten Spannungen (falls die Röhren und auch ihre Kathodenwiderstände R9 und Rlo gleich sind). Der resultierende Strom im Widerstand R11 und daher die Spannungsänderung im Punkt A ist dementsprechend proportional der Summe aus den beiden Spannungen E (p +) + E (p -), und dies ist die Spannungsspitzendifferenz. Diese kann auf beliebige geeignete Weise gemessen werden, z. B. mittels des Meßgerätes M, welches zwischen dem Punkt A und einem geeigneten Punkt des Potentiometers R12 liegt. A circuit arrangement of a simple voltmeter according to the invention for measuring the voltage peak difference below which the sum of the positive and the negative peak voltage is to be understood is shown in Fig. 1, V1 is a phase splitter tube whose input grating is supplied with a voltage wave whose voltage peak difference is to be measured. When the resistances R2 and R3 are the same, so are the voltage waveforms across these resistors the same in shape and amplitude, but they are in opposite phase. These wave curves are connected to the anodes of the diodes or other rectifiers via the capacitors C1 and C2 V2 and Vs supplied, the cathodes of which on one the grid bias voltage for the other Tubes V4 and V5 representing potential e are kept by going over the voltage reducing resistors R13 and R6 connected to the anode voltage source are. The resistor R5 is connected in parallel with the capacitor C3, and the anodes and cathodes of the two diodes V2 and 7g are connected to one another via resistors R4 and R5. The diodes work as a peak rectifier, so that the anodes positive voltage peaks of the input shaft are brought to voltage e, since under the action of the diodes V2 and V3 the capacitors C1 and C2 have one Charge received that added negative DC components to the wave curves the positive voltage peaks of the two wave curves, calculated from the mean voltage from, are equal. These DC components are over the smoothing circuits R8, C5 or R7, C4 the grids of the two tubes 75 and 74 supplied. Because the capacitors C4 and C5 were originally charged with the voltage e their voltage drops by the negative amount of the DC voltage components, which are added to the wave curves, i.e. by the amount E (p -) or E (p +). the Changes in the flow through the two tubes 74 and V5 are proportional to those supplied Voltages (if the tubes and also their cathode resistances R9 and Rlo are the same are). The resulting current in resistor R11 and therefore the change in voltage at point A is accordingly proportional to the sum of the two voltages E (p +) + E (p -), and this is the voltage peak difference. This can be applied to any be measured in a suitable manner, e.g. B. by means of the measuring device M, which between the point A and a suitable point of the potentiometer R12.

Die Röhren V4 und V5 brauchen nicht absolut identisch zu sein, wenn - sehr viel kleiner ist als der g Wert der Widerstände R9 und R10, wobei g die Steilheit der Röhre ist. The tubes V4 and V5 need not be absolutely identical, though - is much smaller than the g value of the resistors R9 and R10, where g is the slope the tube is.

Fig. 2 zeigt ein verbessertes Schaltschema, bei dem jede der beiden einzelnen Dioden V2 bzw. V3 durch drei Dioden V20, V21, V22 bzw. durch zwei Dioden VsO und V31 ersetzt ist, wobei jede Anode über einen getrennten Kondensator C1O, Cll, C12 bzw. Fig. 2 shows an improved circuit diagram in which each of the two individual diodes V2 or V3 by three diodes V20, V21, V22 or by two diodes VsO and V31 is replaced, each anode via a separate capacitor C1O, Cll, C12 or

C20, C21 an der -Eingangswellenkurve liegt und die einzelnen Anoden durch Widerstände R13, R14 und R15 miteinander verbunden sind. Diese Widerstände verzögern das Absinken des Ladungspotentials an den Anoden der Dioden, so daß mit Hilfe der Anordnung der Spannungsspitzendifferenz selbst von Spannungskurven mit sehr kurzen Impulsspitzen gemessen werden kann. In der beispielsweise beschriebenen Schaltung der Spitzenspannung sind zur Messung einer Halbwelle mehr Dioden verwendet als für die andere Halbwelle, weil die Schaltung dazu bestimmt ist, die Spitzenspannungsdifferenz von Impulswellen zu messen, deren positive Spannungsspitzen von kürzerer Dauer sind als die negativen Spannungsspitzen.C20, C21 is on the input waveform and the individual anodes are interconnected by resistors R13, R14 and R15. These resistances delay the drop in the charge potential at the anodes of the diodes, so that with Using the arrangement of the voltage peak difference even from voltage curves very short pulse peaks can be measured. In the example described Switching the peak voltage, more diodes are used to measure a half-wave than for the other half-wave because the circuit is designed to use the peak voltage difference of impulse waves whose positive voltage peaks are of shorter duration than the negative voltage spikes.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Schaltung, die es ermöglicht, die Spitzenspannung von einem bestimmten Pegel aus zu messen, z. B. die helle Spitzenspannung vom Schwarzpegel aus bei einer Fernsehwellenkurve. Fig. 3 shows a modified circuit which enables the peak voltage to measure from a certain level, e.g. B. the light peak voltage from the black level off on a television wave curve.

Das Gitter der Röhre V1 ist gleichstromverbunden mit dem Wellenkurveneingang, so daß die ihm zugeführte Wellenkurve Wechselspannungskomponenten und auch Gleichstromkomponenten enthält. Eine entsprechende Wellenkurve mit Wechsel- und Gleichspannungskomponenten entsteht an der Kathode der Röhre V1 als Spannungsabfall am Widerstand R2. The grid of the tube V1 is direct current connected to the wave curve input, so that the wave curve supplied to it has alternating voltage components and also direct current components contains. A corresponding wave curve with AC and DC voltage components occurs at the cathode of the tube V1 as a voltage drop across the resistor R2.

Die Ausgangsspannung am Widerstand R2 ist in zwei Kanäle aufgeteilt. Ein Kanal speist die Röhre V4 über die Glättungsschaltung R7, C4. Am Gitter der Röhre 74 tritt daher ein Potential auf, welches gleich der mittleren Spannung Eav der Welle plus einer konstanten Spannung EG ist, die auf den bei Abwesenheit eines Eingangssignals in V1 fließenden Strom zurückzuführen ist. Bei Änderung der Wellenform ändert sich nur Eav.The output voltage at resistor R2 is divided into two channels. One channel feeds the tube V4 via the smoothing circuit R7, C4. At the grid of the Tube 74 therefore has a potential which is equal to the mean voltage Eav of the wave plus a constant voltage EG is applied to the in the absence of a Input signal in V1 is due to current flowing. When changing the waveform only changes Eav.

Der zweite Kanal speist die Diode V2 über den Kondensator C1. Dadurch wird die Gleichstromkomponente aus der Wellenkurve eliminiert. V2 in Verbindung mit C1 -und R4 bildet einen Spitzengleichrichter, der der Wellenform eine Gleichspannungskomponente überlagert, die gleich der Potentialdifferenz zwischen der mittleren. Spannung Eav und der positiven Spitzenspannung E, ist. Diese Wellenkurve wird über die Glättungsschaltung R8, C5 dem Gitter der Röhre V5 zugeführt, so daß am Gitter von V5 eine Gleichspannung mit dem Wert Eo + Eav - Ep liegt. EO ist das Potential, auf dem die Kathode der Diode V2 durch die Widerstände R6, R13 gehalten wird. The second channel feeds the diode V2 via the capacitor C1. Through this the direct current component is eliminated from the wave curve. V2 in connection with C1 and R4 forming a peak rectifier, the waveform is a DC component superimposed, which is equal to the potential difference between the mean. Tension ea and the positive peak voltage E i. This wave curve is generated via the smoothing circuit R8, C5 fed to the grid of the tube V5, so that a DC voltage is applied to the grid of V5 with the value Eo + Eav - Ep. EO is the potential at which the cathode of the Diode V2 is held by resistors R6, R13.

Der Spannungsabfall im Widerstand Rlo nimmt einen Wert an, der proportional dem Wert (Eo + EavEV) plus einer konstanten Spannung e1 ist. The voltage drop in the resistor Rlo assumes a value that is proportional is the value (Eo + EavEV) plus a constant voltage e1.

Der Spannungsabfall an R9 ist proportional mit (EaV + EG)) d. h. gleich dem Gitterpotential, plus einer konstanten Spannung e2. The voltage drop at R9 is proportional to (EaV + EG)) d. H. equal to the grid potential, plus a constant voltage e2.

Die Potentialdifferenz P zwischen den Kathoden V5 und V4 ist daher P = K1 (Eav + Ec) - K2 (Eo + Eav - Ep) + e2 - e1, wobei K1 und K2 Konstanten sind. Wenn V5 ähnlich 74 ist und die Widerstände Rlo und R5 gleich und im Wert hoch genug sind, dann ist K1 = K2 = K, und diese Werte liegen sehr nahe dem Wert I. Man kann daher schreiben P = K (Ep + Ec - Eo) + e2 - e1. The potential difference P between the cathodes V5 and V4 is therefore P = K1 (Eav + Ec) - K2 (Eo + Eav - Ep) + e2 - e1, where K1 and K2 are constants. When V5 is similar to 74 and resistors Rlo and R5 are the same and high enough in value then K1 = K2 = K, and these values are very close to I. One can therefore write P = K (Ep + Ec - Eo) + e2 - e1.

Wenn nun mittels des verstellbaren Widerstandes R6 der Wert von EO derart eingestellt wird, daß die Potentialdifferenz P gleich o ist, sobald dem Gitter V1 nur das Schwarzpegelpotential EO (oder eine andere bestimmte Spannung) zugeführt wird, dann ist K (Eb + Ec - Eo) + e2 - e1 = 0 oder K Eb = ele2K (E0-E0). If the value of EO is set so that the Potential difference P is equal to o, as soon as the grid V1 only has the black level potential EO (or another determined Voltage) is supplied, then K (Eb + Ec - Eo) + e2 - e1 = 0 or K Eb = ele2K (E0-E0).

Die gemessene Potentialdifferenz ist daher P=K (E-E,), also proportional zur Spannungsdifferenz zwischen dem Schwarzpegel und dem hellstem Weiß entsprechenden Spitzenpotential, und dementsprechend ist natürlich der Strom über den Widerstand R20 und das Milliamperemeter M proportional dem Wert (EpEb). The measured potential difference is therefore P = K (E-E,), i.e. proportional corresponding to the voltage difference between the black level and the brightest white Peak potential, and accordingly the current is of course through the resistor R20 and the milliammeter M proportional to the value (EpEb).

C,, C20, C21 und C22 sind Sperrkondensatoren, und R3,R21 und R52 sind Sperrwiderstände. C ,, C20, C21 and C22 are blocking capacitors, and R3, R21 and R52 are blocking resistors.

An Stelle von M und R20 können auch andere geeignete Spannungsanzeiger verwendet werden. Instead of M and R20, other suitable voltage indicators can also be used be used.

An Stelle der einfachen Spitzengleichrichterschaltung, bestehend aus V2, C, und R4, kann naturgemäß auch der kompliziertere Kreis nach Fig. 2 verwendet werden. In place of the simple peak rectifier circuit, consisting from V2, C, and R4, the more complicated circle according to FIG. 2 can of course also be used will.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Arrangement for measuring peak voltage values an AC voltage or pulse source, characterized in that the Control electrode of a control element (V5) of a measuring device (M, V) with the output one containing a rectifier (72, 720), one corresponding to the peak potential Voltage generating device and the control electrode of a further control element (V4) the measuring device with the output of an arrangement for deriving the desired Reference potential from the same source is conductively connected, with the output power the two control elements (74, 75) for the purpose of displaying or the like of the voltage value sought representing potential difference can be combined with each other.

2. Arrangement for measuring according to claim I, characterized in that that each of the two control elements consists of a grid-controlled amplifier tube (74, 75), where the potential difference to be measured is the sum or difference the voltage drop is measured by the current flowing through each of these tubes in a resistance evokes.

3. Arrangement according to claim I or 2 for measuring the voltage peak difference an alternating current or pulsating wave curve, characterized in that the wave curve to be measured is fed to a phase splitter tube (V1), both of which Outputs are each connected to a rectifier circuit that controls the peak voltage of the corresponding half-wave, with the voltage peak difference as the sum the output values of both devices is obtained.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the two Outputs of the phase splitter tube via capacitors with the anodes of two electron rectifiers (72, 72) are connected, the cathodes of which are held at the same potential, where the anode of each rectifier connected to its cathode via a resistor and where the negative DC components generated by the rectifiers can be measured additively.

5. Arrangement according to claim I or 2 for measuring the light peak value a television wave, characterized in that the second control element is one of the Potential difference between black level potential and the mean value of the wave potential corresponding voltage is supplied.

6. Arrangement according to one of claims I to 4, characterized in that that the cathodes of the electron rectifier at a tap on the anode DC voltage source lying resistance, the partial resistance between the cathodes and the negative pole of the anode DC voltage source bridged by a capacitor is.

7. Arrangement according to claim I to 6, characterized in that between the anodes of the electron rectifiers (72, 75) and the amplifier tubes of the measuring device (V5 or V4) a smoothing circuit (C5, R8 or C4, R7) is provided.

8. Arrangement according to claim 6, characterized in that the between the rectifier cathodes and the negative pole of the anode DC voltage source lying partial resistance is adjustable.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the rectifiers or at least one of the rectifiers has one or more further rectifiers are assigned and form a rectifier group with it, within which the cathodes of the individual rectifiers are connected to one another and are kept at the same potential, while their anodes are via resistors are connected to each other, with the waveform to be measured referring to the individual anodes is fed to the rectifier group via a separate capacitor each.