[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines geerdeten Verbrauchers
mit einem einen Meßwert darstellenden eingeprägten Strom nach dem Oberbegriff des
Anspruches.
[0002] In der DD PS 240 086 ist eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines Verbrauchers
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches beschrieben. Den Eingängen eines Regelverstärkers
werden die einen Meßwert bildende Sollwertspannung und eine Istwertspannung zugeführt,
wobei die Istwertspannung an einem vom eingeprägten Strom durchflossenen Strommeßwiderstand
abgegriffen wird.
[0003] Eine aus "Halbleiter-Schaltungstechnik", 1971, Seite 340 von Tietze/Schenk bekannte
Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus einem Regelverstärker mit einer
Differenzstufe 2 und einer steuerbaren Stromquelle 1. Der Regelverstärker liefert
einen von einer Sollwertspannung 3 abhängigen eingeprägten Strom I, der die Bürde
5 eines Verbrauchers durchfließt. Die Schaltungsanordnung bildet einen Regelkreis,
in dem die Istwertspannung 7 an einem Strommeßwiderstand 4 als rückgeführte Regelgröße
genutzt wird. Für Verbraucher, die einseitig an Erde 8 angebunden sind, besteht das
Problem, daß die den Meßwert repräsentierende Istwertspannung 7 von einem Gleichtaktsignal
überlagert ist, welches über einen weiten Spannungsbereich schwanken kann.
[0004] In "Halbleiter-Schaltungstechnik", 1980, Seite 667 bis 670 von Tietze/Schenk werden
die durch unerwünschte Gleichtaktsignale hervorgerufenen Probleme diskutiert und als
Abhilfe ist in Abschnitt 2.5.1.2 "Trennverstärker" vorgeschlagen, die Signal- und
Masseverbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger aufzutrennen und den Senderteil
mit einer schwimmenden Masseverbindung zu versehen.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten
Art so auszubilden, das die Rückwirkung der von der Bürde des Verbrauchers hervorgerufenen
Gleichtaktspannung auf den Regelverstärker minimiert wird.
[0006] Die Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
mit den im Kennzeichen des Anspruches angegebenen Maßnahmen gelöst. Um das Problem
der Gleichtaktunterdrückung zu umgehen, wird hier das Prinzip des schwebenden Bezugspunktes
angewendet. Das Bezugspotential für die Sollwertspannung und den Regelverstärker wird
so nachgeführt, daß es dem Spannungsabfall über die Verbraucherbürde entspricht. Durch
dieses virtuelle Bezugspotential ist die Istwertspannung 7 über den Meßwiderstand
für den Regelverstärkerder gleichtaktfrei. Die schwebende Stromversorgung wird durch
einen Spannungsregler realisiert, dessen Bezugspotential die Spannung an der Bürde
des Verbrauchers ist.
[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der
folgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild einer
Ausgestaltung der Erfindung.
[0008] Eine Differenzstufe 2 und eine spannungsgesteuerte Stromquelle 1 bilden zusammen
einen Regelverstärker. Der Regelverstärker liefert einen von einer Sollwertspannung
3 abhängigen eingeprägten Strom I, der die Bürde 5 eines Verbrauchers durchfließt
und an ihr einen Spannungsabfall U hervorruft. Der Verbraucher ist einseitig an die
Masse 8 angeschlossen. Elektrisch in Reihe mit der Bürde 5 ist ein Strommeßwiderstand
4 geschaltet. Der Strom I verursacht an dem Strommeßwiderstand 4 einen Spannungsabfall,
die Istwertspannung 7, die dem nichtinvertierenden Eingang der Differenzstufe 2 zugeführt
ist.
[0009] Die an der Bürde 5 des Verbrauchers abfallende Spannung U ist dem Eingang eines hochohmigen
Impedanzwandlers 6 mit der Verstärkung eins zugeführt. Das am Ausgang des Impedanzwandlers
6 anstehende Potential am Schaltungspunkt 9 ist an den invertierenden Eingang der
Differenzstufe 2 geführt und es dient gleichzeitig als Bezugspotential für die Sollwertspannung
3. Diese schaltungstechnische Maßnahme bewirkt, daß das Potential am Schaltungspunkt
9 für den geschlossenen Regelkreis und die Sollwertspannung 3, die den jeweiligen
Meßwert repräsentiert, der Spannung U an der Bürde 5 des Verbrauchers entspricht.
Das Potential am Schaltungspunkt 9 wird durch den Impedanzwandler 6 stets so nachgeführt,
daß an der Differenzstufe 2 der Istwertspannung 7 nicht von Gleichtaktsignalen überlagert
ist.
1. Schaltungsanordnung zur Speisung eines geerdeten Verbrauchers mit einem einen Meßwert
darstellenden eingeprägten Strom (I)
- mit einem Regelverstärker (1,2), dessen Eingänge mit einer den Meßwert bildenden
Sollwertspannung (3) sowie mit einer Istwertspannung (7) beaufschlagt werden und
- mit einem vom eingeprägten Strom (I) durchflossenen Strommeßwiderstand (4), an dem
die Istwertspannung (7) abgegriffen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die an der Bürde (5) des Verbrauchers abfallende Spannung (U) dem Eingang eines hochohmigen
Impedanzwandlers (6) zugeführt ist und daß das am Ausgang des Impedanzwandlers (6)
anstehende Potential (9) das Bezugspotential für den Regelverstärker (1,2) und die
Sollwertspannung (3) bildet.
