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Bau- und Bedienungsanleitung
C203
1n ker
Prazisions-
R212
Verstarker
900
0,1%
+6VA
4
R211
2
4k52
-
0,1%
IC207
3
+
TL074
AG
11
-8VA
C204
100p ker
R214
9k
0,1%
+6VA
4
R213
6
MSIG
4k52
-
0,1%
IC207
5
+
TL074
AG
11
-8VA
C205
10p ker
R216
90k
0,1%
+6VA
4
R215
9
4k52
-
0,1%
IC207
10
+
TL074
AG
11
-8VA
+6VA
4
13
-
14
IC207
12
+
TL074
AG
11
-8VA
Bild 9: Messverstärker
Ausgangssignal dieses Puffers gelangt ei-
nerseits auf den im Bereich von 0 bis 1/2
einstellbaren invertierenden Verstärker
IC 200 B, der über C 201 die parasitären
Kapazitäten kompensiert und andererseits
auf den CMOS-Schalter IC 204, mit dem
zwischen Strom- und Spannungsmessung
gewählt werden kann.
Für die Spannungsmessung ist der aus
IC 201 A, B, IC 203 sowie R 207 bis 210
aufgebaute Differenzverstärker so geschal-
tet, dass die Spannung an den Sense-Lei-
tungen, also die Spannung über den Prüf-
ling, gemessen wird. Bei der Strommessung
erfolgt die Messung des Spannungsabfalls
am Widerstand R 205 bzw. R 206. Diese
Spannung ist proportional dem Strom durch
den Prüfling.
Der I/U-Wandler IC 202 A, R 205 und
R 206 ist mit dem CMOS-Schalter IC 205
in 2 Empfindlichkeitsstufen schaltbar (0
bis 2 mA oder 0 bis 200 µA).
Der Ausgang des I/U-Wandlers wird
mit Hilfe des Kondensators C 210 sowie
IC 202 B äquivalent zum Spannungszweig
gleichspannungsmäßig entkoppelt und über
den Auswahlschalter IC 204 dem Differenz-
verstärker zugeführt.
Am Ausgang des Differenzverstärkers
liegt eine der 3 auswählbaren Messsignale
14
C206
10n
C207
2
10n
x1
1
3
AG
AG
Verstarkungs
Auswahl
-8VA
IC208
VEE
7
Y3
x10
7
4
Y2
B
2
YO/I
Y1
3
5
Y0
1
X3
11
X2
A
15
XO/I
x100
X1
13
14
X0
12
B
AG
9
A
10
INH
6
CD4052
DG
VERST.1
8
+15V
VERST.2
1
TL072
-15V
D200
R223
LEVEL
8k2
1N4148
D201
Ubersteuerungsdetektor
1N4148
AG
mit einem Spitzenwert von maximal 4 V
an, die den in Abbildung 9 gezeigten
Messverstärkern zugeführt werden.
Tabelle 4 gibt Aufschluss über die Aus-
wahlmöglichkeiten.
Zu erwähnen sind noch die beiden Tran-
sil-Schutzdioden D 203 und D 204, die
ESD-Impulse an ST 6 und ST 7 ableiten.
Messverstärker (Bild 9)
Das Messsignal gelangt auf 3 Präzisions-
verstärker IC 207 A, B, C mit den Ver-
stärkungsfaktoren 0,2, 2 und 20. Mit Hilfe
des CMOS-Mehrfachschalters IC 208 ist
Tabelle: 4
Messsignalauswahlmöglichkeiten
Messsignal
U
Prüfling
I
Prüfling
I
/10
Prüfing
Tabelle 5: Verstärkungsfaktoren
Verstärkung
0
1
10
100
Bandpass 2.Ordnung
1kHz
+15V
8
-
1
IC209
GLEICH
+
A
TL072
4
-15V
Pegelanhebung
+15V
8
6
-
7
IC209
5
B
+
TL072
4
-15V
D202
1N4148
+15V
AG
C209
8
100n
2
-
IC210
AG
AG
3
A
+
4
R222
C208
56k
100n
ker
AG
AG
U/I-WAHL I-VERST.
High
High
Low
High
Low
Low
VERST.1
VERST.2
Low
Low
High
High
Low
High
High
Low
somit eine Auswahl der Verstärkung 0,
0,2, 2 oder 20 möglich (Tabelle 5).
Die Verstärkung 0 (d. h. der Eingang des
nachfolgenden Verstärkers liegt auf Mas-
se) ist erforderlich, um eine Referenzmes-
sung zum Abgleich des phasenselektiven
Gleichrichters und des AD-Wandlers
durchführen zu können.
Da die CMOS-Schalter nur eine Ein-
gangsspannung von -8..+6 V verarbeiten
können, erfolgt auch die Versorgung des
zuvor beschriebenen Teiles des Messzwei-
ges ausschließlich mit -8 und +5 V, d. h.
alle Amplitudenpegel in diesem Bereich
liegen bei ca. ±4 V, um die Operations-
verstärker und CMOS-Schalter nicht zu
übersteuern. Im weiteren Verlauf der nun
folgenden Schaltungsteile sind keine
CMOS-Schalter mehr enthalten. Zur Er-
zielung eines möglichst hohen Störab-
standes arbeiten die weiteren Operations-
verstärker mit einer Versorgungsspannung
von ±15 V, und die maximalen Pegel sind
in diesem Bereich auf ±12 V angehoben.
Dies wird mit Hilfe des Verstärkers IC 209 B
vorgenommen.
Im Anschluss an die Pegelanhebung folgt
ein Bandpass zweiter Ordnung (IC 209 A)
zur Herausfilterung von Störungen auf dem
Messsignal. Das so aufbereitete Messsignal
gelangt einerseits auf den phasenselektiven
Gleichrichter und andererseits auf den
Übersteuerungsdetektor IC 210 A mit Zu-
satzbeschaltung.
Sobald der Gleichrichter ein Signal zu-
geführt bekommt, dessen Spitzenwert den
Wert von 11,6 V überschreitet, schaltet der
als Komparator arbeitende Operations-
verstärker IC 210 A um, und sein Ausgang
strebt in Richtung -15 V.
Durch die Begrenzerdioden D 200, 201
wird das Ausgangssignal auf 0 V begrenzt
und anschließend dem Prozessor zugeführt.
Dieser kann daraufhin die Verstärkung so
lange zurücknehmen, bis der Gleichrichter
nicht mehr übersteuert wird.
Gleichrichter- und AD-Wandler-
Steuerung (Bild 10)
Wir wenden uns nun zunächst der in
Abbildung 10 dargestellten Steuerung des
AD-Wandlers sowie des Gleichrichters zu.
Der im Dual-Slope-Verfahren aufgebau-
te AD-Wandler arbeitet in 3 Betriebszu-
ständen. Im Reset-Mode wird der Integrator
des AD-Wandlers auf der Schaltschwelle
des Komparators gehalten, um die nach-
folgende Messung vorzubereiten. Anschlie-
ßend startet die Messung synchron zum
Messsignal, und zwar genau innerhalb ei-
ner Austastlücke des phasenselektiven
Gleichrichters. Dabei wird exakt 20 ms
lang das Messsignal mit dem Integrator
aufintegriert.
Nach Ablauf der 20 ms folgt die Deinte-
grationsphase. Hierzu wird das Messsignal
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