<Desc/Clms Page number 1>
Schaltungsanordnung zur Regelung der Amplitude und Phase einer Wechselspannung.
Für viele Zwecke, beispielsweise für bestimmte Arten von Modulationsanordnungen, ist es erforderlich, die Amplitude und Phase einer Hochfrequenzspannung einzustellen.
Gemäss der Erfindung soll eine derartige Einrichtung zur Erleichterung der Handhabung derart beschaffen sein, dass sich die Amplitude und die Phase der Ausgangsspannung bei festliegender Grösse und Frequenz der Eingangsspannung nahezu unabhängig voneinander einstellen lassen. Dabei soll dieses Ziel durch Verstellung nur je eines Kondensators oder nur je einer Drosselspule zweier Scheinwiderstände, deren Reihenschaltung die gegebene Spannung zugeführt wird, erreicht werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher je ein Kondensator verstellt wird, sei im folgenden an Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert.
In Fig. 1 enthält der Scheinwiderstand I einen Ohm'schen Widerstand Rl sowie in Parallelschaltung zu diesem einen verstellbaren Kondensator C1. Der Scheinwiderstand 11 besteht aus einem Ohmschen Widerstand R2, einer Drosselspule L in Reihe zu diesem sowie einem ebenfalls in Reihe liegenden Kondensator O2, Die gegebene konstante Hochfrequenzspannung wird den Klemmen a zugeführt und die geregelte Spannung an den Klemmen b abgenommen.
Um zu zeigen, dass bei richtiger Bemessung der Schaltelemente in Fig. 1 eine getrennte Ampli- tuden-und Phaseneinstellung möglich ist, ist in Fig. 2 das Spannungsdiagramm der Anordnung dargestellt. Man beginnt bei seiner Betrachtung am besten an dem Scheinwiderstand 11. Der Ohmsche Widerstand R2, die Drosselspule L und der Kondensator O2 werden von dem gleichen Strom durchflossen. Die am Widerstand einerseits und an der Drossel und Kondensator anderseits auftretenden Spannungsabfälle, die im Diagramm mit R2, L und bezeichnet sind, liegen also senkrecht zueinander.
An dem Endpunkt B des Vektors O2 ist nun ein Spannungsvektor zu zeichnen, welcher dem Spannungsabfall an der Parallelschaltung Rl, 01 entspricht. Man gewinnt diesen in bekannter Weise graphisch am einfachsten dadurch, dass man die Vektoren R, und Ci an den Endpunkt des Vektors O2 aufträgt, einen Halbkreis mit dem Durchmesser Rl entwirft und die beiden Endpunkte von Rl und 01 miteinander verbindet. Der Schnittpunkt E dieser Verbindungslinie mit dem Halbkreis stellt den Endpunkt des Vektors dar, welcher den Spannungsabfall an der Parallelschaltung 7, C'i angibt. Die Verbindungslinie zwischen dem Anfangspunkt A von R2 und dem erwähnten Schnittpunkt Eist dann die Eingangsspannung an den Klemmen a.
Bei den in der Zeichnung zugrunde gelegten Grössen von Rl, 01 sowie R2, C2 und L ist nun innerhalb gewisser Grenzen die Amplitude und Phase der an den Klemmen b auftretenden Spannung getrennt einstellbar, u. zw. die Amplitude durch Veränderung von Cl, die Phase dagegen durch Veränderung von C2, Bei einer Veränderung der Grösse von O2 verschiebt sich der Vektor z parallel zu sich selbst und der Vektor 01 in seiner Längsrichtung, wobei beide Vektoren ihre Grösse beibehalten. Auch der Schnittpunkt B auf dem über R entworfenen Halbkreis wandert in horizontaler Richtung, ohne seine Lage auf dem Halbkreis dabei zu ändern.
Bei unveränderter Grösse und Richtung von R2 ändert die Eingangsspannung A E also ihre Richtung, behält aber ihre Grösse bei.
Dies bedeutet aber nichts anderes, als dass man umgekehrt bei nach Richtung und Grösse festliegender Eingangsspannung die Richtung von R, verändern kann, ohne ihre Grösse dabei zu ändern. Wenn man die Grösse des Kondensators C1 verändert, wandert in Fig. 2 der Schnittpunkt E auf dem Halbkreis, d. h. es ändert sich die Grösse der Eingangsspannung bei festliegender Richtung. Dies bedeutet aber
<Desc/Clms Page number 2>
gleichzeitig, dass bei einer konstanten Grösse der Eingangsspannung der Massstab des Spannungsdiagrammes oder, was auf dasselbe hinausläuft, die Grösse eines jeden einzelnen Spannungsvektors sich entsprechend ändert.
Demnach ist bei einer Änderung von Cl auch der Vektor R2 einer Grössen- änderung unterworfen, jedoch innerhalb gewisser Grenzen keiner Phasenänderung, da nämlich die Eingangsspannung einer Tangente an den über Rl entworfenen Halbkreis bildet.
Gemäss einer andern Ausführungsform werden zur getrennten Einstellung von Amplitude und Phase der abzunehmende Wechselspannung die Induktivitäten in den Scheinwiderständen verstellt. Dies kann durch Verstellung eines Kurzschlussringes, durch Verschiebung eines Eisenkernes oder durch eine Variometeranordnung zweier lose gekoppelter Spulen geschehen. Die Entfernung des Kurzschlussringes oder des Eisenkernes von der Spule und die Entfernung der beiden Spulenhälften voneinander im Falle des Variometers kann dabei so gewählt werden, dass der erforderlichen Änderung des Selbstinduktiomkeffizienten verhältnismässig grosse Wege von Kurzschlussring, Eisenkern bzw. zweiter Spule zugeordnet sind, so dass die praktische Ausführung mit groben mechanischen Mitteln geschehen kann.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 der Zeichnung veranschaulicht, in welcher mit I der eine und mit II der zweite Scheinwiderstand bezeichnet ist. Der Widerstand I besteht aus der Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes dz einer kapazitiven Cl und eines induktiven, veränderlichen Widerstandes Li. Der Widerstand II besteht aus der Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes R2 und eines induktiven L2.' Die Fig. 4 zeigt das Widerstandsdiagramm für diese Anordnung, wobei wieder die Widerstandsvektoren in derselben Weise bezeichnet sind wie die Widerstände in Fig. 3. Der Vektor V2 stellt den resultierenden Widerstand der Parallelkombination R2, L2 dar, der in bekannter Weise dadurch gewonnen ist, dass R2 und L2 senkrecht zueinander aufgetragen werden, über R2 ein Halbkreis mit dem Radius Vs.
R2 entworfen und der Schnittpunkt E der Verbindungslinie der beiden Vektorenendpunkte mit dem Halbkreis ermittelt wurde. Bei Veränderung des Vektors Ll, d. h. bei Veränderung der Induktivität der Spule L i, ändert sich die Phasenlage des Vektors A-E, d. h. der Eingangsspannung zu der Phasenlage der geometrischen Summe von Rl und Cl, u. zw. derart, dass die Amplitude der Ausgangsspannung im wesentlichen konstant bleibt. Ebenso kann man durch Veränderung der Grösse von L2, d. h. durch Veänle ung der Induktivität der Spule L. 2, die Grösse der Eingangsspannung. bei unver- änderter Grösse der Spannung an der Reihenschaltung obi, cl beeinflussen, ohne dass sich dabei die gegenseitige Phasenlage von Eingangs-und Ausgangsspannung wesentlich ändert.
Dies heisst aber nichts anderes, als dass durch Veränderung der Induktivität von L2 die Grösse der Ausgangsspannung bei konstanter Eingangsspannung und annähernd konstanter gegenseitiger Phasenlage eingestellt werden kann.
Die mit den dargestellten Schaltungen erreichbaren Änderungen in Phase. und Amplitude sind genügend gross, um praktische Bedürfnisse zu befriedigen, die beispielsweise darin bestehen können, die von den zwei Hälften der Sekundärwicklung eines Hochfrequenztransformators gelieferten Spannungen, die wegen einer geringen Umymmetrie der Wicklungen ungleich sein können, abzugleichen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Schaltungsanordnung zur Einstellung der Amplitude und Phase einer Wechselspannmg, insbesondere für Modulationsanordnungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung konstanter Amplitude und Frequenz an der Reihenschaltung zweier Scheinwiderstände liegt, die gewünschte Spannung von einem derselben abgenommen wird und dass die Scheinwiderstände derart bemessen sind, dass im Vektordiagramm die Eingangsspannung wenigstens annähernd die Tangente an einen Kreis bildet, längs dessen sich der Endpunkt des Vektors der Eingangsspannung bei Verstellung eines Kondensators des einen Scheinwiderstandes zum Zwecke der Amplitudenregelung bei annähernd konstanter Phase verschiebt,
während bei Verstellung eines Kondensators des andern Seheinwiderstandes zum Zwecke der Phasenregelung bei annähernd konstanter Amplitude der Endpunkt des Vektors der Eingangsspannung eine Drehung um den auf dem Umfang des erwähnten Kreises liegenden Punkt ausführt.