DE19628770A1

DE19628770A1 - Verfahren zur Beeinflussung der Leistungsabgabe eines Verstärkerelementes sowie Anordnung

Info

Publication number: DE19628770A1
Application number: DE1996128770
Authority: DE
Inventors: Franz Ohms; Guenther Jaumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-01-22

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Beeinflussung der Leistungsabgabe eines Verstärkerelementes sowie einer entsprechenden Anordnung.

Stand der Technik

Aus der DE 38 43 260 C1 ist eine Anordnung zum Regeln des Stromes durch einen Verbraucher bekannt. Es wird dort der Energieaufnahmestrom (Katodenstrom) eines Verstärkerelementes, insbesondere eines Wanderfeldröhrenverstärkers über eine Stromtransformator erfaßt und daraus ein Stellsignal für ein Stellglied gebildet, welches den Verbraucherstrom regelt.

Vorteile der Erfindung

Mit den Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch 1 oder 2 läßt sich die Leistungsabgabe eines Verstärkerelementes optimieren, insbesondere wenn Verstärkerelemente verschiedener Leistungstypen an einer Leistungsquelle betreibbar sein sollen. Insbesondere gestattet die Erfindung die Optimierung der RF-Ausgangsleistung und der Leistungsaufnahme individueller Wanderfeldröhrenverstärker auf Transponderebene durch den Benutzer. An einer Leistungsquelle und Regelschaltung lassen sich Verstärker mit unterschiedlichen Leistungstypen und Frequenzbereichen betreiben. Es muß lediglich eine Steuerspannung verändert werden bzw. verschiedene Widerstände teilweise überbrückt werden. So können individuelle Verstärkerelemente gegeneinander ausgetauscht werden, ohne daß eine andere Regelschaltung verwendet werden muß oder ein aufwendiger Abgleich erfolgen muß. Ein solcher Tausch kann somit insbesondere an Bord eines Satelliten erfolgen, wobei zur Anpassung an den ausgetauschten Verstärkertyp lediglich ein Telecommandsignal zur Einstellung einer anderen Steuerspannung für die gesteuerte Stromquelle zu übertragen ist. Eventuelle Änderungen im Arbeitspunkt einer Wanderfeldröhre können mit geringem Aufwand (geänderte Steuerspannung) ausgeglichen werden. Der Abgleich des Kollektorstromes einer Wanderfeldröhre wird von der Hochspannungsseite auf die Niederspannungsseite hin verlegt. Dadurch wird der Abgleich vereinfacht und der Fertigungsaufwand der hochspannungsführenden Baugruppen verringert. Es ist eine gezielte Temperaturbeeinflussung des Katodenstromes einer Wanderfeldröhre möglich, wodurch die Stabilisierung der Ausgangsleistung erhöht wird.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein Teil des Energieaufnahmestromes, der für die Regelung über einen Stromtransformator erfaßt wird, ausgekoppelt werden kann, wodurch der Energieaufnahmestrom des Verstärkerelementes und damit die Ausgangsleistung und die Leistungsaufnahme entsprechend verringert wird. Die Einstellung, in welchem Maße eine solche Auskopplung erfolgen soll, kann durch eine einfache Änderung der Steuerspannung für eine gesteuerte Stromquelle bzw. ein Informationssignal (Telecommandsignal) erfolgen.

Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine Variante mit einem weiteren Stromtransformator und

Fig. 3 eine Variante mit einer Stromquelle, die durch Digitalsignale steuerbar ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt als Verstärkerelement beispielhaft einen Wanderfeldröhrenverstärker TWTA mit den Wanderfeldröhrenanschlüssen Ka für Katode, An für Anode, Co für Kollektor und Hx für Helix. Die Versorgung der Wanderfeldröhre erfolgt über die Impulsspannungen UE1, UE2 und UE3, die bei serieller Spannungserzeugung aufeinander aufgestockt sind. Die Impulsspannungen UE1, UE2 und UE3 werden über eine EPC (Electronic Power Conditioner) mit nachgeschaltetem Hochspannungstransformator gewonnen. Die Dioden D1 bis D4 dienen zur Gleichrichtung der Impulsspannung UE1 und der Kondensator C1 zur Glättung. In der Katodenleitung fließt der gesamte Energieaufnahmestrom (Katodenstrom) I_k der Wanderfeldröhre. Er wird mittels des Stromtransformators TR1 erfaßt (Primärwicklung w1 des Stromtransformators TR1 in der Katodenleitung) und zur Regelung der Anodenspannung UA verwendet. Hierzu wird die an der Sekundärwicklung w2 des Stromtransformators TR1 entstehende Spannung in einem Regler RE erfaßt und zu einem Stellsignal für das Stellglied TS1 aufbereitet. Der Aufbau eines solchen Reglers REG ist beispielsweise der DE 38 43 260 C1 zu entnehmen. Die Regelung erfolgt so, daß sich ein vorgegebener Strom einstellt und damit auch eine vorgegebene Betriebsspannung (hier Anodenspannung).

Erfindungsgemäß weist der Stromtransformator TR1 einen Nebenpfad auf. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird dieser Nebenpfad in Form der Hilfswicklung wh realisiert. Über die Hilfswicklung wh läßt sich ein Teil des zur Regelung der Anodenspannung vorgesehenen Katodenstromes Ik auskoppeln. Die Hilfswicklung wh ist mit einer gesteuerten Stromquelle Q beschaltet, die aus einer Transistorstufe T1 besteht. Die Beschaltung der Hilfswicklung wh erfolgt über eine Brücken-Gleichrichterschaltung Gl und zwar derart, daß die eine Brückendiagonale an die Hilfswicklung wh angeschlossen ist und die andere Brückendiagonale an die Serienschaltung der Kollektor-Emitterstrecke der Transistorstufe T1 und dem Emitterwiderstand RE. Diese Gleichrichterschaltung Gl dient zur Gleichrichtung der vom Stromtransformator TR1 gelieferten Wechselspannung des Katodenstromes. Die Steuerspannung US der Stromquelle Q wird der Basis der Transistorstufe T1 zugeführt. Die Steuerspannung US wird von einer Referenzspannungsquelle Ur über einen Spannungsteiler abgeleitet. Dieser Spannungsteiler besteht aus den Teilwiderständen R1, R2, R3, die in Serie geschaltet sind, und dem Basiswiderstand RB. Je nach gewünschter Steuerspannung lassen sich Teilwiderstände der Serienschaltung R1, R2, R3 z. B. über eine Steckvorrichtung überbrücken. Die Einstellung der Steuerspannung US kann, wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zeigt, auch über die Ansteuerung eines D/A-Wandlers mittels eines digitalen Informationssignals, z. B. eines Telemetriesignals, erfolgen. Dieser D/A-Wandler setzt dann das Informationssignal in eine analoge Steuerspannung für die Transistorstufe T1 um. Für die gesteuerte Stromquelle Q gibt es natürlich außer der gezeigten Transistorstufe T1 zahlreiche Varianten, die die Ausgangsleistung des Verstärkerelementes TWTA um ein der Steuerspannung US der Stromquelle Q entsprechendes Maß verringern bzw. erhöhen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anstelle einer Hilfswicklung wh ist der Primärwicklung w1 des Stromtransformators TR1 ein weiterer Stromtransformator TR2 parallel geschaltet; d. h. dessen Primärwicklung. Seine Sekundärwicklung ist an die Gleichrichterbrückenschaltung GL angeschlossen.

Die Steuerspannung kann auch über einen Telemetriekanal von einer Bodenstation zu einem Satelliten übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich Arbeitspunktänderungen, Alterungseffekte, Leistungsänderungen in Folge von Frequenzänderungen, Temperatureffekte usw. ausgleichen. Außerdem lassen sich beim Umschalten auf Ersatzschaltungen oder bei Kanalverstärkerwechseln mittels der Steuerspannung US vorgegebene Leistungsabgaben der Verstärker einstellen, ohne daß der Regler REG besonders beeinflußt werden muß. Eine Optimierung der Leistungsabgabe für Verstärkerelemente verschiedener Leistungstypen läßt sich so einfach erreichen.

Claims

1. Verfahren zur Beeinflussung der Leistungsabgabe eines Verstärkerelementes, insbesondere eines Wanderfeldröhrenverstärkers (TWTA), mit folgenden Schritten:

- der Energieaufnahmestrom des Verstärkerelementes, insbesondere der Katodenstrom (Ik), wird erfaßt und über einen Stromtransformator (TR1) zur Regelung der Verstärkerbetriebsspannung, insbesondere der Anodenspannung (UA) benutzt,
- mittels einer spannungsgesteuerten Stromquelle (Q) in einem Nebenpfad des Stromtransformators (TR1) wird ein Teil des zur Regelung der Betriebsspannung/Anodenspannung (UA) vorgesehenen Energieaufnahmestromes/Katodenstromes (Ik) ausgekoppelt, um damit die Ausgangsleistung des Verstärkerelementes (TWTA) um ein der Steuerspannung (US) der Stromquelle (Q) entsprechendes Maß zu verringern bzw. zu erhöhen.

2. Anordnung zur Beeinflussung der Leistungsabgabe eines Verstärkerelementes, insbesondere eines Wanderfeldröhrenverstärkers (TWTA) mit folgenden Merkmalen:

- einem Stromtransformator (TR1), über welchen der erfaßte Energieaufnahmestrom (Ik) des Verstärkerelementes (TWTA) an einen Regler (RE) für die Verstärkerbetriebsspannung (UA) geführt ist,
- einer gesteuerten Stromquelle (Q) in einem Nebenpfad des Stromtransformators (TR1) zur Auskopplung eines Teiles des Energieaufnahmestromes (Ik), um in Abhängigkeit der Steuerspannung (US) der Stromquelle (Q) die Ausgangsleistung des Verstärkerelementes (TWTA) zu verringern bzw. zu erhöhen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (Q) über eine Hilfswicklung (wh) mit dem Stromtransformator (TR1) gekoppelt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Stromtransformator (TR1) ein weiterer Stromtransformator (TR2) vorgesehen ist, über den die Stromquelle (Q) mit dem Stromtransformator (TR1) gekoppelt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (Q) mit der Hilfswicklung (wh) bzw. mit dem weiteren Stromtransformator (TR2) über eine Gleichrichterschaltung (Gl) verbunden ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (Q) aus einer Transistorstufe (T1) besteht, deren Steueranschluß über einen Spannungsteiler (R1, R2, R3; RB) mit einer Referenzspannungsquelle (Ur) verbunden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Teilwiderstände (R1, R2, R3) des Spannungsteilers je nach gewünschter Ausgangsleistung des Verstärkerelementes (TWTA), insbesondere über eine Steckvorrichtung, überbrückbar sind.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein D/A-Wandler vorgesehen ist, der vorgegebene Digitalsignale entsprechend einer gewünschten Ausgangsleistung des Verstärkerelementes in eine Steuerspannung für die Transistorstufe (T1) umwandelt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für die gesteuerte Stromquelle (Q) über einen Telemetriekanal übertragen wird.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Telemetriekanal vorgesehen ist zur Übertragung der Steuerspannung (US) für die gesteuerte Stromquelle (Q).