DE1141709B - Device for converting an alternating voltage of lower frequency into such a higher frequency - Google Patents

Device for converting an alternating voltage of lower frequency into such a higher frequency

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DE1141709B
DE1141709B DEG21371A DEG0021371A DE1141709B DE 1141709 B DE1141709 B DE 1141709B DE G21371 A DEG21371 A DE G21371A DE G0021371 A DEG0021371 A DE G0021371A DE 1141709 B DE1141709 B DE 1141709B
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alternating current
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voltage
signal
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Albert Edward Martin
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Sir Howard Grubb Parsons and Co Ltd
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Sir Howard Grubb Parsons and Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/32Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by dynamic converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/03Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using non-linear inductance

Description

Einrichtung zum Umformen einer Wechselspannung niederer Frequenz in eine solche höherer Frequenz Bei vielen Arten von Verfahrens- oder Überwachungsgeräten wird ein Wechselstromsignal niederer Frequenz in der Größenordnung von etwa 10 Hz und proportional der zu messenden Größe erhalten.Device for converting an alternating voltage of low frequency into such a higher frequency in many types of process or monitoring equipment becomes a low frequency AC signal on the order of about 10 Hz and obtained proportionally to the size to be measured.

Da Instrumente zur Messung eines derartigen niederfrequenten Signals äußerst schwierig herzustellen und daher sehr teuer sind, war es bisher üblich, derartige Signale, gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung, gleichzurichten und dann einem Gleichstrommeßinstrument oder einem mit Gleichstrom gespeisten Servosystem mit Nullabgleich zuzuführen.Da instruments for measuring such a low frequency signal extremely difficult to manufacture and therefore very expensive, it has been customary to date to rectify such signals, if necessary after previous amplification, and then a DC meter or DC powered servo system to be supplied with zero adjustment.

Da das von den Verfahrens- oder Überwachungsgeräten ausgehende Signal häufig sehr schwach ist, ist man in den meisten Fällen gezwungen, dieses Signal zu verstärken, bevor man es einer Meß- oder Servoeinrichtung zuführt. Bekanntlich ist es aber schwierig, Gleichstrom- oder sehr niederfrequente Wechselstromsignale direkt zu verstärken, weshalb man meist einen Umweg einschlägt und diese Signale zunächst mit einem Wechselstromsignal höherer Frequenz überlagert, um ein Signal mit der Überlagerungsfrequenz zu erhalten, dessen Amplitude entsprechend der Amplitude des Ursprungssignals schwankt. Dieses amplitudenmodulierte Signal wird dann gleichgerichtet und den Überwachungs- bzw. Kontrollinstrumenten zugeführt.As the signal from the process or monitoring devices is often very weak, one is in most cases forced to this signal to be amplified before it is fed to a measuring or servo device. As is well known however, it is difficult to generate direct current or very low frequency alternating current signals to amplify directly, which is why one usually takes a detour and these signals initially superimposed with an alternating current signal of higher frequency to form a signal with the superposition frequency, its amplitude corresponding to the amplitude of the original signal fluctuates. This amplitude-modulated signal is then rectified and fed to the monitoring and control instruments.

Eine vielfach angewandte Methode, die beschriebene Modulation eines Wechselstromsignals höherer Frequenz durch ein Gleichstromsignal oder ein niederfrequentes Wechselstromsignal durchzuführen, besteht darin, daß man die Gleichspannung oder niederfrequente Wechselspannung mit Hilfe eines Vibrationszerhackers einer Wechselspannung höherer Frequenz, die an die Schwingspule des Zerhackers angelegt wird, überlagert.A widely used method, the described modulation of a A higher frequency alternating current signal by a direct current signal or a low frequency one To carry out an alternating current signal, is that one the direct voltage or low-frequency alternating voltage with the help of a vibrating chopper of an alternating voltage higher frequency applied to the chopper's voice coil.

Ein Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die für die Überwachung und die Steuerung von Servosystemen bei selbstabgleichenden Geräten bevorzugt verwandten Instrumente mit Nullabgleich eine sehr gute Glättung und Filterung der gleichgerichteten Spannung erfordern, was komplizierte Schaltungen erfordert und in Verbindung mit den teueren Gleichstrominstrumenten zu sehr teueren Geräten führt.A disadvantage of this method is that it is necessary for monitoring and the control of servo systems in self-balancing devices are preferably related Instruments with zero adjustment have very good smoothing and filtering of the rectified ones Voltage require what requires complicated circuits and in connection with leads the expensive DC instruments to very expensive equipment.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von Gleichstrominstrumenten zu vermeiden und die Anwendung von einfachen und billigen Wechselstrominstrumenten zu ermöglichen, die für eine verhältnismäßig hohe Frequenz (vorzugsweise die Netzfrequenz) ausgelegt sind. Es ist daher der Gegenstand der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die es gestattet, eine Wechselspannung niederer Frequenz a) in eine solche höhere Frequenz umzuformen, die geeignet ist, ein Wechselstrominstrument zu steuern, oder b) in eine Wechselspannung der Netzfrequenz (in Deutschland 50 Hz) umzuformen, so daß ein mit normaler Netzfrequenz arbeitendes Servosystem mit Nullabgleich verwendet werden kann.The invention is now based on the object of using direct current instruments and avoid the use of simple and cheap AC instruments to enable the for a relatively high frequency (preferably the mains frequency) are designed. It is therefore the object of the invention to provide a device which makes it possible to convert an alternating voltage of lower frequency a) into such a higher one To transform frequency suitable to control an AC instrument, or b) to convert into an alternating voltage of the mains frequency (in Germany 50 Hz), see above that uses a servo system that works at normal mains frequency with zero adjustment can be.

Die Erfindung geht dabei von den bekannten Vibrationszerhackern aus, die eine am Ende fest eingespannte Schwingzunge besitzen, deren anderes Ende frei zwischen Magnetpolen schwingt. Die Zunge wird durch eine mit Wechselspannung von Netzfrequenz beaufschlagte Spule in Schwingung versetzt und schließt durch ihre Bewegung abwechselnd je einen Kontakt eines Stromkreises, der eine Primärwicklung eines Transformators enthält. An einer Abgriffsklemme des Transformators und der Schwingzunge liegt dabei die umzuformende niederfrequente Wechselspannung an. Aus dem in der Sekundärwicklung des Transformators entstehenden Modulations,£zemisch wird nun erfindungsgemäß durch ein elektrisches Filter eine Spannung der Frequenz F + f oder F - f ausgewählt und für nur mindestens annähernd auf die höhere Frequenz ansprechende Meß- oder Servosteuerungsvorrichtungen bereitgestellt.The invention is based on the known vibration chopper, which has a vibrating tongue firmly clamped at the end, the other end of which vibrates freely between magnetic poles. The tongue is set in oscillation by a coil to which AC voltage is applied at the mains frequency and, through its movement, alternately closes one contact of a circuit that contains a primary winding of a transformer. The low-frequency alternating voltage to be converted is applied to a tapping terminal of the transformer and the vibrating tongue. From the modulation occurring in the secondary winding of the transformer, a voltage of frequency F + f or F - f is now selected according to the invention by an electrical filter and made available for measuring or servo control devices that respond at least approximately to the higher frequency.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß dem vorhergehenden Absatz ist erfindungsgemäß vorgesehen, Saß insbesondere zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit der Frequenz (F) der Erregerspannung, das von der Sekundärwicklung des Transformators abgenommene Modulationsgemisch nach Ausfiltern des -einen Seitenbandes die Erregerwicklung einer gleichartigen, weiteren Zerhackeranordnung speist, und daß der Sekundärwicklung dieser Zerhackeranordnung ein weiteres Filter zur Auswahl eines Seitenbandes (F + f -I- f) nachgeschaltet ist.In a further development of the invention according to the preceding paragraph provided according to the invention, Saß in particular for generating an output voltage with the frequency (F) of the excitation voltage coming from the secondary winding of the transformer removed modulation mixture after filtering out the -a sideband the excitation winding a similar, further chopper arrangement, and that the secondary winding In this chopper arrangement a further filter for the selection of a sideband (F + f -I- f) is connected downstream.

Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es stellt dar Fig. 1 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 ein niederfrequentes Wechselstromsignal, Fig. 3 ein zerhacktes Signal von der Frequenz F, Fig. 4 das ausgefilterte Signal von der Frequenz F -*- f bzw. F - f, Fig. 5 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erzeugung eines Signals mit der Frequenz F.The invention is described in more detail below with reference to the drawing. 1 shows the schematic structure of the device according to the invention, FIG. 2 shows a low-frequency alternating current signal, FIG. 3 shows a chopped signal of frequency F, FIG. 4 shows the filtered signal of frequency F - * - f or F - f , Fig. 5 shows the schematic structure of the inventive device for generating a signal with the frequency F.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Vibrationszerhacker bekannter Art bezeichnet, dessen Schwingzunge 2 an der Klemme 3 befestigt ist, während das freie Ende gezwungen wird, zwischen den Polen eines Magneten 4 mit Netzfrequenz, die normalerweise 50 Hz beträgt, hin und her zu schwingen, indem Strom mit Netzfrequenz einer :pule 5 zugeführt wird. Die Zunge 2 kommt während einer Halbperiode des zugeführten Wechselstromes in Verbindung mit dem Kontakt 6 und während der anderen Halbperiode in Verbindung mit dem Kontakt 7. Wenn zwischen die Klemmen 3 und 8, wobei die Klemme 8 vorzugsweise in der Mitte der Primärwicklung des Transformators 9 abgenommen wird, Gleichstrom gelegt wird, so wird zwischen den Klemmen 10; 11 der Sekundärwicklung des Transformators Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz erzeugt. Wenn aber, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, ein Eingangssignal einer niederen Frequenz f (Fig. 2) an die Klemmen 3, 8 gelegt wird und die Netzfrequenz F ist, so wird das Signal f zerhackt (Fig. 3), und es entsteht in der Sekundärwicklung des Transformators ein Überlagerungsgemisch, das auch die Frequenzen F + f und F - f, wovon eine in Fig. 4 dargestellt ist, einschließt. Eine dieser beiden kann durch einen geeigneten Filterkreis 12 bekannter Art ausgewählt werden und gegebenenfalls nach Verstärkung im Verstärker 13 zur Steuerung eines normalen Wechselstrommessers 14 oder anderweitig verwendet werden. Wenn beispielsweise F = 50 Hz und f = 10 Hz ist, so wird man Frequenzen von 40 und 60 Hz erhalten, und eine dieser beiden ist normalerweise genügend nahe bei der Frequenz von 50 Hz, um damit Meßapparate und andere Apparate, die für diese Frequenz ausgelegt sind, zu beschicken.In the drawing, 1 denotes a vibratory chopper of known type, the vibrating tongue 2 of which is attached to the clamp 3, while the free end is forced to vibrate back and forth between the poles of a magnet 4 at a mains frequency, which is normally 50 Hz, by supplying current at mains frequency to a: coil 5. The tongue 2 comes into connection with the contact 6 during one half-cycle of the supplied alternating current and during the other half-cycle in connection with the contact 7. If between the terminals 3 and 8, the terminal 8 is preferably removed in the middle of the primary winding of the transformer 9 is, direct current is applied, then between the terminals 10; 11 the secondary winding of the transformer generates alternating current at a frequency of 50 Hz. If, however, as provided according to the invention, an input signal of a lower frequency f (Fig. 2) is applied to terminals 3, 8 and the mains frequency is F, then the signal f is chopped up (Fig. 3), and it arises in the secondary winding of the transformer is a superposition mixture which also includes the frequencies F + f and F-f, one of which is shown in FIG. One of these two can be selected by a suitable filter circuit 12 of a known type and, if necessary, after amplification in the amplifier 13, can be used to control a normal alternating current meter 14 or otherwise. For example, if F = 50 Hz and f = 10 Hz, frequencies of 40 and 60 Hz will be obtained, and one of these two is normally sufficiently close to the frequency of 50 Hz to allow measuring and other apparatus to be used for that frequency are designed to load.

Die Arbeitsweise der Zerhackeranordnung geht aus den nachstehenden Erläuterungen hervor: Da die Spule 5 im Zusammenwirken mit dem Schwingarm 2 eine periodische Umkehrung der Stromrichtung in der Primärspule des Transformators 9 erzeugt, d. h. die Multiplikation des den Klemmen 3 und 8 zugeführten Signals mit ± 1, kann die Wirkungsweise dieser Anordnung durch die Multiplikation des durch den Ausdruck C - sin «) t darstellbaren Signals (wobei co = 2 :i f ist) mit einer Quadratwellenfunktion dargestellt werden, wobei die Quadratwellenfunktion als Fourier-Reihe wie folgt angesetzt werden kann: hierbei ist p = 2 ,-c f. The operation of the chopper arrangement can be seen from the following explanations: Since the coil 5, in cooperation with the swing arm 2, generates a periodic reversal of the current direction in the primary coil of the transformer 9, i.e. the multiplication of the signal supplied to the terminals 3 and 8 by ± 1 can the mode of operation of this arrangement can be represented by multiplying the signal that can be represented by the expression C - sin «) t (where co = 2: if) with a square wave function, where the square wave function can be applied as a Fourier series as follows: here p = 2 , -c f.

Es spielt keine Rolle, wenn der Effekt einer Quadratwelle nicht genau gleich ist, da der einzige Unterschied darin liegt, daß die für die Konstanten in dem obigen Ausdruck gegebenen Werte gering-fügig abweichen. Richtet man es so ein, daß das Verhalten beider Hälften der Wechselstromsteuerwellen gleich ist, so werden lediglich ungeradzahlige Oberschwingungen auftreten, wogegen, wenn - man unsymmetrisch arbeitet, auch geradzahlige Schwingungen erzeugt werden. Die allgemeinste Form der zwischen den Klemmen 10, 11 auftretenden Spannung wird deshalb, wenn die Signalspannung auch geradzahlige Schwingungen enthält, sein (alsina)t+blsin2cot+clsin3(ot+ ...)-(a2sinpt + b2 sin 2 pt + c2 sin 3 pt + . . . ). It doesn't matter if the effect of a square wave is not exactly the same, since the only difference is that the values given for the constants in the above expression are slightly different. If you set it up so that the behavior of both halves of the alternating current control waves is the same, only odd harmonics will occur, whereas if - you work asymmetrically, even vibrations will also be generated. The most general form of the voltage occurring between terminals 10, 11 will therefore be (alsina) t + blsin2cot + clsin3 (ot + ...) - (a2sinpt + b2 sin 2 pt + c2 sin 3, if the signal voltage also contains even-numbered oscillations pt + ...).

Der einzige Ausdruck von Interesse ist ctl - a@2 sin ou t - sin pt, der identisch ist mit a' a--, .cos(p-co)t-cos(p+(")t. 2 Dies aber ist äquivalent der gleichzeitigen Erzeugung zweier Frequenzen F - f und F - f, deren jede mittels eines Filterkreises ausgewählt werden kann. Höherfrequente Faktoren besitzen kein Interesse, da die Amplitude im allgemeinen im Verhältnis zur Amplitude der Frequenzen F - f und F + f sehr klein ist.The only expression of interest is ctl - a @ 2 sin ou t - sin pt, which is identical to a 'a--, .cos (p-co) t-cos (p + (") t. 2 But this is equivalent the simultaneous production of two frequencies F - f and Q - f, each of which can be selected by means of a filter circuit Higher frequency factors have no interest, since the amplitude is generally in proportion to the amplitude of the frequencies F -. f and F + f is very small.

Um die Eingangssignalfrequenz von f auf F umzuwandeln (Fall b in Fig. 5); können zwei Zerhacker der beschriebenen Art benutzt werden. in diesem Fall ist die Anordnung so, daß zwei Wechselströme konstanter Amplitude der Frequenzen fi und ,f, unabhängig von dem Signal, dessen Frequenz erhöht werden soll, erzeugt werden. Die Größen von fi und f2 werden so gewählt, daß fi + f2 + f = F ist. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß fi = f und f2 = F ist.To convert the input signal frequency from f to F (case b in Fig. 5); two choppers of the type described can be used. in this case the arrangement is such that two alternating currents of constant amplitude of frequencies fi and, f, are generated independently of the signal whose frequency is to be increased. The sizes of fi and f2 are chosen so that fi + f2 + f = F. For the sake of simplicity, it is assumed that fi = f and f2 = F.

Der Strom konstanter Amplitude mit der Frequenz fwird an die Klemmen 3, 8 gelegt und der Strom konstanter Amplitude mit der Frequenz F der Spule 5 des ersten Zerhackers zugeleitet. Der Ausgang an den Klemmen 10, 11 enthält infolgedessen die Frequenzkomponenten F + f.The current of constant amplitude with the frequency f is applied to the terminals 3, 8 placed and the current of constant amplitude with the frequency F of the coil 5 of the first chopper. As a result, the output at terminals 10, 11 contains the frequency components F + f.

Die Ausgangskomponenten der Frequenz F + f werden dann über die Spule 5' dem zweiten Zerhacker zugeführt, und das Signal, dessen Frequenz von f auf F erhöht werden soll, wird den Klemmen 3' und 8' des zweiten Zerhackers zugeleitet. Als Folge hiervon enthält der Ausgang an den Klemmen 10' und 11' des zweiten Transformators 9' die Frequenzkomponente F ± f ± f, und mittels eines geeigneten Filterkreises 12' kann ein Signal der Frequenz F abgetrennt werden.The output components of frequency F + f are then fed to the second chopper via coil 5 ', and the signal whose frequency is to be increased from f to F is fed to terminals 3' and 8 'of the second chopper. As a result, the output at the terminals 10 'and 11' of the second transformer 9 'contains the frequency component F ± f ± f, and a signal of the frequency F can be separated by means of a suitable filter circuit 12'.

Die Speiseströme der Spulen sind als von konstanter Amplitude angenommen worden, aber es muß darauf hingewiesen werden, daß geringe Abweichungen von einem Konstantwert ohne weiteres zulässig sind und keinen Einfiuß auf die Betriebs- Sicherheit der Einrichtung nach der Erfindung haben. Als Kriterium wird lediglich angesehen, daß die Amplitude des Erregerstromes stets genügend groß sein sollte, um ein sicheres Funktionieren des Schwingarmes 2 und 2' zu sichern.The feed currents of the coils are assumed to be of constant amplitude but it must be noted that there are slight deviations from a Constant value are permissible without further ado and have no influence on the operating safety the device according to the invention. The only criterion is considered to be that the amplitude of the excitation current should always be large enough to ensure a safe To secure the functioning of the swing arm 2 and 2 '.

Das Ausgangssignal des ersten Transformators muß unter Umständen durch an sich bekannte Mittel verstärkt werden, um es auf eine für die Spule 5' des zweiten Zerhackers geeignete Höhe zu bringen.The output signal of the first transformer may have to go through means known per se are amplified to it on one for the coil 5 'of the second Bring the chopper to the appropriate height.

Der Strom konstanter Amplitude f kann durch Antrieb eines kleinen Wechselstromgenerators gleichzeitig mit den das Signal erzeugenden Mitteln, dessen Frequenz erhöht werden soll, erhalten werden. Falls die Endfrequenz der Netzfrequenz entspricht, so wird der Strom, dessen Frequenz F ist, der Netzversorgung entnommen.The current of constant amplitude f can be driven by a small AC generator simultaneously with the signal generating means, its Frequency should be increased. If the final frequency of the mains frequency corresponds, the current, the frequency of which is F, is taken from the mains supply.

Nach einer Alternativlösung kann der Strom konstanter Amplitude mit der Frequenz f durch jeden bekannten, Wechselstrom erzeugenden Stromkreis hervorgerufen werden. So beispielsweise kann die Erfindung auf Doppelstrahl-Infrarot-Gasanalysatoren angewandt werden, die einen Wechselstrom erzeugenden Stromkreis besitzen, der eine Fotozelle einschließt.According to an alternative solution, the current can be of constant amplitude with of frequency f caused by any known alternating current generating circuit will. For example, the invention can be applied to double-beam infrared gas analyzers be applied, which have an alternating current generating circuit, the one Includes photocell.

Derartige Gasanalysatoren bestehen normalerweise aus einer oder mehreren geeigneten Infrarotstrahlungsquellen, beispielsweise einer erhitzten Chromnickelstrahlspirale. Deren Strahlungen werden auf einem Doppelstrahlweg geführt, deren einer das zu analysierende Gas und der andere ein Vergleichsgas enthält, bevor sie auf Detektormittel fallen, die ein elektrisches Signal erzeugen, das eine Funktion der durch das Prüfgas absorbierten Strahlung darstel4. Durch gleichzeitige, in regelmäßigen Abständen erfolgende Unterbrechung der Strahlung in jedem Strahlungsweg wird ein Wechselstromsignal erzeugt. Eine geeignete Einrichtung für die Strahluntcr brechurig ist ein rotierender Sektor.Such gas analyzers usually consist of one or more suitable infrared radiation sources, for example a heated chromium-nickel beam spiral. Their radiations are guided on a double beam path, one of which is the one to be analyzed Gas and the other contains a reference gas before they fall on detector means, which generate an electrical signal that is a function of the amount absorbed by the test gas Display radiation 4. Through simultaneous interruptions occurring at regular intervals An alternating current signal is generated from the radiation in each radiation path. A suitable one The device for the beam break is a rotating sector.

In dem verwendeten stromerzeugenden Kreis erhält die Fotozelle von einer Wolframfadenlampe Licht, dessen Strahl mittels eines rotierenden Sektors unterbrochen wird, der gleich dem im Instrument ist und der mit diesem in synchrone Bewegung versetzt ist. Wenn deshalb das vom Detektor im Instrument , aufgenommene Signal die Frequenz f hat, so wird die Ausgangsspannung der Fotozelle ebenfalls die Frequenz fhaben und diese kann zwischen Gitter und Kathode einer Verstärkerröhre angelegt werden, und ein Wechselstrom mit der Frequenz f kann dann dem , Anodenkreis der Röhre in bekannter Art entnommen werden.In the power generating circuit used, the photocell receives from a tungsten filament lamp whose beam is interrupted by means of a rotating sector which is the same as that in the instrument and which is in synchronous movement with it is offset. If therefore the signal picked up by the detector in the instrument has the frequency f, the output voltage of the photocell also becomes the frequency and this can be placed between the grid and cathode of an amplifier tube and an alternating current with the frequency f can then be added to the anode circuit of the Tube can be removed in a known manner.

In manchen Fällen ist es möglich, eine Frequenz F ± f direkt zu bekommen, und in diesen' Fällen kann der erste Umwandler weggelassen werden. , Wenn beispielsweise die Signalfrequenz f = 10 Hz hat und diese auf ein Signal einer Frequenz F von 50 Hz transformiert werden soll, dann kann ein Wechselstromgenerator gleichzeitig mit dem rotierenden Sektor im Instrument angetrieben werden, , der so ausgelegt ist, daß er einen Wechselstrom der Frequenz F - f = 40 Hz erzeugt.In some cases it is possible to get a frequency F ± f directly, and in these cases the first transducer can be omitted. For example, if the signal frequency f = 10 Hz and this is to be transformed to a signal with a frequency F of 50 Hz, then an alternator can be driven simultaneously with the rotating sector in the instrument, which is designed to generate an alternating current of the Frequency F - f = 40 Hz generated.

Dieser Wechselstrom wird dann dazu benutzt, die Spule 5' im zweiten Wandler zu erregen, während das Signal vom Instrument an die Klemmen 3' und 8' gelegt wird. Der Ausgangsstrom vom Transforma-:or 9' würde dann 40 ± 10 Hz Frequenz haben, so daß ein Ausgangssignal von 50 Hz erhalten wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Strom der Frequenz f = 10 Hz zunächst irgendeinen; der vorbeschriebenen Mittel zu entnehmen und mit diesem Strom einen Kreis zu speisen, in dem eine Wellenform erzeugt wird, die reich an harmonischen Schwingungen ist, und aus der durch Auswahl der vierten Oberschwingung ein Strom der Frequenz F -.f = 40 Hz ausgewählt werden kann.This alternating current is then used to energize coil 5 'in the second transducer while the signal from the instrument is applied to terminals 3' and 8 '. The output current from the transformer 9 'would then have a frequency of 40 ± 10 Hz, so that an output signal of 50 Hz is obtained. Another possibility is to start with the current of frequency f = 10 Hz; of the means described above and to feed a circuit with this current in which a waveform is generated which is rich in harmonic oscillations and from which a current of frequency F -.f = 40 Hz can be selected by selecting the fourth harmonic .

Falls das Instrument,' in dem die Erfindung angewandt wird, ein Nullabgleichsinstrument ist, in dem das resultierende Signal zum Antrieb eines Zweiphasenmotors benutzt wird, dann muß der in der oder den Zerhackeranordnungen verwendete Wechselstrom dieselbe Phase aufweisen wie das Signal aus dem Instrument. Unter normalen Umständen wird dies automatisch der Fall sein, da sowohl Instrument als auch die Wechselstromerzeugungsmittel mit dem Netzstrom gespeist werden.If the instrument in which the invention is applied is a zeroing instrument in which the resulting signal is used to drive a two-phase motor then the alternating current used in the chopper assembly or assemblies must be used be in the same phase as the signal from the instrument. Under normal circumstances this will automatically be the case as both the instrument and the alternating current generating means can be fed with mains electricity.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Umformen einer Wechselspannung niederer Frequenz in eine solche höherer Frequenz, insbesondere der gebräuchlichen Netzfrequenz, unter Verwendung eines Vibrationszerhackers, der eine an einem Ende fest eingespannte Schwingzunge besitzt, deren anderes Ende frei zwischen Magnetpolen schwingt und die durch eine mit Wechselstrom von Netzfrequenz und konstanter Amplitude beaufschlagte Spule in Schwingungen versetzbar ist und deren Bewegung abwechselnd je einen Kontakt eines Stromkreises schließt, der eine Primärwicklung eines Transformators enthält, an dessen c°iner Abgriffklemme einerseits und der Schwingzunge andererseits die niederfrequente Wechselspannung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärwicklung des Transformators ein elektrisches Filter nachgeschaltet ist, das aus dem Modulationsgemisch eine Spannung der Frequenz F - f oder F -.f auswählt und sie für nur mindestens annähernd auf die höhere Frequenz ansprechende Meß- oder Servosteuervorcichtungen bereitstellt. PATENT CLAIMS: 1. Device for converting an alternating voltage of lower frequency into such a higher frequency, in particular the usual mains frequency, using a vibrating chopper which has a vibrating tongue firmly clamped at one end, the other end of which vibrates freely between magnetic poles and which through an alternating current the coil, acted upon by the mains frequency and constant amplitude, can be set in oscillation and the movement of which alternately closes a contact of a circuit which contains a primary winding of a transformer, at whose c ° iner tapping terminal on the one hand and the vibrating tongue on the other hand, the low-frequency alternating voltage is applied, characterized in that the Secondary winding of the transformer is followed by an electrical filter that selects a voltage of frequency F-f or F- f from the modulation mixture and uses it for measuring or servo control servo that is at least approximately responsive to the higher frequency provides directions. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Wechselstrommeßinstrument, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zum Erzeugen einer Ausgangsspannung mit der Frequenz (F) der Erregerspannung das von der Sekundärwicklung des Transformators abgenommene Modulationsgemisch nach Ausfiltern des einen Seitenbandes die Erregerwicklung einer gleichartigen, weiteren Zerhackeranordnung speist und daß der Sekundärwicklung dieser Zerhackeranordnung ein weiteres Filter zur Auswahl eines Seitenbandes (F ± f ± f) nachgeschaltet ist. 2. Device according to claim 1 with an alternating current measuring instrument, characterized in that, in particular for generating an output voltage with the frequency (F) of the excitation voltage, the modulation mixture removed from the secondary winding of the transformer, after filtering out one side band, feeds the excitation winding of a similar, further chopper arrangement and that the secondary winding of this chopper arrangement is followed by a further filter for selecting a sideband (F ± f ± f). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der ersten Zerhackeranordnung vor Zuführung zur zweiten verstärkt wird. 3. Device according to claim 2, characterized characterized in that the output voltage of the first chopper assembly is prior to delivery to the second is reinforced. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und bzw. oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zerhackeranordnung durch Wechselstrom erzeugende Mittel ersetzt ist, die einen Strom der Frequenz F ± f erzeugen, der der Spule der zweiten Zerhackeranordnung zugeführt wird. 4. Device according to claim 2 and or or 3, characterized in that the first chopper arrangement is replaced by means generating alternating current which generate a current of frequency F ± f which is fed to the coil of the second chopper arrangement. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrom erzeugenden Mittel eine Fotozelle einschließen, die von einer geeigneten Quelle Licht erhält, das mit einer Frequenz unterbrochen wird, die zu der des Signals in Beziehung steht, und die Ausgangsspannung der Fotozelle Gitter und Kathode einer Verstärkerröhre zugeführt wird und ein Wechselstrom dem Anodenkreis der Röhre entnommen wird. 5. Device according to claim 4, characterized in that the alternating current generating middle include a photocell that receives light from a suitable source that coincides with interrupted at a frequency related to that of the signal, and The output voltage of the photocell grid and cathode is fed to an amplifier tube and an alternating current is drawn from the anode circuit of the tube. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ihre Anwendung auf Infrarot-Gasanalysatoren. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 756 933, 684 817; schweizerische Patentschrift Nr. 250 507; USA.-Patentschriften Nr. 2 677 094, 2 459 730; »Archiv für techn. Messen«, Z 634-10 (Januar 1953) »Zeitschrift für Biologie«, Bd. 102, München, 1944, H. 1, S. 1 bis 8 Fritz V i 1 b i g, »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik«, 1939, Akademische Verlagsgesellschaft m b H, Leipzig, Abb. 886.6. Establishment according to one or more of claims 1 to 5, characterized by their application on infrared gas analyzers. Publications considered: German Patent Specifications No. 756 933, 684 817; Swiss Patent No. 250 507; U.S. Patents No. 2,677,094; 2,459,730; »Archive for techn. Messen ", Z 634-10 (January 1953)" Journal für Biologie ", Vol. 102, Munich, 1944, H. 1, S. 1 to 8 Fritz V i 1 b i g," Textbook der Hochfrequenztechnik «, 1939, Academic Publishing Company m b H, Leipzig, Fig. 886.
DEG21371A 1956-01-30 1957-01-26 Device for converting an alternating voltage of lower frequency into such a higher frequency Pending DE1141709B (en)

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