DE1591299B1

DE1591299B1 - Automatisches einstellsystem fuer abgestimmte verstaerker

Info

Publication number: DE1591299B1
Application number: DE19671591299
Authority: DE
Inventors: Iwahara Katsutoshi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1966-12-12
Filing date: 1967-12-01
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3484707A; GB1152360A

Description

Diese Erfindung betrifft automatische Einstellsysteme zur Einstellung der Verstärkungs-Frequenz-Kennlinien"(V-F-Kennlinien) von abgestimmten Verstärkern, wie Einkreis-, Zweikreis-, Breitbandresonanzverstärker und gestaffelt gedämpfte Zweikreis-Verstärker. Diese Verstärker werden im allgemeinen verwendet als Zwischenfrequenzverstärker in drahtlosen Einrichtungen. Solche Verstärker benötigen immer die Einstellung der V-F-Kennlinie nach dem Zusammenbau. Diese Einstellungen werden im allgemeinen von Facharbeitern ausgeführt. Andererseits hat sich in den letzten Jahren die automatische Zusammenbautechnik bei elektronischen Geräten entwickelt. Wenn Einrichtungen automatisch zusammengebaut werden, ist es vorteilhafter, den Einstellvorgang abgestimmter Verstärker zu automatisieren.

Es sind mehrere automatische Einstellsysteme bekannt, die z. B. in den USA.-Patentschriften 2 843 747, 2 978 647 und 2 978 655 offenbart werden. Gemäß diesem Stand der Technik besteht ein automatisches Einstellsystem im wesentlichen aus Signalgeneratoren, Schaltmitteln, Servoverstärkern, Treibermitteln, Abstimmvorrichtungen und Signalumwandlungseinrichtungen.

Gemäß diesem Stand der Technik bestehen jedoch folgende Nachteile: Es ist sehr schwierig, die erforderliche Einstellung zu erzielen, wenn das Gerät eine Anzahl voneinander abhängender abgestimmter Stufen aufweist, deren jeweilige Verstärkungs-Frequenz-Kennlinien sich bei der Bildung der gesamten Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie gegenseitig beeinflussen. Weiterhin kann die Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie so viele stabile Punkte aufweisen, daß es sehr schwierig ist, eine gleichförmige Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie zu erzielen. Es ist auch unmöglich, eine gleichförmige Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie zu erreichen, wenn alle Resonanzkreise nicht vorbestimmte Werte des Gütefaktors »Q« haben.,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist^ die Schaffung eines automatischen Einstellsystems für abgestimmte Verstärker, das diese Nachteile nicht aufweist, d.h., mit dem eine gleichförmige Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie erzielt werden kann, selbst wenn das Gerät eine Anzahl voneinander abhängiger abgestimmter Stufen aufweist, deren Verstärkungs-Frequenz-Kennlinien sich bei der Bildung der gesamten Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie gegenseitig beeinflussen, wenn die Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie viele stabile Punkte aufweist und wenn alle Resonanzkreise nicht vorbestimmte Werte des Gütefaktors »ö« haben.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Signalumwandlungsvorrichtung eine Leitwertschaltung aufweist, die die Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen und der Umkehrverstärker gemäß den darin enthaltenen Bewertungskoefrizienten aufsummiert, wobei die Bewertungskoeffizienten bestimmt sind aus jeder der Verstärkungen entsprechend den Festfrequenzen einer Standard-Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie, um Einstellsignale zu erhalten, die zu Null gemacht werden, wenn die Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie mit der Standafdkenniinie übereinstimmt.

Eine Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß, wenn die Gleichvorspannung dem festgestellten Signal überlagert ist, die Gleichvorspannung und das festgestellte Signal voneinander getrennt und unabhängig voneinander verstärkt werden können in solcher Weise, daß das automatische Einstellsystem zusätzlich eine Abfangschaltung zur Gleichspannungswiederherstellung umfaßt, die zwischen der Ausgangsklemme des Prüfchassis und den η zweiten Schaltern liegt, wobei eine Abfangschaltung einen

OBfGINAL INSPECTED

Kondensator, einen Wechselspannungsverstärker und eine elektronische Schalterschaltung aufweist, die miteinander gekoppelt sind, und wobei die Abfangschaltung dazu verwendet wird, die Gleichkomponente des festgestellten Signals fernzuschalten, das kleine festgestellte Signal zu verstärken bzw. die Gleichkomponente wiederherzustellen.

Die Einzelheiten der Erfindung werden deutlich bei Betrachtung der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein automatisches Einstellsystem darstellt, das für einen abgestimmten Verstärker geeeignet ist;

Fig. 2a, 2b und 2c sind graphische Darstellungen einer Standard-Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie, einer Bewertungsfunktion bzw. einer Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie eines einzustellenden abgestimmten Verstärkers;

F i g. 3 zeigt die Spannungs-Frequenz-Kennlinie der bewerteten Koeffizienten bei verschiedenen Einstellstufen zur Erzeugung von Einstellsignalen;

F i g. 4 zeigt eine Abfangschaltung zur Gleichspannungswiederherstellung des festgestellten Signals, die aus einem Wechselspannungsverstärker besteht, der in dem Fall verwendet wird, wo ein einzustellender Verstärker eine Gleichvorspannung aufweist, die einem festgestellten Signal überlagert ist;

F i g. 5 zeigt die Wellenformen zur Darstellung der Arbeitsweise der Abfangschaltung der F i g. 4;

F i g. 6 zeigt ein bevorzugtes Beispiel einer Signal-Umwandlungsvorrichtung, die bei dem Einstellsystem anwendbar ist und zehn Festfrequenzen und vier Abstimmelemente umfaßt.

Ein automatisches Einstellsystem zur Einstellung eines abgestimmten Verstärkers gemäß der Erfindung besteht aus einem Prüfchassis mit einer Eingangsund einer Ausgangsklemme und Einstellmitteln zur Einstellung der Abstimmvorrichtungen des Verstärkers, n^Festfrequenzoszillatoren, die jeweils ein elektrisches Signal erzeugen, η ersten Schaltern, die die elektrischen Signale betätigen und in einer Reihenfolge die Oszillatoren mit der Eingangsklemme des Prüfchassis verbinden, η zweiten Schaltern, die synchron mit den ersten Schaltern arbeiten, Treibervorrichtungen, die mit den ersten und zweiten Schal- tern gekoppelt sind, ein Betätigungssignal für diese erzeugen, η Speicherschaltungen, die der Reihe nach mit der Ausgangsklemme des Prüfchassis durch die η zweiten Schalter verbunden werden und die Amplitude eines festgestellten Signals entsprechend den an der Ausgangsklemme auftretenden elektrischen Signalen festhalten, η Umkehrverstärkern, die jeweils mit den Speicherschaltungen verbunden sind und eine Ausgangsspannung erzeugen, die von gleicher Amplitude und umgedrehter Polarität wie die Ausgangsspannung der Speicherschaltung ist, einer Signalumwandlungsvorrichtung zur Erzeugung von Einstellsignalen, einem Servoverstärker, der die Einstellsignale verstärkt, welche die Einstellmittel antreiben, welche wiederum die Abstimmelemente treiben, um eine automatische Einstellung zu erreichen. Das automatische Einstellsystem ist dadurch gekennzeichnet, daß die Signalumwandlungsvorrichtung eine Leitwertschaltung enthält, die die Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen und der Umkehrverstärker gemäß den darin enthaltenen Bewertungskoeffizienten aufsummiert, die bestimmt sind aus jeder der Verstärkungen entsprechend den Festfrequenzen einer Standard-Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie, um Einstellsignale zu erhalten, die zu Null gemacht werden, wenn die Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie mit der Standard-Kennlinie übereinstimmt.

Zur Vereinfachung der Erklärung bezieht sich die folgende Beschreibung auf ein automatisches Einstellsystem, welches für abgestimmte Verstärker mit vier Abstimmelementen vorgesehen ist. Eine solche Beschreibung soll jedoch nicht als beschränkend betrachtet werden.

Die Fig. 1 zeigt, daß jeder der η Festfrequenzoszillatoren 1, deren festgelegte Frequenzen über das Frequenzband des einzustellenden Verstärkers verteilt sind, mit einem der η ersten Schalter 2 verbunden ist, die alle mit der Eingangsklemme 12 eines Prüfchassis 5 verbunden sind. Dieses Prüfchassis 5 besitzt eine Anzahl von Abstimmelementen 15 zur Einstellung der Abstimmelemente des abgestimmten Verstärkers und eine Ausgangsklemme 13. Diese Ausgangsklemme 13 ist mit einer Parallelverbindung von η zweiten Schaltern 3 verbunden, von denen jeder mit einer von η Speicherschaltungen 7 entsprechend^ den von den Frequenzoszillatoren erzeugten Frequenzen in Verbindung steht. Jede der η Speicherschaltungen 7 ist direkt und über Umkehrverstärker 8, die die Verstärkung 1 haben, mit der Signalumwandlungsvorrichtung 9 verbunden. Diese Signalumwandlungsvorrichtung 9 besitzt eine Anzahl von Ausgangsklemmen 14, die mit einer Anzahl von Einstellmitteln 11 verbunden sind, welche wiederum mit der Anzahl von Abstimmelementen 15 gekoppelt sind. Die η ersten Schalter 2 und die η zweiten Schalter 3 werden durch eine Treibervorrichtung 4 angetrieben, welche die η ersten Schalter 2 und die η zweiten Schalter 3 synchron betätigen kann. Ein einzustellender abgestimmter Verstärker wird auf dem Prüfchassis 5 so aufgebaut, daß eine Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme des abgestimmten Verstärkers mit der Eingangsklemme 12 und der Ausgangsklemme 13 verbunden sind.

Die Bezugszeichen 6 und 10 kennzeichnen einen Gleichspannungsverstärker bzw. einen Leistungsverstärker, was im folgenden erklärt wird.

Von den η Festfrequenzoszillatoren 1 erzeugte elektrische Signale werden von den η ersten Schaltern 2 durchgeschaltet und als Eingangssignal für den auf dem Prüfchassis 5 aufgebauten, einzustellenden abgestimmten Verstärker auf dessen Eingangsklemme 12 gegeben. Das an den Verstärker über die Eingangsklemme 12 gelieferte Eingangssignal wird verstärkt und in das festgestellte Signal durch einen Diodendetektor in dem Verstärker umgewandelt, wobei das festgestellte Signal einer Verstärkung proportional ist, die jeder der Frequenzen der Festfrequenzoszillatoren 1 entspricht, und es erscheint an der Ausgangsklemme 13 des Prüfchassis 5. Die Treibervorrichtung 4 betätigt synchron η erste Schalter 2 und η zweite Schalter 3, und jede der Speicherschaltungen 7 hält das ermittelte Signal, welches an. den η zweiten Schaltern für den Zeitraum von einem Betätigungszyklus auftritt. Dadurch werden die ermittelten Signale in der Form von Impulsen, die proportional sind den Verstärkungen der V-F-Kennlinie, von den η zweiten Schaltern 3 auf die Speicherschaltungen 7 verteilt und von diesen in Gleichspannungen umgewandelt, die den Verstärkungen proportional sind. Die Gleichspannungen werden auf die Signalumwandlungsvorrichtung 9 gegeben und bilden Einstellsignale in

Verbindung mit den Ausgangsspannungen der Umkehrverstärker 8.

Wenn die V-F-Kennlinie des einzustellenden Verstärkers von einer gewünschten V-F-Kennlinie, d. h. der Standard-Kennlinie, abweicht, ist mindestens eines der Einstellsignale ungleich Null. Deshalb sind die Einstellmittel 11 mit den Abstimmelementen 15 verbunden, um die Abstimmelemente des Verstärkers, der gerade abgestimmt wird, entsprechend den Einstellsignalen an den Ausgangsklemmen 14 zu verändern. Eine Änderung der Abstimmelemente 15 auf Grund der Einstellmittel 11 ergibt eine Veränderung der V-F-Kennlinie des einzustellenden Verstärkers, wodurch das festgestellte Signal proportional den Verstärkungen der veränderten V-F-Kennlinie wird. Dieses festgestellte Signal auf Grund der veränderten V-F-Kennlinie wird von der Speicherschaltung 7 für einen Zeitraum des folgenden Betätigungszyklus der η zweiten Schalter 3 gespeichert und in Einstellsignale umgewandelt. Eine Wiederholung jedes Abtastzyklus bewirkt," daß sich die V-F-Kennlinie des abgestimmten Verstärkers der Standardkennlinie nähert.

Zur Verdeutlichung der Erklärung soll es sich bei dem einzustellenden abgestimmten Verstärker um einen vierstufigen, gestaffelt abgestimmten Verstärker mit einer Detektorschaltung handeln, und die Anzahl der Festfrequenzen soll gleich zehn sein für die Eingangssignale des einzustellenden Verstärkers. Dadurch wird jedoch nicht die Allgemeingültigkeit dieser Erfindung eingeschränkt. Die Anzahl der Festfre- ^-quenzen und ihre Lagen im Durchlaßfrequenzband "-"sind beliebig änderbar mit der Form der V-F-Kennlinie. Es wird angenommen, daß die V-F-Kennlinie des Verstärkers an zehn Punkten gekennzeichnet ist durch

^i(ZrIs (Zr₂? (Zr3s ^r4s JrIi J r2* JrZi J r4s J h

wobei /_rl, f_r2, f_r3 und /_r4 die entsprechenden Resonanzfrequenzen der Resonanzkreise der vier Stufen sind; q_rl, q_r2, q_r3 und q_r4 sind das sogenannte »ß« oder die Gütefaktoren der Resonanzkreise der vier Stufen, und / ist eine der zehn Punktfrequenzen f_u f₂ ... f₁₀, die als Eingangssignale des einzustellenden Verstärkers verwendet werden. Die Resonanzfrequenzen der Standardkennlinien der vier Stufen sind definiert als f_Oi (i = 1, 2, 3 und A). Die Gütefaktoren entsprechend /_Oi sind q_oi (i = 1, 2, 3 und 4).

In F i g. 2 c die Kurve ist eine ein wenig unterschiedliche Kennlinie, und in Fig. 2a ist die Kurve die Standardkennlinie entsprechend dem Fall, bei dem "die Resonanzfrequenzen f_ri gleich sind /_o; und die Gütefaktoren q_ri gleich sind q_Oi. Deshalb wird die Standard-V-F-Kennlinie geschrieben als

steht, verschwindet das Informationssignal, d. h. das Einstellsignal. Die V-F-Kennlinie der Fig." 2c wird erhalten, wenn die Resonanfrequenz f_rl des Resonanzkreises bei der ersten Stufe des einzustellenden abgestimmten Verstärkers ein wenig niedriger als /₀₁ der Standard-V-F-Kennlinie ist. Deshalb sind die Verstärkungen G₁, G₂ und G₃ entsprechend den Festfrequenzen in einem Frequenzbereich unter /₀₁ größer als die Verstärkungen G_oi, G₀₂ bzw. G₀₃ der Standard-V-F-Kennline.

Andererseits sind die Verstärkungen G₄, G₅ ... G₀ in einem Frequenzbereich über /₀₁ niedriger als die Verstärkungen G₀₄, G₍

^r05

G_nn der Standard-

V-F-Kennlinie. Deshalb gelten die folgenden Gleichungen:

G₁+ G₂+ G₃ G₀₁ + G₀₂ + G₀₃

G₄ + G₅+ ... +G₀ G₀₄ + G₀₅ + ... + G_r

·> 1

< 1.

^roo

Die Nenner der Gleichungen (1) und (2) werden bestimmt berechnet aus der Standard-V-F-Kennlinie und neu geschrieben zu den folgenden Gleichungen (3) und (4):

h_n =

02

hl =

■+

(= OyI=O₁₂ =

G₀₄ + G₀₅+ ... + G₀₀ (= O₁₄ = O₁₅ = ... = α₁₀),

wobei O_n, a_i2 ... O₁₀ Bewertungskoeffizienten für die Verstärkungen darstellen, die den Festfrequenzen der V-F-Kennlinie entsprechen. Die Fig. 2b zeigt eine Bewertungskoeffizientenkurve für die erste Stufe des abgestimmten Verstärkers, die das Einstellsignal E₁ zum Treiben der Abstimmelemente in der ersten Stufe des abgestimmten Verstärkers bestimmt. Das Einstellsignal E₁ kann aus der folgenden Gleichung (5) errechnet werden, die in der Matrixschreibweise in der Gleichung (6) dargestellt ist:

₌ G₁ +G₂ +G₃ _ ¹ G₀₁ + G₀₂ + G₀

G₀₃

G₄ + ... + G₀ G₀₄ + ... + G₀₀

(5)

= Ki (G₁ + G₂ + G₃) - H₁₂(G₄ + ...+G₀).

i> /0

02;

4j fs-

55 <h2 ■ · ■·■ «10] "

Die folgende Beschreibung wird ein Verfahren zur Bestimmung der Bewertungsfunktion erklären, welche notwendig sind, um die Verstärkungs-Frequenz-Kennlinie der F i g. 2 c bei der Einstellung mit der Standardkennlinie der F i g. 2 a in Übereinstimmung zu bringen, wenn sich nur f_rl von /₀₁ unterscheidet. Das obengenannte Einstellsignal, welches in der Signalumwandlungsvorrichtung erzeugt wird, stellt fest, wieviel oder in welcher Richtung die V-F-Kennlinie des einzustellenden Verstärkers in einer Frequenzachse von der Standardkennlinie abweicht und kompensiert diese Abweichung. Wenn die Abweichung nicht be-(6)

G₀

In der Gleichung (5) können die bewerteten Koeffi zientenh_n und h₁₂, die konstant sind, definitiv berechnet werden aus den vorbestimmten Verstärkungen der Standard-V-F-Kennlinie. Diese konstanten Werte Jz₁₁ und Zz₁₂ werden multipliziert und bewertet gegen-

über den Verstärkungen, die den Festfrequenzcn in einem Frequenzband unter /J₁₁ bzw. den Festfrequenzen über /O₁ entsprechen.

Werden die Gleichungen (1) und (2) in die Gleichung (5) eingesetzt, kann man die folgende Ungleichheit (7) erhalten:

wobei

lh, =

+ G₀₂ +

^J06

(= a₃, =

E, >0.

(7)

Die Ungleichheit (7) zeigt an, daß E_x positiv ist, wenn die Resonanzfrequenz/,, des Resonanzkreises in der ersten Stufe des einzustellenden abgestimmten Verstärkers niedriger ist als die vorbestimmte Resonanzfrequenz /ö, entsprechend der Standard-V-F-Kennlinie. Wenn keine Differenz zwischen der V-F-Kennlinie des einzustellenden Verstärkers und der Standard-V-F-Kennlinie besteht, ist E₁ gleich Null.

Eine Erhöhung der Resonanzfrequenz in der ersten Stufe läßt E₁ negativ werden. Deshalb kann E₁ als Einstellsignal für eine erste Stufe des einzustellenden abgestimmten Verstärkers verwendet werden. Die vorliegende Beschreibung wurde für ein System gegeben, welches z. B. vier Abstimmelemente aufweist. Es ist nicht günstig, die vier Abstimmelemente nur durch das E₁ zu verändern. Es ist notwendig, daß man vier Einstellsignale für vier Abstimmelemente hat. Die folgende Beschreibung erklärt das neuartige Einstellverfahren unter Bezugnahme auf F i g. 3, wenn Lu /r2i /rj "nd /r4 sich von j_m, J₀₂, f_Oi bzw. /₀₄ unterscheiden.

Die Einstellsignale jeder Stufe des einzustellenden abgestimmten Verstärkers können unter Bezugnahme auf Fig. 3 folgendermaßen berechnet werden:

= «3ö) .

G₀₁ + G_oa + ... + G,

OO

(= O₃₇ = ... = Oj₀)

und

E₄ = /J₄₁(G₁ + G₂ + ..
- A₄₂ (G₉ + G₀),

wobei

+ G₈)

+ G₀₂ + ... + G₀₈

A₄₂ =

+ G,

^roo

(=«i9 = a₄₀).

i = An (G₁ + G₂ + G₃) - /J₁₂ (G₄ + ... + G₀), (5')

^H" ⁼ "G₀₁ + G₀₂ + G₀₃ '

_ 1

¹² G₀₄ H- ... + G₀₀ '

E₂ = A₂, (G₁ + G₂ + ... + G₅)
- A₂₂ (G_h + G₇ + ... + G₀),

Diese Gleichungen können in der Matrixschreibweise folgendermaßen dargestellt werden:

40 /= 1,2,3,4,

j = 1, 2, 3 ... 9, O.

(8)

,vobei

²¹ G₀₁ + G₀₂ + ... + G₀₅
(= «₂₁ = ... = O₂₅),

1

^hl - G_Oh + G₀₇ + ... + G₀₀

E₃ = Zi₃₁ (G₁ + G₂ + ... + G₆)

— Au (G₇ -)- G₈ H- ... + G₀₀),

(9)

Die Resonanzfrequenz/„· und der Gütefaktor^, jedes Resonanzkreises stimmen nicht immer mit f_Oi (1 = 1, 2, 3, 4) und ^₀,- (i = 1, 2, 3, 4) der Standard-V-F-Kennlinie überein, selbst wenn eine Koinzidenz zwischen der V-F-Kennlinie des einzustellenden Verstärkers mit der Standard-V-F-Kennlinie besteht.

E₁ ist jedoch gleich Null, wenn die V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers mit der Standard-V-F-Kennlinie übereinstimmt.

Eine Abnahme der Resonanzfrequenz jeder Stufe läßt Et positiv werden. Ein Ansteigen der Resonanzfrequenz macht E₁ negativ. Andererseits werden die vier Einstellsignale gemäß den bewerteten Verstärkungen der V-F-Kennlinie erzeugt. Es ist deshalb wichtig, daß eine Korrelation zwischen den Einstellsignalen und den Abstimmelementen besteht, wenn die (K)) vier Abstimmelemente gleichzeitig geändert und getrieben werden. Eine Bedingung für E_x = O in der Gleichung (5) kann erhalten werden, wenn die Nenner des ersten und zweiten Ausdruckes gleich den Zählern im ersten bzw. zweiten Ausdruck sind, d. h„ die V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers stimmt überein mit der Standard-V-F-Kenn-(M) linie.

Außerdem wird die Bedingung E, = O in der Gleichung (5) erfüllt, wenn das Verhältnis von Nenner

209 523/368

55

60 ORIGINAL INSPECTED

ίο

zu Zähler in dem ersten Ausdruck gleich dem im zweiten Ausdruck ist, d. h., die V-F-Kenn1inie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers ist in der Verstärkung der Standard-V-F-Kennlinie ähnlich.

Im praktischen Fall unterscheidet sich die V-F-Kennlinie des abgestimmten Verstärkers in der Verstärkung ein wenig von der Standard-V-F-Kennlinie.

E₁ verändert sich in einer Gegend, die im wesentlichen von /_rl abhängt. Andererseits muß auch festgestellt werden, daß die auf dem obengenannten Wege erhaltenen E_rWerte in vergleichsweise geringerer Korrelation zueinander stehen. Es ist deshalb angebracht, den Wert E₁- zu verwenden, der durch die Gleichung (17) gegeben ist. Wenn alle E₁-Werte gleich Null werden, ist die V-F-Kennlinie in der Verstärkung der Standard-V-F-Kennlinie gleich oder ähnlich.

In diesem System besteht, wenn der Gütefaktor jeder Stufe des einzustellenden Verstärkers nicht gleich dem entworfenen Wert entsprechend der Standardkennlinie ist, keine exakte Koinzidenz zwischen der V-F-Kennlinie und der Standard-V-F-Kennlinie, selbst wenn E₁ — 0. Eine Bedingung für E₁ = 0 in Gleichung (5'), (8), (11) und (14) kann auf ähnliche Weise erhalten werden, wenn die ersten bzw. zweiten Ausdrücke in diesen Gleichungen zu Eins werden, d. h. die V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers mit der Standard-V-F-Kennlinie übereinstimmt. Außerdem gilt die Bedingung E₁ = 0, wenn die ersten und die zweiten Ausdrücke nicht gleich Eins, aber einander gleich sind, d. h. die V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers in der Verstärkung ähnlich der Standard-V-F-Kennlinie ist. Im praktischen Fall unterscheidet sich die erste Kennlinie in der Verstärkung ein wenig von der letztgenannten. Der Unterschied ist jedoch sehr klein. Es ist Tür die Wirksamkeit dieses Systems notwendig, daß jede der Resonanzfrequenzen sich nicht übermäßig von dem Standardwert entsprechend der Standardkennlinie unterscheidet. Diese Anforderung kann z. B. dadurch erfüllt werden, daß zu Anfang die Resonanzfrequenz jedes Abstimmkreises 20 in F i g. 1 grob eingestellt wird.

Wenn die von der Signalumwandlungsvorrichtung 9 erzeugten Einstellsignale nicht stark genug sind, um die Einstellmittel 11 anzutreiben, können die Einstellsignale vorzugsweise durch Leistungsverstärker 10, wie. Servoverstärker, verstärkt werden, die vor den Einstellmitteln 11 installiert sind.

Die Einstellmittel 11 können irgendwelche erhältliche und geeignete Einrichtungen sein, vorzugsweise Servomotoren, deren Wellen mit den Abstimmelementen 15 gekoppelt sind.

Die « ersten Schalter 2 und η zweiten Schalter 3 können irgendwelche erhältlichen Drehschalterrelais mit mechanischen Kontakten sein. Solche Drehschalterrelais sind jedoch hinsichtlich Zeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit nicht zufriedenstellend. Bevorzugte Schalter für die η ersten Schalter 2 und η zweiten Schalter 3 sind elektronische Schalter, wie Transistorschalter.

Die Treibervorrichtung 4 enthält irgendeine geeignete Vorrichtung zur synchronen Betätigung der η ersten Schalter 2 und der /i zweiten Schalter 3 und umfaßt vorzugsweise einen Betätigungsimpulsgenerator mit η Kanalausgängen. Es gibt die drei folgenden möglichen Verfahren für den Betätigungsimpulsgenerator, wenn elektronische Schaller für die /; ersten Schalter 2 und /i zweiten Schaller 3 verwendet werden:

1. Bin Bcläligungsimpulsgeneralor, der ein Schieberegister verwendet.

2. Ein Beüitigungsimpulsgeneralor, der einen Ringzähler verwendet.

3. Ein Bctüligungsimpulsgenerator, der einen Taklimpulsgcncrator, einen Binürzählcr und eine Diodenmatrix verwendet.

IO

Von diesen drei Verfahren ist das Verfahren mit einem Betätigungsimpulsgenerator, der einen Taktimpulsgenerator, einen Binärzähler und eine Diodenmatrix verwendet, am vorteilhaftesten.

Wenn das festgestellte Signal, welches an der Ausgangskiemme 13 auftritt, schwach ist, kann es vorzugsweise unter Verwendung eines Gleichspannungsverstärkers 6 verstärkt werden, der vor den zweiten /i Schaltern 3 installiert ist.

Der mit dein vorliegenden Einstellsystem einzustellende abgestimmte Verstärker ist gewöhnlich mit einer Gleichvorspannung versehen, die an die Verstärkerschaltung angelegt wird, wenn sie aus einer Transistorschaltung besteht. Wenn die Gleichvorspannung dem festgestellten Signa,! überlagert ist, ist es zweckmäßig, die Gleichvorspannung und das festgestellte Signal aufzuspalten und beide unabhängig voneinander zu verstärken. In einem solchen Fall muß der Gleichspannungsverstärker 6 durch eine Abfangschaltung ersetzt werden, die einen Wcchselspannungsvcrstärker gemäß der vorliegenden Erfindung enthält. Die Wechselspannungskomponente des festgestellten Signals wird durch den Wechselspannungsverstärker verstärkt, und er entfernt die Gleichspannung und die Gleichspannungskomponente des festgestellten Signals. Die entfernte Gleichkomp'onente des festgestellten Signals kann von der Abfangschaltung wieder erzeugt werden.
In der F i g. 4 wird die Abfangschallung gezeigt, die eine Eingangsklemme 30 und eine Ausgangsklemme 35 aufweist. Die Eingangsklemme 30 ist über eine Kapazität 31 mit einem Wechselspannungsverstärker 32 verbunden, um die Gleichkomponente des festgestellten Signals und die Gleichvorspannung fernzuhalten. Die Ausgangsklemme 35 ist mit dem Wechselspannungsverstärker 32 über eine Kapazität 34 verbunden. Der Wechselspannungsverstärker 32 besitzt eine Erdleitung 38. Ein Verbindungspunkt 40 zwischen der Kapazität 34 und der Ausgangsklemme 35 ist mit der Erdleitung 38 über einen Transistor 36 verbunden, welchem ein Treibersignal an der Basis von einer Signalspeiseklemme 37 zugeführt wird. Die an der Eingangsklemme 30, dem Verbindungspunkt 41 zwischen dem Wechselspannungsverstärker

32 und der kapazität 34, der Speiseklemme 37 und der Ausgangsklemme 35 auftretenden Spannungswellenformen werden in den Fig. 5a, 5b, 5c bzw. 5d gezeigt.

Ein Uberlagerungssignal aus einer Gleichvorspannung und einem festgestellten Signal wird auf die Eingangsklemme 30 geliefert, und die Gleichspannung wird durch die Kapazität 31 ferngehalten. Das Signal wird dann vom Verstärker 32 verstärkt, wie es F i g. 5b zeigt. Die Speiseklemme 37 wird mit einem Treibersignal versorgt, dessen Wellenform die F i g. 5 c zeigt. Das Treibersignal ist so entworfen, daß es eine negative Spannung bei Anwesenheit des festgestellten Signals und eine positive Spannung beim Fehlen des

ORIGiNAL INSPECTED

festgestellten Signals erzeugt. Der Transistor 36 ist bei positiver Spannung des Treibersignals durchgeschaltet und bei negativer Spannung gesperrt. Deshalb wird die Ausgangsklemme 35 mit einem Signal gespeist, bei dem eine Gleichkomponente wieder hergestellt ist, wie es Fig. 5d zeigt. Auf diese Weise wird die Ausgangsklemme 35 mit einem festgestellten Signal versorgt, welches proportional jeder der Festfrequenzen der V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers ist.

Die folgende Beschreibung erklärt das Verfahren zur Erzielung von Einstellsignalen, die zum Antrieb der Abstimmelemente 15 geeignet sind.

Jeder der Bewertungskoeffizienten kann erhalten werden durch Einführung jeder der Verstärkungen entsprechend den Festfrequenzen der Standard-V-F-Kennlinie in die Gleichungen (9), (10), (12), (13), (15) und (16) auf eine oben beschriebene Weise. Im praktischen Fall weiden die Bewertungskoeffizienten W₁₁ , h{₂, h₂₁ ... und h'_A2 im allgemeinen bestimmt durch das festgestellte Signal V₀₁, V₀₂, V₀₃ ... und V₀₀ proportional den Verstärkungen G₀₁, G₀₂, G₀₃ ... und G₀₀₀ von Standardkennlinien in einer folgenden Weise:

In ähnlicher Weise können die Einstellsignale bei verschiedenen Stufen in den folgenden Gleichungen geschrieben werden:

E₂ = V₂₁ (V₁ - (V₆ + V₇ + . .	*V₀),*	+ V₅)-	K₂	(27)
Ei = h'₃₁ (V₁ - (V₇ + V₈+ ..	*V₀),*	+ V₆)-	K₂	(28)
E₄ = A« (V₁ Λ (V₉ + V₀).	*+ ...*	+ V₀)-	K₂	(29)
*l· V₂*
*' +*
Vv₂

Diese Ausdrücke können in der Matrixschreibweise folgendermaßen wiedergegeben werden :

wobei

i = 1, 2, 3, 4,
j = 1, 2, 3 ..

9, 0.

	*-V₀₃*

V₀₄-I	r-ibo

Uli -i

•b6-f	I- V₀₀


*V₀^*	ίν₀₀

«bi. "J	\-v₀₈

*¹TV₀₂ -i*
1
- ... -
1

1

1
1

1
- ... -
1

(=ai4= ··· =β,Ό), (19)

(22)

35

40

(=%',= ... =fib'o), (23)

(= ai₉ =

(25)

55

Das Einstellsignal E₁ der Gleichung (5) kann neu geschrieben werden in der folgenden Gleichung (26), wenn v_u v₂ ... v₀ das festgestellte Signal proportional den Verstärkungen G₁, G₂ ... G₀ der Festfrequenzen des einzustellenden abgestimmten Verstärkers ausdrücken :

^Vl

v_A + i's +

t'oi + Ib2 + ^03 Ib4 + · · · + I

= Kl (l'l + !'2 + i'₃) - /'U ('4 + 'S

(26) F i g. 6 kennzeichnet ein bevorzugtes Beispiel einer Signalumwandlungsvorrichtung 9, die für das Einstellsystem anwendbar ist, welches zehn Festfrequenzen und vier Abstimmelemente aufweist.

In den F i g. 1 und 6 kennzeichnet das Bezugszeichen 16 Gleichspannungen, welche proportional den Verstärkungen der V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers sind und welche an den obenerwähnten Speicherschaltungen 7 und Umkehrverstärkern 8 mit der Verstärkung 1 auftreten. Die Umkehrverstärker 8 ändern die Polarität der Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen 7.

Jeder der Bewertungskoeffizienten der Fig. 3 ist positiv im Frequenzbereich unter und negativ im Bereich über /_o;. Jeder geänderte Bewertungskoeffizient kann jedoch nicht durch das Widerstandsnetzwerk der F i g. 6 in der Polarität geändert werden. Das System der F i g. 6 verwendet die Spannung in einer gleichen oder entgegengesetzten Polarität zu den Ausgangsspannungen der Speicherschaltung 7 und erzeugt einen Effekt, welcher ähnlich dem ist, der durch Änderung der Polarität der Bewertungskoeffizienten erhalten wird. In der Praxis ist es nicht notwendig, daß alle Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen 7 entsprechend den Festfrequenzen in der Polarität durch die Umkehrverstärker 8 mit der Verstärkung 1 geändert werden. Es ist deshalb notwendig, daß die Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen 7 entsprechend Festfrequenzen im Frequenzbereich unter /₀, positiv sind. Es werden sowohl negative als auch positive Spannungen als Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen 7 im Frequenzbereich zwischen f₀₁ und /_M benötigt. In einem Frequenzbereich über Ji₀₄. wird nur eine negative Spannung für die Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen 7 benötigt.

Es wird angenommen, daß die Bewertungskoeffizienten fly (/ = 1, 2, 3 und 4; j = 1,2 ... 9 und 0) den Leitwert darstellen. Der Ausgang E₁ einer Summierschaltung aus einem Wiederstandsnetzwerk wird durch die folgende Gleichung (31) ausgedrückt:

Ei' =

tV V₁ +Oj₂-V₂ + Qj₃-V₃ -

a{₀

= _A? {Ki O'i + '2 + ''3) - K₂ (V₄+ ...+ V₀)}, (31)

wobei

K = an + a{₂ + ... +α/ο.

Deshalb wird das Einstellsignal E[' eine Spannung proportional dem Einstellsignal E[ der Gleichung (26). In ähnlicher Weise können die Einstellsignale E₂"> Ei' und £4' erhalten werden.

So hergestellte Einstellsignale werden, wenn notwendig, von einem Leistungsverstärker 10 verstärkt, und sie treiben die Einstellmittel 11, z.B. über den Drehwinkel bei elektrischen Servomotoren, die mit den Abstimmelementen 15 gekoppelt sind, so daß die V-F-Kennlinie des einzustellenden abgestimmten Verstärkers sich der Standardkennlinie annähert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatisches Einstellsystem zur Einstellung eines abgestimmten Verstärkers, bestehend aus einem Prüfchassis mit einer Eingangs- und einer Ausgangsklemme und Einstellmitteln zur Einstellung der Abstimmelemente des Verstärkers, η Punktfrequenzoszillatoren, die jeweils ein elektrisches Signal erzeugen, π ersten Schaltern zur Betätigung der elektrischen Signale, die in einer Reihenfolge die entsprechenden Oszillatoren mit der Eingangsklemme des Prüfchassis verbinden, η zweiten Schaltern, die synchron mit den ersten Schaltern arbeiten, Treibervorrichtungen, die mit den ersten Schaltern und den zweiten Schaltern gekoppelt sind und ein Betätigungssignal erzeugen für die ersten und zweiten Schalter, η Speicherschaltungen, die der Reihe nach mit der Ausgangsklemme des Prüfchassis durch die η zweiten Schalter verbunden werden und die Amplitude eines festgestellten Signals entsprechend den jeweiligen elektrischen Signalen an der Ausgangsklemme speichern, η Umkehrverstärkern, die jeweils mit den Speicherschaltungen verbunden sind und ein Ausgangssignal erzeugen, welches in der Amplitude gleich und von umgedrehter Polarität ist wie das Ausgangssignal der entsprechenden Speicherschaltung, einer Signalumwandlungsvorrichtung zur Erzeugung von Einstellsignalen, einem Servoververstärker, der die Einstellsignale verstärkt, die die Einstellmittel antreiben, welche wiederum die Abstimmelemente treiben, um eine automatische Einstellung zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalumwandlungsvorrichtiing(9) eine Leitwertschaltung enthält, die die Ausgangsspannungen der Speicherschaltungen (7) und der Umkehrverstärker (8) entsprechend darin enthaltenen Bewertungskoeffizienten aufsummiert, die bestimmt werden aus jeder der Verstärkungen entsprechend den Festfrequenzen einer Standard-VeFstärkungs-Frequeriz-Kennlinie, um Einstellsignale zu erhalten, die zu Null gemacht werden, wenn die Verstärküngs-Frequenz-Kennlinie mit der Standardkennlinie übereinstimmt.

2. Automatisches Einstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine Abfangschaltung (6) zur Gleichspannungswiederherstellung aufweist, die zwischen der Ausgangsklemme (13) des Prüfchassis (5) und den η zweiten Schaltern (3) verbunden ist und einen Kondensator (31), einen Wechselspannungsverstärker (32) und eine elektronische Schalterschaltung (36) aufweist, die miteinander gekoppelt sind, wobei die Abfangschaltung (6) dazu verwendet wird, die Gleichkomponente des festgestellten Signals auszuschließen, .das kleine festgestellte Signal zu verstärken und die Gleichkomponente wiederherzustellen.

60