DE2055043C3 - Einstellbare Laufzeitkette - Google Patents

Description

40 kann.

Ausgehend von einer einstellbaren Laufzeitkette

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Laufzeit- mit mehreren, jeweils aus Spulen und variablen Kakette mit mehreren, jeweils aus Spulen und variablen paziti>ten bestehenden Laufzeitgliedern, bei denen als Kapazitäten bestehenden Laufzeitgliedern, bei denen Kapazitäten spannungsabhängige Halbleiterelemente als Kapazitäten spannungsabhängige Halbleiter- 45 verwendet sind, deren Kapazitätswert mittels einer elemente verwendet sind, deren Kapazitätswert mit- veränderbaren Steuerspannung einstellbar ist, läßt tels einer veränderbaren Steuerspannung einstell- sich diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise bar ist. lösen, daß mindestens an einem Ende der Laufzeit-

Zum Aufbau von Schaltungen der Nachrichten- kette einzelne als Transformationsglieder wirkende technik sind häufig sogenannte Laufzeit'rXtten erfor- 50 Laufzeitglieder mit gegenüber den übrigen Laufzeilderlich, Schaltungsanordnungen also, die geeignet gliedern gleichem Aufbau aber unterschiedlichei sind, die Laufzeit bzw. die damit unmittelbar verbun- Wellenwiderstandsänderung vorgesehen sind, welche dene Phase eines Nachrichtensignals in einer be- dadurch erzeugt wird, daß die spannungsabhängigen stimmten vorgebbaren Weise zu beeinflussen. Solche Kapazitäten der Transformationglieder nur jeweils Laufzeitketten bestehen aus der Kettenschaltung meh- 55 mit Teilen der veränderbaren Steuerspannung ausgererer oder sogar sehr vieler einzelner Laufzeitglieder steuert sind, die durch einen Spannungsteiler mit und können auf verschiedenartige Weise als Allpaß- mehreren festen Abgriffen aus der veränderbaren oder Tiefpaßketten, mit oder ohne magnetische Kopp- Steuerspannung für die Laufzeitkette gewonnen lung der dabei verwendeten Spulen nach bekannten werden.

Regeln dimensioniert werden. Wenn es darauf an- 60 An Hand des in der Zeichnung dargestellten Auskommt, die Laufzeit bzw. die Phasendrehung solcher führungsbeispiels, das eine als Laufzeitkette ausge-Laufzeitglieder zu verändern, dann müssen einstell- bildete Tiefpaßschaltung zeigt, wird die Erfindung bare Schaltelemente vorgesehen werden. Um die noch näher erläutert.

Laufzeit auf elektronischem Wege steuern zu können, Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausge-

verwendet man als Kapazitäten spannungsabhängige 65 gangen, den Wellenwiderstand der steuerbaren Lauf-Halbleiterelemente, deren Kapazität beispielsweise zeitkette von dem konstanten Widerstandswert der mit Hilfe einer sich ändernden Gleichspannung ver- der Kette vor- und nachgeschalteten Widerstände, ändert werden kann. Ist eine solche Laufzeitkette bei- wie beispielsweise den Wellenwiderstand eines An-

schlußkabels, stufenweise auf den variablen Wellenwiderstand der Laufzeitketten zu transformieren, und zwar in einer solchen Weise, daß das Transformationsverhältnis in einer geigneten Weise mitgeändert wird. Es wird hierbei ausgegangen von den an sich bekannten Leitungs-Stufentransiormatoren zur Transformation zwischen zwei festen Wellenwiderständjn. Der Theorie dieser Stufentransforma»oren kann mau entnehmen, daß man um so mehr Stufen braucht, je genauer und breitbandiger die Wellenwiderstands-Anpassung sein muß. Im Ausführungsbeispiel sind auf jeder Seite der Laufzeitkette drei Transformationsglieder angenommen. Wenn nur in einem schmalen Frequenzbereich ein Meiner Reflexionsfaktor gefordert wird, genügt unter Umständen bereits eine einzige derartige Stufe.

- Wie bereits erwähnt, wiird im Ausführungsbeispiel von einer Tiefpaßkette ausgegangej, die aus den LC-Gliedern 1, 1', 1", 2, 2', 2" usw. bis 3", 3', 3 aufgebaut ist. Die Spulen sind also in den Längszweigeii, die Kapazitäten in den Querzweigen der Schaltung angeordnet. Das. Klemmenpaar 4 wird beispielsweise als Eingang, das Klemmenpaar 5 demzufolge als Ausgang benutzt.

Die Gruppenlaufzeit der dargestellten Laufzeitkette ist dadurch veränderlich gemacht, daß als Kapazitäten Halbleiterdioden 6, 6', 6" usw. vorgesehen sind, deren Sperrschichtkaipazität von einer angelegten Gleichspannung, nämlich der Steuerspanung U_s„ hängt. Diese Spannung wird von einer Steuerklemme 8 den Dioden 6, 6', 6"... beispielsweise über einen Erdungs-Kondensator 7 zugeführt.

Die Laufzeitglieder 2, 2' usw. haben somit eine Laufzeit, die durch die an die Steuerklemme 8 angelegte Spannung U_sl beeinflußt wird. Im gleichen Maße wie die Laufzeit wird auch der Wellenwiderstand dieser Glieder beeinflußt. Nur bei einem bestimmten mittleren Wert IZ₀ der Steuerspannung stimmt er mit dem Wellenwiderstand der an die Klemmen 4 und S außen angeschlossenen Gt:räteteile überein. In allen anderen Fällen tritt ein Reflexionsfaktor auf, der um so größer wird, je stärker man die relative Laufzeitänderung macht.

Im elementsymmetrisch aufgebauten Ausführungsbeispiel sind jedoch die Transfoniiationsglieder 1, 1', 1" and 3, 3', 3" vorgesehen. Diese haben die Aufgabe, den Wellenwiderstand der Kettenschaltung stufenweise von dem konstanten äußeren Wert auf den variablen Wellenwiderstand der Glieder 2, 2', 2" zu transformieren.

Die Transfornjationsglieder 1,Γ, 1" bzw. 3, 3', 3" werden nun bei Veränderungen der Steuerspannung U_sl so mitverändert, daß sie bei jedem vorkommenden Wert der Steuerspannung annähernd einen Leitungs-Stufentransformator mit der jeweils benötigten Widerstandsübersetzung darstellen. Im Beispiel sind

ίο die Anpassungsglieder den übrigen Laufzeitgliedern 2, 2', 2" völlig gleichartig ausgebildet, es werden ihnen aber an Stelle der Steuerspannung selbst in passender Weise davon abhängige andere Spannungen U₁, U₁, U₁" bzw. IZ₃, U'_s, U₃" zugeführt.

Im Beispiel werden den Kapazitäten 11, 11', 11" bzw. 13, 13', 13" der Transformationsglieder 1, 1', 1" und 3, 3', 3" geeignete Steuerspannungen U₁, U₁ U₁" bzw. U₃, U₃', U₃" getrennt über Erdungs-Kondensatoren 9,9', 9" und 10,10', 10" zugeführt. Diese

ic Spannungen müssen, abgestuft in der Reihenfolge der Glieder 1, 1', 1" bzw. 3, 3', 3", jeweils zwischen dem mittleren Wert U₀ der Steuerspannung und der Steuerspannung U_sl selbst liegen. Sie werden an einem Spannungsteiler 12 abgegriffen, der zwischen der Steuerspannung U_st und einer festen Spannung vom Wert U₀ eingeschaltet ist.

Je nach der Art der verwendeten Dioden kann es zweckmäßig sein, den Spannungsteiler 12 aus nichtlinearen Widerständen aufzubauen, um über einen großen Bereich der Steuerspannung U_sl stets eine optimale Transformation zu erreichen. Als nichtlineare Widerstände kommen z. B. Kombinationen von Widerständen und Dioden in Betracht. Auch in diesem Falle kann die Bemessung so vorgenommen werden, daß die ganze Laufzeitkette zwischen den Klemmen 4 und 5 lineare Vierpoleigenschaften hat.

Die elementsymmetrische Aufbauweise wird man dann verwenden, wenn die Laufzeitkette auf beiden Seiten mit gleichen Widerständen abgeschlossen ist.

Wenn die Laufzeitkette jedoch zwischen Widerständen unterschiedlicher Größe betrieben wird, dann kann man die Transformationsglieder 11, 11', 11" am Eingang 4 der Kette unterschiedlich dimensionieren gegenüber den Transformationsgliedern 13, 13', 13" am Ausgang S und erhält auf diese Weise gleichzeitig eine Widerstandsanpassung zwischen unterschiedlichen Betriebswiderständen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

spielsweise aus LC-Gliedern aufgebaut, dann wird Patentansprüche: durch die Veränderung der Kapazitätswerte zwingend der Wellenwiderstand der Laufzeitkette mitverändert,

1. Einstellbare Laufzeitkette mit mehreren, je- wa<= insbesondere dann als störend empfunden wird, weüs aus Spulen und variablen Kapazitäten be- 5 wenn die Kette zwischen festen Abschlußwideistäustehenden Laufzeitgliedern, bei denen als Kapa- den arbeitet und einen möglichst geringen Reflexionszitäten spannungsabhängige Halbleiterelemente faktor haben muß. Dieses Problem tritt beispielsweise verwendet sind, deren Kapazitätswert mittels bei der Realisierung solcher Systeme auf, bei denen einer veränderbaren Steuerspannung einstellbar zur Erkennung der Phasenlage hochfrequenter elekist, dadurch gekennzeichnet, daß min- io tromagnetischer Wellen Laufzeitketten als Phasendestens an einem Ende der Laufzeitkette einzelne schieber benutzt werden. Wenn sich auf Grund der als Transformatioiisglieder wirkende Laufzeitglie- Laufzeiteinstellung der Wellenwiderstand der Kette der (1, 1', 1"; 3, 3', 3") mit gegenüber den übri- ändert, dann tritt an ihren Anschlußstellen ein ungen Laufzeitgliedern (2, 2', 2",...) gleichem Auf- erwünschter Reflexionsfaktor auf, durch den die übbau aber unterschiedlicher Wellenwiderstands- 15 rigen Meß- bzw. Regelsysteme störend beeinflußt änderung vorgesehen sind, welche dadurch er- werden.

zeugt wird, daß die spannungabhängigen Kapa- Durch die deutsche Auslegeschrift 12 04 349 ist

Zitaten (11, 11', 11"; 13, 13', 13") der Transfor- bereits eine Verzögerungsleitung mit einstellbarer mationsglieder (1, 1', 1"; 3, 3', 3") nur jeweils Verzögerungszeit bekanntgeworden. Die Änderung mit Teilen der veränderbaren Steuerspannung 20 der Verzögerungszeit erfolgt dabei mit Hilfe eines (t/_s,— U₀) ausgesteuert sind, die durch einen Kondensators, der na.ch Art eines Zylinderkonden-Spannungsteiler (12) mit mehreren festen Ab- sators ausgebildet ist und dessen Achse jedoch exgriffen aus der veränderbaren Steuerspannung für zentrisch gelagert ist. Die dabei auftretende Ändedie Laufzeitkette gewonnen werden. rung des Wellenwiderstandes wird dort allerdings

2. Laufzeitkette nach Anspruch 1 oder 2, da- 25 durch veränderbare Abschlußwiderstände kompendurch gekennzeichnet, daß als Spannungsteiler siert.

(12) ein Widerstand mit spannungsabhängigem Aus der französischen Patentschrift 10 07 122 ist

' Widerstandsverhalten vorgesehen ist. ferner ein aus Längsspulen und Querkondensatoren

3. Laufzeitkette nach einem der vorhergehen- bestehender Vierpol bekanntgeworden, der möglichst den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine ele- 3° exakt Leitungsverhalten zeigen soll. Gegebenenfalls mentsymmetrische Ausbildung. kann dabei mit Hilfe mechanischer Einstellmittel der

4. Laufzeitkette nach einem der Ansprüche 1 Wellenwiderstand dieses Vierpols an veränderliche und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfor- Abschlußimpedanzen angepaßt werden, mationsglieder (1, Γ, 1") am Eingang (4) unter- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den schiedlich bemessen sind gegenüber denen (3, 3', 35 einleitend erwähnten Schwierigkeiten in verhältnis-3") am Ausgang (5). mäßig einfacher Weise abzuhelfen und den Aufbau

einer elektronisch einstellbaren Laufzeitkette anzugeben, deren Wellenwiderstand an sich beliebig ge-

nau an die Abschlußwiderstände angepaßt werden