DE2730746C2 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Antenne - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Antenne

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DE2730746C2
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Jürg Döttingen Aargau Wyss
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance

Landscapes

  • Transmitters (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Antenne nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.
  • Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Verfahren und Einrichtungen zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre Bezug, wie er in der GB-PS 9 55 223 beschrieben ist. Dort wird eine mit einem Richtkoppler gewonnene, dem Anodenlastwert proportionale Spannung in einem Komparator mit der Anodenwechselspannung verglichen, und die Differenz als Kriterium für die Abstimmung mittels einer Servoschleife benützt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei niedriger Anodenspannung (die automatische Abstimmungsphase fängt bei 0 an) die Empfindlichkeit der Servoschleife entsprechend reduziert wird. Das sequentiell gesteuerte System läuft dann langsamer ein, und eventuell vorhandene Störkomponenten wirken sich stärker aus und können zu Einlaufschwierigkeiten führen.
    •
  • Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 3 definiert ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Last oder Antenne anzugeben, die auch bei niedriger Anodenspannung ohne Einlaufschwierigkeiten sicher arbeiten.
    •
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Anpassung des Anodenlastwiderstandes vollautomatisch und selbstkontrollierend erfolgt, da die Regelgröße über größere Bereiche linear ist. Anstelle eines reinen Spannungsvergleichs wird ein Anodenwiderstandsvergleich zwischen dem Ist- und Sollwert durchgeführt.
  • Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf die DE-OS 22 20 749 verwiesen, aus der ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anpassung einer Antenne an eine vorgegebene Quellenimpedanz bekannt sind. Dort wird nach Auswahl eines bestimmten Abstimmungsbereiches eine automatische Feinabstimmung in Abhängigkeit von Phase und Impedanz am Eingang eines Anpassungsnetzwerkes mit jeweils separat einstellbarer Kopplung, Reaktanzabstimmung und Übersetzung vorgenommen. Der Anfang des Feinabstimmungsbereiches wird nach mindestens einem Suchlauf durch den Nulldurchgang eines Impedanzdiskriminatorausgangssignals bei einer vorgegebenen Polarität des Phasendiskriminatorausgangssignals bestimmt. Hierbei geht es lediglich um die Anpassung einer Antenne an eine Hochfrequenzübertragungsleitung mit vorgegebener Impedanz und nicht um die Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Last oder Antenne. Die verwendete Steuerschaltung ist relativ aufwendig.
  • Aus der US-PS 39 59 746 ist ein automatisch abstimmbarer Antennenkoppler bekannt, bei dem eine Antenne an eine Hochfrequenzübertragungsleitung angepaßt wird, wobei der Antennenkoppler stufenweise auf den jeweiligen Frequenzbereich abstimmbar ist, gesteuert durch den Sender. Es werden dazu ein Amplituden- und ein Phasenkomparator verwendet. Eine Anpassung des Anodenlastwiderstandes an die Senderendstufenröhre erfolgt nicht.
    •
  • Die Erfindung sei jetzt anhand einiger Rechnungen und der Figur näher erläutert.
  • Für eine korrekte Lastabstimmung wird der Anodenlastwert R a benötigt.
  • Es gilt: °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;woraus °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;folgt, worin P o die Leistung und R a den Anodenlastwert bedeuten.
  • Die Leistung P o wird dadurch bestimmt, daß man die aus einem Richtkoppler 9 ermittelte Spannung U R quadriert und mit einem Faktor K 2 multipliziert
    P o = K 2 · U R 2. (3)
  • Da in beiden Gleichungen (2) und (3) Quadrierungen auftreten, können diese Quadrierungen umgangen werden, und man erhält aus (2) und (3): °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;
  • Somit erspart man zwei Quadrierungen, der elektrische Aufwand ist kleiner und dadurch einfacher und billiger. Man kann ebensogut mit der Wurzel einer Größe rechnen wie mit dieser Größe selbst.
  • Der Anodenlastwert R a - oder im vereinfachten Fall &udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KR°T°Ka°t&udf53;lu&udf54;-- wird mit dem Sollwert &udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KR°T°Kasoll°t&udf53;lu&udf54; in einem Komparator verglichen, und es wird wie folgt die Differenz gebildet: °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;für Δ R a »R a .
  • Durch Subtraktion erhalten wir weiter die Meßgröße °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;
  • Durch die Quadratwurzelbildung ist die Empfindlichkeit des Systems um einen Faktor 2&udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KR°T°Ka°t°k&udf53;lu&udf54; zurückgegangen. Da aber Δ R a «R a , bleibt dieser Faktor fast konstant, und eine entsprechende Erhöhung der Servoschleifenverstärkung um 2&udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KR°T°Ka°t°k&udf53;lu&udf54; kann die geforderte Empfindlichkeit wieder voll herstellen; somit wird
    Δ R&min; = ± Δ R a . (7)
  • Bei einer größeren Änderung von R a wird bei Verkleinerung des R a die Schleifenverstärkung erhöht, bei einer Vergrößerung des R a entsprechend reduziert, aber immer proportional &udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KR°T°Ka°t&udf53;lu&udf54;. Eine Unstabilität kann also nur im Falle einer erheblichen Verkleinerung von R a auftreten. Wie jedoch die Praxis gezeigt hat, sind die Stabilitätsgrenzen groß genug, so daß in Verbindung mit dem gewählten Gesamtkonzept keine Unstabilitäten zu erwarten sind. Dem primitiveren Differenzsystem gegenüber sind erhebliche Stabilitätsgewinne zu verzeichnen.
  • Ein praktisches Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. beschrieben. Mit einer Sonde 10 wird die Anodenwechselspannung erfaßt und gleichgerichtet. In einem Filter 12 wird die Modulationskomponente ausgesiebt. Durch den Richtkoppler 9 wird eine der Quadratwurzel der Ausgangsleistung proportionale Gleichspannung gewonnen und mit einem zweiten Filter 12&min; von der Modulationskomponente befreit. Die beiden Ausgangsspannungen a und b von 12&min; werden einem Quotientenrechner 13 zugeführt, an dessen Ausgang der Quotient a/b erscheint.
  • Diese der Wurzel des Anodenlastwertes R a proportionale Spannung wird in einem Komparator 14 mit einer Referenzspannung e, d. h. mit der Wurzel des Sollwertes des Anodenlastwiderstandes, verglichen, und es wird die Differenz gebildet. Das Differenzsignal d wird über eine Torschaltung 15 einem Servoantrieb 6 zugeführt. Ein Blockiersignal f eines Schwellwertschalters 16 blockiert die Torschaltung 15 bei zu niedriger Ausgangsleistung, während ein Signal g von der Steuerung des Senders die Torschaltung 15 bei zu kleiner Anodenspannung sperrt. Bei offener Torschaltung 15 stellt sich die Servoschleife so ein, daß das Differenzsignal d verschwindet.

Claims (6)

1. Verfahren zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes (R a ) einer Senderendstufenröhre (1) an eine Last (5) oder Antenne mittels einer Servoschleife,
a) wobei ein erstes Gleichspannungssignal (a) in Abhängigkeit von der Anodenwechselspannung der Senderendstufenröhre erzeugt und
b) mit einem zweiten Gleichspannungssignal (b) verglichen wird, das in Abhängigkeit von der Wurzel der Senderausgangsleistung gewonnen wurde und
c) wobei in Abhängigkeit vom Ausgangssignal (a/b) dieses Vergleichs die Anpassung des Anodenlastwiderstandes der Senderendstufenröhre an die Last oder Antenne so vorgenommen bzw. gesteuert wird, daß dieses Steuersignal für die Ausführung der Anpassung auf Null gebracht wird,

dadurch gekennzeichnet,
d) daß bei der Erzeugung des ersten und zweiten Gleichspannungssignals (a, b) Modulationskomponenten ausgefiltert werden,
e) daß das erste Gleichspannungssignal (a) durch das zweite Gleichspannungssignal (b) dividiert und
f) das so gewonnene Quotientensignal (a/b) mit einem Referenzsignal (e) verglichen wird, welches der Wurzel des Sollwertes des Anodenlastwiderstandes (R asoll ) proportional ist, und
g) daß in Abhängigkeit von einem aus diesem Vergleich abgeleiteten Differenzsignal (d) ein Steuersignal zur Anpassung des Anodenlastwiderstandes der Senderendstufenröhre erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
a) daß das Steuersignal zur Anpassung der Ausgangsleistung der Senderendstufenröhre (1) an die Last (5) oder Antenne in Abhängigkeit von einer zu niedrigen Ausgangsleistung des Senders sowie
b) in Abhängigkeit von einer zu niedrigen Anodenspannung (U a ) der Senderendstufenröhre blockierbar ist.

3. Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre (1) an eine Last (5) oder Antenne mittels
a) einer Servoschleife mit einem Lastkopplungsglied (3) zum Ankoppeln der Last bzw. der Antenne (5) an die Senderendstufenröhre,
b) mit einer Sonde (10) zum Detektieren und Gleichrichten der Anodenwechselspannung der Senderendstufenröhre,
c) mit einem Richtkoppler (9) zum Detektieren und Gleichrichten einer Wechselspannung, die der Wurzel der Antennenausgangsleistung proportional ist (P o ),
d) mit einem Komparator (13) zum Vergleichen des Ausgangssignals (a, b) dieser Sonde und des Richtkopplers,
e) mit einer Steuereinrichtung bzw. einem Servoantrieb (6) zum Steuern bzw. Regeln dieses Lastkopplungsgliedes in Abhängigkeit vom Ausgangssignal (a/b) dieses Komparators,

dadurch gekennzeichnet,
f) daß dieser Sonde und diesem Richtkoppler je ein Filter (12, 12&sec;) zum Ausfiltern von Modulationskomponenten nachgeordnet ist,
g) daß dieser Komparator ein Quotientenbildner (13) ist, dessen Ausgangssignal (a/b) gleich dem Verhältnis aus dem Ausgangssignal (a) des der Sonde nachgeordneten Filters (12) zum dem Ausgangssignal (b) des dem Richtkoppler nachgeordneten Filter (12&min;) ist,
h) daß dieser Quotientenbildner (13) über einen Differenzbildner (14) mit dieser Steuereinrichtung (6) in Wirkverbindung steht und
i) daß dem Subtraktionseingang (18) dieses Differenzbildners (14) ein Referenzsignal (e) zugeführt ist, das der Wurzel des Sollwertes des Anodenlastwiderstandes (R asoll ) proportional ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
a) daß der Differenzbildner (14) über ein Schaltglied (15) mit der Steuereinrichtung (6) in Wirkverbindung steht und
b) daß dieses Schaltglied (15) in Abhängigkeit von einem Grenzwertunterschreitungssignal (f) bei zu niedriger Ausgangsleistung der Senderendstufenröhre (1) sowie
c) in Abhängigkeit von einem Grenzwertunterschreitungssignal (g) bei zu niedriger Anodenspannung (U a ) der Senderendstufenröhre diese Verbindung unterbricht.
DE2730746A 1977-06-22 1977-07-07 Verfahren und Einrichtung zur automatischen Anpassung des Anodenlastwiderstandes einer Senderendstufenröhre an eine Antenne Expired DE2730746C2 (de)

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YU (1) YU44299B (de)

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