DE2726006A1

DE2726006A1 - Hochspannungs-funktionsverstaerker- vorrichtung

Info

Publication number: DE2726006A1
Application number: DE19772726006
Authority: DE
Inventors: Robert E Vosteen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4050028A; JPS5372442A; SE7705822L; JPS5951772B2; NL7706358A; GB1527847A; SE419391B

Description

PAT E N TA N WA LT E

A. GRUNECKER

DIPU-ING

H. KINKEUDEY

DR-ING

DR-ING. - AmE (CALTK»

K. SCHUMANN

DR RER NAT. · OPL-PMVS

P. H. JAKOB

οιη_-ΐΝα

G. BEZOUD

cn net rwr <

Robert Earle Vosteen 1128 Archbald Road Waterport, New York 14571, USA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

8. Juni 1977 P 11 655 *

Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung '

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Funktionsverstärker, insbesondere zur Spannungsgegenkopplung von elektrostatischen Voltmetern.

Es ist bekannt, einen Hochspannungs-Funktionsverstärker mit Invertern mit Hochfrequenzsynchronisierung kombiniert mit einem Demodulator zu verwenden, der ein ausgezeichnetes Einschwingverhalten zeigt, jedoch Betriebsspannungen notwendig macht, die das Doppelte der maximalen Ausgangsspannung überschreiten. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die US-PS 3 887 877 hingewiesen. Ein Funktionsverstärker mit Lichtquellen, die optisch mit Fotoleiterelementen in .seinem^ Au.sgajigskreis gekoppelt sind, ist

TELEFON (O8O)

TELEX Ο5-29 39Ο

TELEQRAMME MONAPAT

TELEKOPIEREn

gleichfalls beispielsweise aus der US-PS 3 590 251 bekannt. Obwohl dieser bekannte Funktionsverstärker eine leistungsfähige Verstärkung liefert, die in der Lage ist, eine Ausgangs spannung zu liefern, die der verwandten Versorgungsspannung nahekommen kann, ist seine Ansprechgeschwindigkeit aufgrund der relativ langsamen Ansprechgeschwindigkeit der zur Verfügung stehenden Fotoleiter begrenzt.

Durch die Erfindung sollen die Mangel der bekannten Funktionsverstärker behoben werden und soll eine Funktionsverstärker-Vorrichtung geliefert werden, die eine geringere maximale Versorgungsspannung benötigt und ein gutes Einschwingverhalten bei kleinen Signalen bis zur Hälfte der maximalen Ausgangsspannung zeigt.

Erfindungsgemäss kann das gewünschte Einschwingverhalten von schnellen Invertereinrichtungen für Auslenkungen, die der Hälfte der maximal möglichen Ausgangsspannung nahekommen, verwirklicht werden, während gleichfalls die maximal mögliche Ausgangsspannung der Einrichtung erhalten werden kann. Das führt zu einer Vorrichtung mit einer verringerten erforderlichen maximalen Ver-

sorgungsspannung und einem guten Einschwingverhalten bei kleinen Signalen von bis zu einer Hälfte der maximalen Ausgangsspannung.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich besonders für hochspannungsgegengekoppelte elektrostatische Voltmeter im Bereich von 5 kV und darüber, da sie Schwierigkeiten mit Koranaeffekten so gering wie möglich und die Leistungsfähigkeit so gross wie möglich macht, während sie dennoch ein ausgezeichnetes Einschwingverhalten für Änderungen bis zu 2,5 kV zeigt. Das ist bei derartigen Voltmetern eine gewünschte Arbeitskenngrösse.

Erfindungsgemäss ist ein erster Funktionsverstärker vorgesehen, der so geschaltet ist, dass er eine erste und eine zweite Invertereinrichtung versorgt, die in entgegengesetzter Polaritätsrichtung arbeiten können und die Ausgangsgleichspannung des ersten Funktions-

80982A /05Λ2

Verstärkers in eine erste und in eine zweite hochtransformierte Differentialwechselspannung auf derselben vorbestimmten Synchronfrequenz umwandeln. Diese hochtransformierten Spannungen werden dann in eine erste und in eine zweite entsprechende Gleichspannung umgewandelt.

Ein zweiter Funktionsverstärker steht mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers in Verbindung und treibt eine Leuchtdiodenfotoleiterschaltung, um einen weiteren Verstärkungsfaktor der Vorrichtung zu liefern. Die durch die Inverter und die Leuchtdiodenfotoleiterschaltungen gelieferten relativen Verstärkungsfaktoren bestimmen den Gesamtverstärkungsfaktor der Vorrichtung und dessen Einschwingverhalten.

Durch die Erfindung wird somit ein Hochspannungs-Funktionsverstärker geliefert, der eine geringere maximale Spannung und eine höhere elektrische Leistungsfähigkeit der Leuchtdiodenfotoleiterschaltung sowie die grosse Ansprechgeschwindigkeit der Hochspannungs-Funktionsverstärkerschaltkreise vom Hochspannungsinvertertyp zeigt.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht darin, dass ein erster Funktionsverstärker ein Gleichspannungssignal einer ersten und einer zweiten Invertereinrichtung liefert, die in entgegengesetzter Polaritätsrichtung arbeiten und das Gleichspannungsausgangssignal des ersten Funktionsverstärkers in eine erste und in eine zweite hochtransformierte Differentialwechselspannung auf derselben vorbestimmten Synchronfrequenz umwandeln. Diese hochtransformierten Spannungen werden dann in eine erste und eine zweite entsprechende Gleichspannung umgewandelt. Ein zweiter Funktionsverstärker, der mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers verbunden ist, treibt eine Leuchtdiodenfotoleiterschaltung, um einen weiteren Verstärkungsfaktor der Vorrichtung zu liefern.

- 4 809824/0542

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Funktionsverstärkervorrichtung.

Fig. 2 zeigt in einem schematischen elektrischen Schaltbild eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Funktionsverstärkervorrichtung .

Fig. 3 zeigt in einem schematischen elektrischen Schaltbild eine weitere Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Funktionsverstärkervorrichtung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hochspannungs-Funktionsverstärkervorrichtung ist allgemein in Fig. dargestellt.

Der Eingang der Vorrichtung besteht aus einem Niederspannungs-Funktionsverstärker 10 mit einem positiven Eingang + und einem negativen Eingang - . Der Ausgang des Funktionsverstärkers 10 ist mit den Mittelpunkten der Primärwicklungen 11 und 12 von invertierenden Transformatoren T1 und T2 verbunden, die einen Teil der Gesamtinverterschaltung bilden, die später beschrieben wird. Die Enden der Primärwicklung 11 stehen mit den Ausgängen 13 und 14 eines Festkörperschalters S1 in Verbindung, dessen Eingang 15 mit einer positiven Energieversorgungsquelle verbunden ist. Die Funktion des Festkörperschalters ist symbolisch in Fig. 1 so dargestellt, als sei er wechselweise so betätigbar, dass er die positive Energiequelle mit den Ausgängen 13 und 14 verbindet. Derartige Festkörperschalter sind allgemein bekannt und ohne weiteres erhältlich, so dass sie nicht im einzelnen beschrieben werden müssen.

809824/0542

-*- 272600$

In ähnlicher Weise stehen die Enden der Primärwicklung 12 mit den Ausgängen 16, 17 eines Festkörperschalters S2 jeweils in Verbindung, dessen Eingang 18 mit einer negativen Energieversorgungsquelle verbunden ist. Die positive und die negative Energieversorgungsquelle haben die gleiche Stärke, nämlich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils + und - 15 V.

Ein Hochfrequenz-RC-Rechteckwellenoszillator 25 ist so geschaltet, dass er einen Frequenzteiler 16 treibt, um eine genau symmetrische Ansteuerung für die Festkörperschalter 1 und 2 zu liefern. Lediglich als Beispiel kann der Rechteckwellenoszillator 25 bei 50 kHz arbeiten. Die Schalter werden somit wechselweise zwischen ihren beiden Betriebszuständen geschaltet. Im ersten Betriebszustand verbindet der Schalter S1 die positive Energiequelle über den Ausgang 13 mit dem oberen Teil der Primärwicklung 11, während der Schalter S2 gleichzeitig ein Ausgangssignal bei 16 an den oberen Teil der Primärwicklung 12 legt. Während der anderen Halbperiode des Ausgangssignals vom Treiber 26 wird der Schalter S1 in die zweite Stellung gebracht, so dass er ein Ausgangssignal beil 4 an den unteren Teil der Primärwicklung 11 legt, während gleichzeitig der Schalter S2 so geschaltet ist, dass er ein Ausgangssignal bei 17 an den unteren Teil der Primärwicklung 12 legt.

Die Festkörperschalter S1 und S2 haben vorzugsweise die Eigenschaft der Umschaltung mit Unterbrechung, wenn sie zwischen ihren beiden Zuständen schalten. Dadurch wird die Inverterleistungsfähigkeit maximal,in-dem jede Neigung zur Kernsättigung durch die Herabsetzung der Einschaltzeit verringert wird und wird gleichzeitig jede Möglichkeit vermieden, dass beide Hälften der Primärwicklungen der Inverter gleichzeitig leitend sind.

Die invertierenden Tansformatoren T1 und T2 sind Aufwärtstransformatoren mit passendem Transformationsverhältnis und wandeln

80982A/0542

die Ausgangsgleichspannung des Funktionsverstärkers 10 in hochtransformierte Differentialwechselspannungen mit derselben vorbestimmten Synchronfrequenz um. Diese Wechselspannungen liegen an Gleichrichter-Filterschaltungen 21 und 22, um sie in entsprechende Gleichspannungen umzuwandeln. Erforderlichenfalls kann ein Spannungsvervielfacher in Verbindung mit jeder der Gleichrichter-Filterschaltungen verwandt werden, um eine weitere Vervielfachung der Wechselspannungen von den invertierenden Transformatoren zu liefern. Das macht es möglich, das Windungsverhältnis der invertierenden Transformatoren so klein wie möglich zu halten, was zu einem vereinfachten Aufbau des Transformators und einer minimalen Transformatorkorona führt.

Eine der Klemmen jedes der Gleichrichterfilter 21 und 22 steht mit einem gemeinsamen Schaltkreis in Verbindung, der nicht notwendigerweise Masse sein muss.Fotoleiter PC1, PC2, PC3 und PC4 sind in Reihe über die anderen Ausgangsklemmen der Gleichrichterfilter 21 und 22 geschaltet.

Der Ausgang des Funktionsverstärkers 10 liegt über einen Widerstand R1 am negativen Eingang eines Funktionsverstärkers 27, dessen positiver Eingang mit dem gemeinsamen Schaltkreis verbunden ist. Der Ausgang des Funktionsverstärkers 27 ist parallel zu entgegengesetzt gepolten Lichtquellen geschaltet, die vorzugsweise Leuchtdioden sind. Der erste Schaltkreis umfasst somit Leuchtdioden 1 und 2 , während der zweite Schaltkreis Leuchtdioden 3 und 4 umfasst. Die Rückleitung für diese Verbindungen erfolgt über einen Sensorwiderstand R_ zum gemeinsamen Schaltkreis. Die Stromgegenkopplung für die Funktionsverstärkerschaltung wird über einen Widerstand R„ geliefert, der es dem Funktionsverstärker ermöglicht, als ein invertierender Stromverstärker zu arbeiten, wie es allgemein bekannt ist.

Die Leuchtdioden 1 bis 4 sind jeweils optisch mit den Fotoleitern PC1 bis PC4 gekoppelt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die

809824/0542 - 7 -

Fotozellen PC1 bis PC4 haben Widerstandswerte, die sich umgekehrt proportional zur auftreffenden Lichtmenge ändern. Es ist ersichtlich, dass zwischen den Leuchtdioden und den Fotoleitern eine ausgezeichnete Hochspannungsisolierung vorhanden sein sollte.

In Fig. 1 ist eine Leuchtdiodenfotoleitergruppe dargestellt, bei der jeder Schaltkreis zwei Fotozellen umfasst. Durch die^ Verwendung von Gruppen von Zellenanordnungen kann die mögliche Ausgangsspannung beträchtlich die Zellennennspannung überschreiten, solange der Nennwert der Leuchtdiode zur Fotozelle nicht überschritten wird. Um eine höhere Belastbarkeit zu erreichen, können zusätzliche Fotoleiter parallel zu den in Fig. dargestellten Fotoleitern geschaltet werden. Um andererseits eine höhere mögliche Spannung zu erreichen, können zusätzliche Fotoleiter in Reihe zu den in Fig. 1 dargestellten Fotoleitern geschaltet werden.

Wie oben beschrieben, umfasst die Treiberschaltung für die Leuchtdioden einen invertierenden Stromverstärker, der als Stromquelle für die in Reihe geschalteten Leuchtdiodenlichtquellen arbeitet, so dass die Leuchtdioden 3 und 4 mit Energie versorgt werden, wenn das Ausgangssignal der Treiberschaltung negativ ist,und die Leuchtdioden 1 und 2 mit Energie versorgt werden, wenn das Ausgangssignal der Treiberschaltung positiv ist. Die Art der Diodenleitung einer Leuchtdiode verhindert, dass die Leuchtdiode leitend wird, wenn eine Gegenspannung anliegt, während die entgegengesetzt gepolte Leuchtdiodenschaltung im leitenden Zustand verhindert, dass eine übermässige Spannung an die in Sperrichtung vorgespannte Leuchtdiodenschaltung gelegt wird.

Die relativen Widerstandswerte der Widerstände R„ und R„ sind derart gewählt, dass der Ausgangsstrom an den Leuchtdioden in ein passendes Verhältnis zwischen den Widerständen R_p und R_g ge-

- 8 80982W0S42

teilt wird. Normalerweise ist der Widerstandswert des Widerstandes R₀ kleiner als der des Widerstandes R . Der Schaltungswiderstand R nimmt den Strom durch die Leuchtdioden wahr und legt die Spannung fest, die dazu zur Verfügung steht, zum negativen Eingang - des Funktionsverstärkers 27 über den Widerstand Rp gegengekoppelt zu werden. Die Gegenkopplungsspannung spricht somit auf den Leuchtdiodenstrom und nicht auf die Spannung über den Leuchtdioden an. Das hat einen besonderen Vorteil, der darin liegt, dass eine lineare Beziehung zwischen der Eingangsspanriiing, die am Funktionsverstärker 27 liegt,und dem durch die Leuchtdioden fliessenden Strom besteht, und dass sich daher eine nahezu lineare Beziehung zwischen der Eingangsspannung für den Funktionsverstärker 27 und dem von den Leuchtdioden ausgesandten Licht ergibt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Funktionsverstärkervorrichtung im einzelnen beschrieben.

Es sei angenommen, dass das Eingangssignal für den oberen und den unteren invertierenden Transformator jeweils +15 V und -15V beträgt. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die Inverterschaltungen einen Aufwärtstransformationswert von 200 haben, beträgt das Gleichspannungsausgangssignal des oberen Inverters am Ausgang des Gleichrichterfilters 21 3 kV mit negativer Polarität, wie es angegeben ist und beträgt das Gleichspannungsausgangssignal des unteren Inverters am Ausgang des Gleichrichterfilters 22 3 RV mit positiver Polarität, wie es angegeben ist. Bei einer Ausgangsspannung von 0 V vom Funktionsverstärker 10 würde das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 27 gleichfalls 0 V betragen und wäre folglich keine der Leuchtdioden leitend.

Es sei nun angenommen, dass das Ausgangssignal am Funktionsverstärker 10 +10 V beträgt. Das Gleichspannungseingangssignal des oberen Inverters betrüge dann 15-10 oder 5 V, während das Eingangssignal des unteren Inverters 15+10 oder 25 V betragen würde. Das

809824/0542

Ausgangssignal des oberen Inverters läge dann bei 200x5 oder 1 000 V, während das Ausgangssignal des unteren Inverters bei 200x25 oder 5 000 V läge. Bei Fehlen der Leuchtdioden würde die Ausgangsspannung der Vorrichtung +2 kV betragen.

Bei hinzugeschalteter Leuchtdiodenfotoleiterzellenschaltung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann der Wert des Gegenkopplungswiderstandes R^ so gewählt werden, dass der gewünschte Verstärkungsfaktor von der Leuchtdiodenfotoleiterschaltung erhalten wird. Wenn es somit gewünscht ist, den Verstärkungsfaktor der Vorrichtung annähernd gleich zwischen der Inverterschaltung und der Leuchtdiodenf otoleiterschaltung aufzuteilen, wird der Wert des Widerstandes R_p so gewählt, dass die Ausgangsspannung der Vorrichtung bei annähernd +4 kV liegt, wodurch jede der Inverter- und Leuchtdiodenfotoleiterschaltungen mit einem Verstärkungsfaktor von 200 versehen wird und für ein akzeptierbares Einschwingverhalten der Vorrichtung gesorgt wird. Die relativen Verstärkungsfaktoren, die für jede dieser Schaltungen vorgesehen sind, werden natürlich das Einschwingverhalten der Vorrichtung beeinflussen. Je grosser der für die Inverterschaltung vorgesehene Verstärkungsfaktor ist, umso besser wird das Einschwingverhalten sein. Daraus folgt, als weiteres Beispiel unter der Annahme eines linearen Betriebes, dass für eine Eingangsspannung von +12,5 V für die Inverter sich bei einem effektiven Gesamtverstärkungsfaktor von 400, von dem ein Faktor 200 der Inverterschaltung und ein Faktor 200 der Leuchtdiodenfotoleiterschaltung zuzuschreiben ist, eine Ausgangsspannung von +5 kV ergeben würde.

Ein Kondensator C1 ist zwischen den negativen Ausgang - des oberen Inverters und dem positiven Ausgang + des unteren Inverters geschaltet, über diesem Kondensator wird eine konstante Spannung von annähernd 6 kV Z^ kV -(-3 kV) J wie oben erläutert, unter der Bedingung liegen, dass die Ausgangsspannung vom Funktionsverstärker 10 Null Volt beträgt. Dieser Kondensator dient dazu, das Einschwingverhalten des invertierenden Verstärkers in der

- 10 -

809824/0542

folgenden Weise zu verbessern:

Es sei ein Änderungsschritt von einer Eingangsspannung von Null Volt auf eine Eingangsspannung von +10 V angenommen. Die Ausgangsspannung des unteren Inverters wird plötzlich von +3 kV auf +5 kV springen, da seine Ausgangswechselspannung um einen proportionalen Betrag springt. In ähnlicher Weise fällt das Wechselspannungssignal des oberen Inverters proportional zu seiner Eingangsgleichspannung ab, wobei jedoch das Ausgangssignal seines Gleichrichterfilters von selbst nicht so schnell abfallen kann, da bei Fehlen des oben beschriebenen Kondensators C das Ausgangssignal des Gleichrichterfilters nur mit einer Geschwindigkeit abfallen kann, die durch die Filterkapazität und die Ohm'sche Belastung an diesem Gleichrichterfilterausgang vorgeschrieben ist. Wenn der Kondensator C hinzugeschaltet ist, dessen Kapazität annähernd 10x so gross wie die Ausgangskapazität der Gleichrichterfilterschaltung ist, kann die Ladung am Kondensator C dazu benutzt werden, die an der Schaltung liegende obere Spannung schnell zu entladen und somit das Einschwingverhalten bezeichnend zu verbessern.

Widerstände R₁ bis R₄ neben~schliessen jeweils die Fotoleiter PC1 und PV4 und haben einen Widerstandswert, der beträchtlich kleiner als der Wert ist, der dazu notwendig ist, die Spannung der ausgeschalteten Fotoleiter sicher innerhalb ihrer Sperrspannungsnennwerte zu halten. Das ist dazu erforderlich, um sicherzustellen, dass kleine Einschaltausschläge in der Nähe von Null Volt das schnelle Einschwingverhalten der Inverterschaltung zeigen.

Die Vorrichtung kann auch mit einer invertierenden Leuchtdiodenzellentrelberschaltung arbeiten, die auf die Leuchtdiodenspannung anspricht, indem sie eine Gegenkopplung über den Widerstand R liefert. Das wird dadurch erreicht, dass der Widerstand R zwischen den negativen Eingang - . des Funktionsverstärkers 27 und seinen Ausgang und nicht den Widerstand R_g geschaltet wird.

- 11 -

80982^/05^2

Die Erfindung schliesst gleichfalls die Verwendung einer nicht invertierenden spannungsgegengekoppelten Leuchtdiodentreiberschaltung ein, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 sind diejenigen Bauelemente, die den Bauelementen in Fig. 1 ähnlich sind, gleich bezeichnet. Die Fotoleiter PC1 bis PC4 sind somit optisch mit den Leuchtdioden LED 1 bis LED 4 gekoppelt und der Widerstand R_c ist so bemessen, dass er einen wesentlich höheren Widerstand,verglichen mit dem äquivalenten Widerstand der Leuchtdioden hat, um die Ausgangsstromkennlinie gegenüber der Eingangsspannungskennlinie zu linearisieren. Das Eingangssignal zum Verstärker 27 würde dann so gross wie möglich, ohne den Verstärker in die Sättigung zu steuern.

In Fig. 3 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine nicht invertierende Leuchtdiodenzellentreiberschaltung mit Stromgegenkopplung dargestellt. Wiederum sind Elemente, die den Elementen in Fig. 1 ähnlich sind, mit den gleichen Bezugsziffern versehen und sind die Fotoleiter PC1 bis PC4 optisch mit den Leuchtdioden LED 1 bis LED 4 gekoppelt. Ein Sensorwiderstand R_g ist zwischen die gemeinsame Verbindung des negativen Eingangs ■- des Funktionsverstärkers 27 und der Leuchtdioden und den gemeinsamen Schaltkreis geschaltet, um den durch die Leuchtdioden fliessenden Strom wahrzunehmen.

80982^/0542

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DPl-INQ.

H. KINKELDEY

DR-WQ

O-7 O RHHR W. STOCKMA.R

K. SCHUMANN

, niiBimr.an.-wn

P. H. JAKOB

OH.-N3

G. BEZOLD

OR WER.NAT- OR.-QttA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 11 655

Patentansprüche

Λ J Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung, gekennzeichnet durch einen ersten Funktionsverstärker (10), durch eine erste und eine zweite Invertereinrichtung (T₁, T₂), die in entgegengesetzten Polaritätsrichtungen arbeiten können und deren jeweilige Eingänge mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärks (10) verbunden sind, um die Ausgangsgleichspannung des ersten Funktionsverstärkers (10) in eine erste und in eine zweite hochtransformierte Differentialwechselspannung auf derselben vorbestimmten Synchronfrequenz umzuwandeln, durch eine erste und eine zweite Umformereinrichtung (21 , 22), um die erste und die zweite Wechselspannung in eine erste und in zweite entsprechende Gleichspannung umzuformen, durch eine erste und eine zweite Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2; PC3, PC4), die in

809824/0542 -2-

TBLEPON (O8O) 99 98 83 TELEX ΟΒ-9β38Ο TELEGRAMME MONAPAT TBLEKOPIERER

ORIGINAL INSPECTED

Reihe quer über die Ausgänge der ersten und der zweiten Umformereinrichtung (21, 22) geschaltet ist, durch einen zweiten Funktionsverstärker (27) , der so geschaltet ist, dass er als invertierender Verstärker arbeitet, dessen negativer Eingang (-) über eine Widerstandseinrichtung (R₁) mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) und dessen positiver Eingang ( + ) mit einem gemeinsamen Schaltkreis verbunden ist und durch eine erste und eine zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2; LED 3, LED4) , die mit dem Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers (17) verbunden sind, wobei die erste Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2) selektiv auf das Ausgangssignal einer Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (17) hin mit Energie versorgt werden kann und optisch mit der ersten Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2) gekoppelt ist, die zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 3, LED 4) selektiv auf das Ausgangssignal der entgegengesetzten Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (27) hin mit Energie versorgbar ist und optisch mit der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC3 , PC4) gekoppelt und der Ausgang der Verstärkervorrichtung zwischen der Reihenschaltung aus der ersten und der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC1 , PC2; PC3, PC4) und dem gemeinsamen Schaltkreis liegt.
2. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Funktionsverstärker (27) als invertierender Stromverstärker geschaltet ist.
3. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Invertereinrichtung (T , T) jeweils aus einem Aufwärtstransformator bestehender mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist und dass eine Gleichrichterfilterschaltung (21 , 22) jeweils zwischen den Ausgang der Aufwärtstransformatoren (T₁, T₂) und die Fotoleitereinrichtungen (PC1 ,

PC2; PC3, PC4) geschaltet ist.

272SQGS
4. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Funktionsverstärker (27) als invertierender Spannungsverstärker geschaltet ist.
5. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Invertereinrichtung (T₁, T„) jeweils aus einem Aufwärtsformator bestehen,der mit dem Ausgang des ersten Funkeionsverstärkers (10) verbunden ist und dass eine Gleichrichterfilterschaltung (21, 22) jeweils zwischen den Ausgang der Aufwärtstransformatoren (T₁, T_) und die Fotoleitereinrichtungen (PC1, PC2; PC3, PC4) geschaltet ist.
6. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung , gekennzeichnet durch einen ersten Funktionsverstärker (10), durch eine erste und zweite Invertereinrichtung (T-, T₂), die in entgegengesetzter Polaritätsrichtung arbeiten können und deren jeweilige Eingänge mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist, um die Ausgangsgleichspannung des ersten Funktionsverstärkers (10) in eine erste und eine zweite hochtransformierte Differentialwechselspannung auf derselben vorbestimmten Synchronfrequenz umzuwandeln, durch eine erste und eine zweite Umformereinrichtung (21, 22), um die erste und die zweite Wechselspannung in eine erste und zweite entsprechende Gleichspannung umzuformen, durch eine erste und eine zweite Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2; PC3, PC4) , die in Reihe quer über die Ausgänge der ersten und der zweiten Umformereinrichtung (21, 22) geschaltet sind, durch einen zweiten Funktionsverstärker (27), der so geschaltet ist, dass er als nicht invertierender Verstärker arbeitet, dessen negativer Eingang ( - ) mit seinem Ausgang und dessen positiver Eingang mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist, und durch eine erste und eine zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2; LED 3, LED 4), die zwischen den Ausgang des zweiten Funktions-

8098?A/0542

Verstärkers (27) und einen gemeinsamen Schaltkreis geschaltet sind, wobei die erste Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2) wahlweise auf das Ausgangssignal einer Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (27) hin mit Energie versorgbar ist und optisch mit der ersten Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2) gekoppelt ist, wobei die zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 3, LED 4) wahlweise auf das Ausgangssignal der entgegengesetzten Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (27) mit Energie *- versorgbar ist und optisch mit der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC3, PC4) gekoppelt ist, und wobei der Ausgang der Verstärkervorrichtung zwischen der Reihenschaltung aus der ersten und der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2; PC3, PC4) und dem gemeinsamen Schaltkreis liegt.
7. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet . durch einen Linearisierungswiderstand (R ), der zwischen die erste und die zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED2; LED 3, LED 4) und den gemeinsamen Schaltkreis geschaltet ist.
8. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Invertereinrichtung (T₁,,T₂) jeweils aus einem Aufwärtstransformator bestehen,der mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist und dass eine Gleichrichterfilterschaltung (21, 22) jeweils zwischen den Ausgang der Aufwärtstransformatoren (T₁, T₂) und die Fotoleitereinrichtungen (PC1, PC2; PC3, PC4) geschaltet ist.
9. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung , gekennzeichnet durch einen ersten Funktionsverstärker (10), durch eine erste und eine zweite Invertereinrichtung (T₁, T~), die in entgegengesetzten Polaritätsrichtungen arbeiten können und deren jeweilige Eingänge mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden sind, um die Ausgangsgleichsspannung des ersten Funktionsverstärkers (10) in eine erste und eine zweite

809824/0542

hochtransformierte Differentialwechselspannung auf derselben vorbestimmten Synchronfrequenz umzuwandeln, durch eine erste und zweite Umformereinrichtung (21 , 22) , um die erste und die zweite Wechselspannung in eine erste und eine zweite entsprechende Gleichspannung umzuformen, durch eine erste und eine zweite Fotoleitereinrichtung (PC1 , PC2; PC3, PC4), die in Reihe quer über die Ausgänge der ersten und zweiten Umformereinrichtung ^ (21 , 22) geschaltet sind durch einen zweiten Funktionsverstärker (27), der so geschaltet ist, dass er als nicht invertierender Verstärker arbeitet und dessen positiver Eingang (+) mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist, und durch eine erste und eine zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2; LED 3, LED 4), die mit dem Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers (27) verbunden sind, wobei der negative Eingang (~). des zweiten Verstärkers (27) über die erste und die zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2; LED 3, LED 4) mit dem Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers (27) verbunden ist, die erste Lichtquelleneinrichtung (LED 1, LED 2) selektiv auf das Ausgangssignal einer Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (27) hin mit Energie versorgbar ist und optisch mit der ersten Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2) gekoppelt ist,* und die zweite Lichtquelleneinrichtung (LED 3, LED 4) selektiv auf das Ausgangssignal entgegengesetzter Polarität des zweiten Funktionsverstärkers (27) mit Energie versorgbar ist und optisch mit der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC3, PC4) gekoppelt ist, ein Sensorwiderstand (R_c) zwischen dem negativen Eingang des zweiten Funktionsverstärkers (27) und den gemeinsamen Schaltkreis geschaltet ist, um eine Spannung wahrzunehmen ,die proportional dem durch die Leuchtdioden fliessenden Strom ist,und wobei der Ausgang der Verstärkervorrichtung zwischen der Reihenschaltung aus der ersten und der zweiten Fotoleitereinrichtung (PC1, PC2; PC3, PC4) und dem gemeinsamen Schaltkreis liegt.

809824/0542
10. Hochspannungs-Funktionsverstärker-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die erste und die zweite Invertereinrichtung (T₁, T ) jeweils aus einem Aufwärtstransformator besteben,der mit dem Ausgang des ersten Funktionsverstärkers (10) verbunden ist und dass eine Gleichrichterfilterschaltung (21, 22) jeweils zwischen dem Ausgang der Aufwärtstransformatoren (T₁, T_) und die Fotoleitereinrichtungen (PC1 , PC2; PC3, PC4) geschaltet ist.*"

809824/0542