DE3118845A1

DE3118845A1 - Microwave amplifier

Info

Publication number: DE3118845A1
Application number: DE19813118845
Authority: DE
Inventors: Gerald Baltimore Klein, Md
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1982-12-02

Abstract

In a microwave amplifier, an inbuilt test point circuit is located at the location of each individual amplifier stage for measuring the performance capacity of the individual amplifier stages with respect to one another. The individual amplifier stages (A1, A2 ... An) operate in parallel, responding to a common RF input signal in order to combine their power gain and to output a composite RF power output signal. The individual amplifier stages are supplied with DC bias power from a common bias supply circuit via in each case corresponding bias supply lines, each bias supply line (L1, L2 ... Ln) exhibiting an RF bias filter circuit. In a preferred embodiment, a piece of wire (46) which is connected to a corresponding section of the respective supply line is provided for each bias supply line. Each piece of wire (46) can be connected with one end to earth whilst its other end (50) can be connected to a measuring instrument. Around a section of the corresponding bias supply line and a section of the piece of wire, an annular ferrite pearl is arranged in order to couple a voltage signal, which represents a function of the changing current in the bias supply line, magnetically into the piece of wire. The voltage signals magnetically coupled in form a measurement variable of the relative performance capacity of the individual amplifier stages with respect to one another. <IMAGE>

Description

Mikrowellenverstärker Microwave amplifiers

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mikrowellenverstärker gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a microwave amplifier according to the preamble of claim 1.

Speziell bezieht sich die Erfindung auf-Festkörper-Mikrowellenverstärker mit Mehrfach-Transistorverstärkerstufen, wobei jede Einzelverstärkerstufe einen eingebauten Testpunkt aufweist. Die Erfindung schafft eine Bit-Schaltung für Verstärker der Klasse C für gepulste Mikrowellen.In particular, the invention relates to solid state microwave amplifiers with multiple transistor amplifier stages, each individual amplifier stage having one has built-in test point. The invention provides a bit circuit for amplifiers Class C for pulsed microwaves.

Die Verstärkungskennlinien eines einzelnen Transistorver stärkers hängen für gewöhnlich von dessen Betriebsfrequenz ab. Im Mikrowellenberetch sind diese Transistoranordnungen wärmeleistungsbegrenzt. So kann z.B. ein bipolarer l-GHz-Sillciumtransistor lediglich etwa 400 Watt Spitzenleistung abgeben. Für die meisten Anwendungsfälle von Festkörper-Mikrowellenverstärkern reicht dies nicht aus. Um die Leistungsabgabe zu erhöhen, werden mehrere Einzelverstärker parallel betrieben. Fig. 1 zeigt eine derartige kombinierte Anordnung.The gain characteristics of a single transistor amplifier usually depend on its operating frequency. Are in the microwave range these transistor arrangements have limited thermal output. For example, a bipolar 1 GHz silicon transistor Only emit about 400 watts of peak power. For most use cases this is not sufficient for solid-state microwave amplifiers. To the power output to increase, several individual amplifiers are operated in parallel. Fig. 1 shows a such combined arrangement.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung-gehört zum Stand der Technik. Es sind Einzelverstärker Al, A2 ... An vorgesehen. Am Port 10 kann in die Verstärkerschaltung ein gepulstes gepulstes Hochfrequenz-(HF)-Signal eingegeben werden, um dann für die Zuleitung zu einzelnen Verstärkern von einem typischen passiven HF-Teilernetzwerk 12 mit Verzweigungsleitungs-Kopplern vom 3-dB-Hybridtyp aufgespalten zu werden. Nach erfolgter HF-Verstärkung werden die HF-Signale in einem herkömmlichen HF-Vereinigungsnetzwerk 14 wieder vereinigt. Das Netzwerk 14 kann ebenfalls Verzweigungsleitungs-Koppler einer abgewandelten Form des 3-dB-Hybridtyps enthalten. Für gewöhnlich werden die verstärkten Signale wechselstrommäßig unter Verwendung jeweils eines entsprechenden Kondensators C1, C2...The arrangement shown in FIG. 1 belongs to the prior art. It single amplifiers Al, A2 ... An are provided. Port 10 can be used in the amplifier circuit a pulsed pulsed radio frequency (RF) signal is input, in order then for the feed line to individual amplifiers from a typical passive one Split RF divider network 12 with branch line couplers of 3 dB hybrid type to become. After the RF amplification has taken place, the RF signals are transmitted in a conventional RF merging network 14 reunited. Network 14 can also include branch line couplers a modified form of the 3 dB hybrid type. Usually the amplified signals in terms of alternating currents, each using a corresponding one Capacitor C1, C2 ...

Cn an die Vereinigungsschaltung 14 gekoppelt. Im allgemeinen sind Aufteilungs- und Vereinigungsnetzwerke 12 und 14 jeweils so ausgelegt, daß sie eine unerwünschte Kopplung von Signalen zwischen den einzelnen Verstärkerstufen unterdrücken.Cn coupled to the merging circuit 14. Generally are Partitioning and merging networks 12 and 14 each designed to have a suppress unwanted coupling of signals between the individual amplifier stages.

über einzelne Leitungen L1, L2 ... Ln wird den Verstärkerstufen Al, A2 ... An von einer gemeinsamen Vorspannungsquelle V+ separat Gleich-Vorspannung zugeführt. Weiterhin sind in den Versorgungsleitungen L1, L2... Ln HF-Vorspannungsnetzwerke B1, B2... Bn angeordnet, um jegliche HF-Kopplung zwischen den Verstärkerstufen über die gemeinsame Vorspannungsquelle V+ zu unterdrücken. Diese Vorspannungsnetzwerke Bi enthalten in einer Serien-Nebenschlußanordnung eine einfache LC-Tiefpaßfilterschaltung zum Herausfiltern von HF-Energie. Sie enthalten weiterhin eine Schaltung zum Herausfiltern von Signalen niedriger Frequenzen, d.h. im Videofrequenzbereich bei 20-50-MHz beispielsweise, die, falls sie nicht unterdrückt werden, zu Rückkoppelsignalen führen, die zwischen den einzelnen Verstärkerstufen über die gemeinsame Vorspannungsquelle V+ laufen und bewirken, daß die einzelnen HF-Transistoren bei niedrigeren Frequenzen unerwünscht schwingen.Via individual lines L1, L2 ... Ln, the amplifier stages Al, A2 ... An from a common bias source V + separate DC bias fed. Furthermore, HF bias networks are in the supply lines L1, L2 ... Ln B1, B2 ... Bn arranged to pass any RF coupling between the amplifier stages suppress the common bias source V +. These bias networks Bi contain a simple LC low-pass filter circuit in a series shunt arrangement for filtering out RF energy. They also contain circuitry for filtering out of signals of low frequencies, i.e. in the video frequency range at 20-50 MHz, for example, which, if they are not suppressed, lead to feedback signals between the individual amplifier stages run via the common bias voltage source V + and cause the individual RF transistors to be undesirable at lower frequencies swing.

Diese Diese letztgenannten Videofrequenz-Filterelemente können entweder die unerwünschten Schwingungen dadurch unterdrücken, daß die Signale unter Heranziehung kapazitiver Methoden auf Masse gelegt werden, oder dadurch, daß die Energie durch Serien-Induktivitäten absorbiert wird. Ein typischer Einzeltransistorverstärker Ai mit einem Vorspannungsnetzwerk ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. These These latter video frequency filter elements can either suppress the unwanted vibrations by using the signals be grounded using capacitive methods, or by the fact that the energy is absorbed by series inductors. A typical single transistor amplifier Ai with a bias network is shown schematically in FIG.

Gemäß Fig. 2 macht die mit einem Transistor T1 ausgestattete Transistorschaltung Gebrauch von einer Induktivität Lt, die zwischen dem Emitter des Transistors und Masse liegt und als Gleichstromrückführung dient. über die Leitung 20 kann ein HF-Eingangssignal an den Emitter des Transistors T1 gelegt werden. Das Gleich-Vorspannungssignal kann über die Leitung Li an den Kollektor des Transistors T1 gelegt werden. Das in der Leitung Li liegende Vorspannungsnetzwerk umfaßt die Induktivität L und die Kapazität C. Bezüglich der Versorgungsleitung Li kann eine zusätzliche Kapazität Cb als Nebenschluß auf Masse angeordnet sein, um jegliche über die Speiseleitung Li gekoppelte Videofrequenzenergie zu unterdrücken. Die Anzahl der verwendeten Ableitkondensatoren Cb hängt im allgemeinen von dem zu erwartenden Frequenzbereich der eingestreuten oder gekoppelten Videofrequenz-Rauschsignale ab. In anderen Fällen können herkömmliche Ferritperlen oder -ringe in der Speiseleitung Li vorgesehen sein, um die in die Leitung eingekoppelte Energie unerwünschter Videofrequenzsignale zu absorbieren.According to FIG. 2, the transistor circuit equipped with a transistor T1 makes Use of an inductance Lt between the emitter of the transistor and Ground and serves as a direct current return. An RF input signal can be transmitted via line 20 be applied to the emitter of transistor T1. The DC bias signal can be applied via the line Li to the collector of the transistor T1. That in the Line Li lying bias network comprises the inductance L and the capacitance C. With regard to the supply line Li, an additional capacitance Cb can be used as a shunt be grounded to any video frequency energy coupled via feed line Li to suppress. The number of bypass capacitors Cb used generally depends the expected frequency range of the interspersed or coupled video frequency noise signals away. In other cases, conventional ferrite beads or rings can be used in the feed line Li can be provided to avoid the energy coupled into the line of unwanted video frequency signals to absorb.

In einigen modernen Festkörper-Mikrowellenverstärkern ist eine so große Zahl wie 10 bis 12 einzelner Transistorstufen zusammengefaßt, um die gewünschte Leistungsabgabe zu erzielen. Beim Aufbau dieser vielen Transistorstufen stufen wird viel Sorgfalt darauf verwendet, die Menge von Streustrahlung und Signalkopplungen herabzusetzen, die für gewöhnlich beim Mikrowellenbetrieb vorhanden sind. Um diese komplexen Verstärkeranordnungen abschließend zu testen, ist es notwendig, sämtliche Schaltungselemente und Verbindungsdrähte so zusammengebaut zu haben, wie sie für das Endprodukt ausgelegt wurden. Dann können Tests durchgeführt werden, indem ein bekanntes Signal an das Eingangsport 10 gelegt und. die Leistung am Ausgangsport 18 gemessen wird (vgl. Fig. 1).In some modern solid-state microwave amplifiers, there is large number such as 10 to 12 individual transistor stages combined to produce the desired To achieve power output. When building these many transistor stages stages Much care is taken to reduce the amount of radiation scatter and signal coupling that are usually present in microwave operation. Around To finally test complex amplifier arrangements, it is necessary to test all To have circuit elements and connecting wires assembled as they are for the final product were designed. Then tests can be done by a known signal applied to the input port 10 and. the power at the output port 18 is measured (see. Fig. 1).

Probleme können dann auftreten, wenn die gemessene Ausgangsleistung nicht innerhalb der spezifizierten Grenzwerte liegt, was bedeutet, daß wenigstens eine Einzelverstärkerstufe schlecht oder überhaupt nicht arbeitet.Problems can arise when the measured output power is not within the specified limits, which means that at least a single amplifier stage works poorly or not at all.

Es stellt sich nun die Frage, wie man die nicht bestimmungsgemäß arbeitende Transistorstufe feststellen kann. Es.The question now arises, how to deal with the improperly working Transistor level can determine. It.

ist klar, daß keine einfache Gleichstrom-Abtastung in Frage kommt, mittels der man einzelne Tests der Transistorstufen durchführen könnte. Die gesamte Verstärkerschaltung ist derart optimal ausgelegt, daß, falls man z.B. am Punkt P in den verschiedenen Versorgungsleitungen L1, L2 ... Ln ein Meßinstrumen anbringen würde, die beobachtete Meßspannungsbewegung bei Verwendung einer herkömmlichen Anlage nicht ausreichen würde, um entscheidende Rückschlüsse hinsichtlich des ordnungsgemäßen oder fehlerhaften Betriebs der zugehörigen Transistorstufe ziehen zu können. Weiterhin würde jeder Versuch, beispielsweise am Punkt D der erwähnten Vorspannungs-Versorgungsleitungen ein herkömmliches Meßinstrument anzuschließen, den tatsächlichen Betrieb der Verstärkerschaltung abträglich beeinflussen und zu einer Meßspannung führen, die zu dem Betrieb der Transistorstufe in keinerlei Beziehung stände.it is clear that simple direct current sampling is not an option, by means of which one could carry out individual tests of the transistor stages. The whole The amplifier circuit is optimally designed in such a way that if one e.g. Attach a measuring instrument to the various supply lines L1, L2 ... Ln would be the observed measurement voltage movement using a conventional system would not be sufficient to draw decisive conclusions as to the proper or incorrect operation of the associated transistor stage. Farther would any attempt, for example at point D of the mentioned bias supply lines Connect a conventional measuring instrument to the actual operation of the amplifier circuit adversely affect and lead to a measurement voltage that leads to the operation of the Transistor stage would not be related.

Ein Ein Weg, denjenigen Verstärker zu bestimmen, der nicht ordnungsgemäß arbeitet, besteht darin, die Transistorverbindungen nacheinander abzulöten und externe Testgeräte an die abgelöteten Leitungen anzuschließen, um den Transistor probeweise getrennt zu betreiben. Zusätzlich zu möglichen nachteiligen Einflüssen, die auf das Verlöten und Ablöten der Transistorleitungen zurückzuführen sind, handelt es sich hierbei um eine mühsame und zeitraubende Maßnahme. Ein weiteres Verfahren besteht darin, eine spezielle Verdrahtung als vorläufige Verbindungsanordnung vorzusehen, bei der die Transistorstufen über die externe Verdrahtung an die Vorspannungsquelle V+ angeschlossen werden, anstatt direkt an die Vorspannungs-Sammelschiene angeschlossen zu werden. Die spezielle Verdrahtungsanordnung weist lange Drähte auf, so daß ein Strom-Tastgerät oder ein ähnliches Instrument individuell um jede Vorspannungs-Versorgungsleitung herumgewickelt werden kann, um den von den einzelnen Transistoren gezogenen Strom zu überwachen. Unglücklicherweise zeigt sich jedoch, daß bei dieser eine externe Verdrahtung verwendenden Methode unerwünschte Effekte entstehen, durch Hinzufügen zusätzlicher Induktivität in die Schaltungsanordnung, und daß unerwünscAte Strahlung und Kopplungsstreuungen entstehen. A One way to identify the amplifier which is not working properly is to make the transistor connections one by one unsolder and connect external test equipment to the unsoldered leads in order to to operate the transistor separately on a trial basis. In addition to possible adverse Influences that can be attributed to the soldering and unsoldering of the transistor lines are, this is a tedious and time-consuming measure. Another one Method is to use special wiring as a preliminary connection arrangement provide in which the transistor stages via the external wiring to the bias voltage source V + rather than being connected directly to the bias busbar to become. The special wiring arrangement has long wires, so that a Current feeler or similar instrument individually around each bias supply line can be wound around the current drawn by the individual transistors to monitor. Unfortunately, however, it turns out that this is an external Wiring method creates undesirable effects by adding additional inductance in the circuit arrangement, and that undesirable radiation and coupling scattering arise.

Die Nachteile sämtlicher externen Testgeräte bestehen darin, daß sie im allgemeinen den Betrieb der einzelnen Verstärkerstufen beeinflussen. Selbst wenn es möglich wäre, die einzelnen Verstärkerschaltungen mit einer angeschlossenen Prüf-Verdrahtung auf volle Leistung abzustimmen, wäre es dennoch notwendig, die externe Verdrahtung abzulöten und die Transistorstufen neu anzulöten, um den Betrieb des fertigen Geräts zu ermöglichen. Hierbei bestünde weiterhin die Möglichkeit, daß eine der Transistorstufen zwischen vorläufigem und endgültigem Test Test versagt.The disadvantages of all external test devices are that they generally affect the operation of the individual amplifier stages. Even if it would be possible to test the individual amplifier circuits with a connected test wiring To adjust to full power, it would still be necessary to change the external wiring unsolder and re-solder the transistor stages to operate the finished device to enable. There would still be the possibility that one of the transistor stages between preliminary and final test Test fails.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Testen eines Verstärkers anzugeben, ohne daß dessen Betriebsleistung abträglich beeinflußt wird.The invention is based on the object of a device for testing of an amplifier without adversely affecting its performance will.

Ein Mikrowellenverstärker enthält mehrere, parallel arbeitende Einzelverstärkerstufen und kombiniert die Leistungsverstärkung der einzelnen Stufen in Abhängigkeit eines gemeinsamen HF-Eingangssignals, um ein zusammengesetztes HF-Leistungsausgangssignal zu schaffen. Jede einzelne Verstärkerstufe wird von einer gemeinsam geschalteten Vorspannungsquelle über jeweils eine entsprechende Vorspannungs-Versorgungsleitung separat mit einer Gleich-Vorspannung gespeist. Jede Vorspannungs-Versorgungsleitung enthält ein HF-Vorspannungs-Filternetzwerk zum Abtrennen unerwünschter Kopplungen von HF-Signalen zwischen einzelnen Verstärkerstufen über die gemeinsam geschaltete Vorspannungsquelle. Erfindungsgemäß ist für jede einzelne Verstärkerstufe eine Testschaltung vorgesehen, die an Ort und Stelle bei jeder Vorspannungs-Versorgungsleitung angeordnet ist; um eine Meßgröße betreffend die relative Betriebsleistung der einzelnen Verstärkerstufen in Bezug aufeinander zu liefern. Folglich müssen die Einzelverstärkerstufen für die individuelle Betriebsleistungsprüfung nicht von der Mikrowellenschaltung getrennt werden.A microwave amplifier contains several individual amplifier stages working in parallel and combines the power amplification of the individual stages depending on one common RF input signal to produce a composite RF power output signal to accomplish. Each individual amplifier stage is switched by a common one Bias source via a respective bias supply line fed separately with a DC bias voltage. Any bias supply line contains an RF bias filter network to isolate unwanted couplings of RF signals between individual amplifier stages via the jointly switched Bias source. According to the invention, there is a test circuit for each individual amplifier stage provided, which are placed in place at each bias supply line is; a measured variable relating to the relative operating performance of the individual amplifier stages deliver in relation to each other. Consequently, the individual amplifier stages for the individual operating performance test is not separated from the microwave circuit will.

Vorzugsweise ist an jede Vorspannungs-Versorgungsleitung an Ort und Stelle eine Testpunktschaltung zwischen die gemeinsame Vorspannungsquelle und das entsprechende HF-Vorspannungs-Filternetzwerk gekoppelt. Jede Testpunktschaltung liefert eine Meßgröße der Stromänderung in der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungs leitung in Beziehung zu dem gemeinsamen HF-Eingangssignal. Bei dieser ser Ausgestaltung ist jede Testpunktschaltung an ihre entsprechende Vorspannungs-Versorgungs leitung gekoppelt, und sie erzeugt ein auf die Betriebsleitung bezogenes Signal als Funktion des sich ändernden Stroms in der Versorgungsleitung.Preferably, each bias supply line is in place and Place a test point circuit between the common bias source and the corresponding RF bias filter network coupled. Every test point circuit provides a measure of the change in current in the corresponding bias supply line in relation to the common RF input signal. At this ser Each test point circuit is configured to its corresponding bias supply line coupled, and it generates a signal related to the service line as a function of the changing current in the supply line.

In einem Ausführungsbeispiel enthält die Testpunktschaltung eine Transformatoranordnung mit der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung als Primärwicklung und einem Stück Draht, dessen eines Ende auf im wesentlichen konstantem Potential, vorzugsweise in Masse, liegt, und dessen anderes Ende an ein Meßgerät anschließbar ist, als Sekundärwicklung. Die Transformatoranordnung kann einen ringförmigen Ferritkern (oder eine ringförmige Ferritperle) aufweisen, der um einen Abschnitt der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung und einen Abschnitt des Drahtstücks herum angeordnet ist, um in dem Drahtstück als Funktion des sich ändernden Stroms in der Vorspannungs-Versorgungsleitung magnetisch ein Spannungssignal einzukoppeln.In one embodiment, the test point circuit includes a transformer arrangement with the corresponding bias supply line as the primary winding and a Piece of wire, one end of which is at substantially constant potential, preferably in ground, and the other end of which can be connected to a measuring device, as a secondary winding. The transformer assembly may have an annular ferrite core (or an annular Ferrite bead) around a portion of the corresponding bias supply line and a portion of the wire piece is arranged around to be in the wire piece as Function of the changing current in the bias supply line magnetic to couple a voltage signal.

Gemäß einem anderen Merkmal liegt ein Abschnitt des Drahtstücks an einem ähnlichen Abschnitt der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung, wobei das Drahtstück mit einem Ende auf im wesentlichen konstantem Potential liegt, während das andere Ende an ein Meßgerät anschließbar ist. In beiden Fällen ist das in das Drahtstück eingekoppelte Spannungssignal eine Meßgröße der relativen Betriebsleistung der einzelnen Verstärkerstufe bezüglich der anderen Stufen.According to another feature, a portion of the length of wire is in contact a similar section of the corresponding bias supply line, where one end of the piece of wire is at a substantially constant potential, while the other end can be connected to a measuring device. In both cases this is in the Wire piece coupled voltage signal a measured variable of the relative operating power of the individual amplifier stage with respect to the other stages.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von AusfUhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Mikrowellen-Verstärkerschaltung mit mehreren parallel arbeitenden Einzelverstärkerstufen, Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer typischen, ein Vorspannungs-Filternetzwerk enthaltenden Verstärkerstufe, die in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung verwendbar ist, Fig. 3 ein schematisches Diagramm einer typischen -erfindungsgemäßen Verstärkerstufe, Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer typischen Verstärkerstufe gemäß einem weiteren AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 ein Wellenformdiagramm,wobei Fig. 5A und 5B das sich ergebende Meßspannungssignal an dem eingebauten Testpunkt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, bzw. Fig. 4 darstellen, wobei die Signale in Abhängigkeit eines gepulsten HF-Eingangssignals der Mikrowellen-Verstärkerschaltung auftreten, Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm einer Mikrowellen-Verstärkerschaltung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, und Fig. 7 beispielhafte, aufeinander bezogene Testpunkt-Wellenformen der Verstärkerstufen.In the following, the invention is explained in more detail with the aid of exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 Fig. 1 is a schematic block diagram a microwave amplifier circuit with several individual amplifier stages working in parallel, Figure 2 is a schematic diagram of a typical, bias filter network containing amplifier stage which can be used in the circuit shown in FIG Fig. 3 is a schematic diagram of a typical amplifier stage according to the invention, 4 is a schematic diagram of a typical amplifier stage according to another Embodiment of the invention, FIG. 5 is a waveform diagram, FIG. 5A and FIG 5B shows the resulting measurement voltage signal at the built-in test point in the exemplary embodiment according to FIG. 3 and FIG. 4, the signals depending on a pulsed RF input signal of the microwave amplifier circuit occur, Fig. 6 is a schematic A block diagram of a microwave amplifier circuit in accordance with an aspect of the present invention Invention, and FIG. 7 is exemplary test point related waveforms of the amplifier stages.

Erfindungsgemäß ist für jede einzelne Verstärkerstufe eine Testpunktschaltung vorgesehen, die an der Stelle jeder Versorgungsleitung Li des Verstärkers angeordnet ist. Die Testpunktschaltung liefert eine Meßgröße der relativen relativen Betriebsleistung der einzelnen Verstärkerstufen bezüglich der anderen Stufen. Folglich brauchen die einzelnen Verstärkerstufen für die individuelle Betriebsleitungsprüfung nicht von der Mikrowellen-Verstärkerschaltung abgetrennt zu werden. Vorzugsweise sind die Testpunktschaltungen an ihre entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitungen an der Stelle zwischen der gemeinsamen Vorspannungsquelle V+ und dem entsprechenden HF-Vorspannungs-Filternetzwerk angekoppelt. Jede Testpunktschaltung liefert eine Messung der Stromänderung in der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung, wobei die Stromänderung in Beziehung zu dem gemeinsamen HF-Eingangssignal auftritt.According to the invention, there is a test point circuit for each individual amplifier stage provided, which are arranged at the point of each supply line Li of the amplifier is. The test point circuit supplies a measured variable of the relative relative Operating performance of the individual amplifier stages in relation to the other stages. Consequently need the individual amplifier stages for the individual management test not to be disconnected from the microwave amplifier circuit. Preferably are the test point circuits to their respective bias supply lines at the point between the common bias source V + and the corresponding one RF bias filter network coupled. Each test point circuit provides one Measurement of the change in current in the corresponding bias supply line, wherein the change in current occurs in relation to the common RF input signal.

In denjenigen Verstärkerstufen Ai, in denen die Videofrequenz-Rückkoppelschwingungen durch kapazitives Ableiten auf Masse unterdrückt werden, wie es in dem schematischen Diagramm in Fig. 3 gezeigt ist, kann ein Stück Draht als Teil der Testpunktschaltung für jede Verstärkerstufe vorgesehen werden. Ein Abschnitt des Drahtes 32 kann an - das heißt gegenüberliegend einem ähnlichen Abschnitt 34 - seiner entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung Li angeordnet werden. Das Drahtstück kann mit einem Ende 36 auf im wesentlichen konstantes Potential gelegt sein, vorzugsweise auf Massepotential, während das andere Ende 38 so ausgebildet ist, daß es an ein Meßgerät anschließbar ist.In those amplifier stages Ai in which the video frequency feedback oscillations be suppressed by capacitive derivation to ground, as in the schematic Diagram shown in Fig. 3, a piece of wire can be used as part of the test point circuit can be provided for each amplifier stage. A portion of the wire 32 can be attached - that is, opposite a similar section 34 - its corresponding one Bias supply line Li can be arranged. The piece of wire can with a At the end of 36 must be set to an essentially constant potential, preferably to ground potential, while the other end 38 is designed so that it can be connected to a measuring device is.

Für die folgende Beschreibung sei angenommen, daß es sich bei dem Verstärker um einen gepulsten Verstäker für den Betrieb der Klasse B oder der Klasse C handelt, der auf ein gemeinsames gepulstes HF-Eingangssignal am Port 10 (vgl. Fig. 1) anspricht. In diesen Betriebsarten steht der von einer einzelnen Verstärkerstufe über deren entsprechende Versorgungsleitung Li gezogene Gleich-(oder (oder gepulste) Strom in Beziehung zu dem HF-Treiberpegel und der Ausgangsleistung der Stufe. Daher kann bei Eingabe des HF-Signalimpulses der Vorstrom in jeder der Vorspannungs-Versorgungsleitungen Li die in Fig. 5A dargestellte Wellenform aufweisen. Entsprechend kann ein auf die Betriebsleistung der Verstärkerstufe bezogenes Signal in das entsprechende Drahtstück 30 als Funktion der Stromänderung in der zugehörigen Versorgungsleitung reaktiv eingekoppelt werden. Wenn z.B.For the following description it is assumed that the Amplifier around a pulsed amplifier for Class B or Class operation C, which responds to a common pulsed RF input signal at port 10 (cf. Fig. 1) responds. In these operating modes, the one from a single amplifier stage is available DC (or (or pulsed) current in relation to the RF drive level and the output power of the Step. Therefore, when the RF signal pulse is input, the bias current in each of the bias supply lines Li have the waveform shown in Fig. 5A. Accordingly, a Operating power of the amplifier stage related signal into the corresponding piece of wire 30 reactive as a function of the change in current in the associated supply line are coupled. If e.g.

der Stromimpuls in jeder der Versorgungsleitungen die in Fig. 5A dargestellte Wellenform aufweist, dann hat ein in das Drahtstück 30 eingekoppeltes Spannungssignal einen ähnlichen Verlauf, wie durch die Wellenformen in Fig. 5B angedeutet ist. Diese gekoppelten Spannungssignale stellen eine Meßgröße der relativen Betriebsleistung der einzelnen Verstärkerstufen bezüglich der anderen Stufen und/oder in bezug auf die Zeit dar.the current pulse in each of the supply lines is that shown in Figure 5A Has a waveform, then has a voltage signal coupled into the piece of wire 30 is similar to that indicated by the waveforms in Figure 5B. These coupled voltage signals represent a measure of the relative operating performance of the individual amplifier stages with respect to the other stages and / or with respect to the time represents.

Für den Fall, daß in jeder der Vorspannungs-Versorgungsleitungen Li zum Unterdrücken der Videofrequenz-Rückkoppelschwingungen energieabsorbierende Einrichtungen angeordnet sind, kann eine Transformatoranordnung beispielsweise ähnlich einer ringförmigen Ferritperle (Ferritring) in jeder der Vorspannungs-Versorgungsleitungen angeordnet werden, um die Energie der Videofrequenz-Rückkoppelsignale zu absorbieren. Bei dieser Ausgestaltung kann die Testpunktschaltung die Transformatoranordnung enthalten, die als Primärwicklung die entsprechende Vorspannungs-Versorgungsleitung Li und als Sekundärwicklung ein Drahtstück enthält, dessen eines Ende auf im wesentlichen konstantes Potential gelegt ist, während ihr anderes Ende sich für den Anschluß eines Meßgerätes eignet.In the event that in each of the bias supply lines Li energy-absorbing devices for suppressing the video frequency feedback oscillations are arranged, a transformer arrangement can, for example, similar to an annular Ferrite bead (ferrite ring) arranged in each of the bias supply lines to absorb the energy of the video frequency feedback signals. At this Embodiment, the test point circuit can contain the transformer arrangement, as the primary winding, the corresponding bias supply line Li and contains as a secondary winding a piece of wire, one end of which is essentially constant potential is placed, while its other end is for the connection of a measuring device.

In In der bevorzugten Ausführungsform wird als Transformator eine ringförmige Ferritperle 40 verwendet, die um einen Abschnitt 42 der entsprechenden Vorspannungs-Versorgungsleitung Li und um einen Abschnitt 4 eines Drahtstücks 46 herum angeordnet ist, wie es im wesentlichen in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 gezeigt ist. Vorzugsweise liegt das eine Ende 48 des Drahtstücks 46 auf Massepotential, und das andere Ende 50 ist an ein Meßgerät anschließbar. Im Betrieb wird in dem Drahtstück 46 als Funktion des sich ändernden Stroms in der Vorspannungs-Versorgungsleitung ein Spannungssignal magnetisch eingekoppelt. Die in dem Drahtstück 46 eingekoppelten Spannungssignale können die in Fig. 5B gezeigte Wellenform aufweisen. Diese magnetisch eingekoppelten Spannungssignale stellen eine Meßgröße der relativen Betriebsleitung der einzelnen Verstärkerstufen in Bezug aufeinander dar. In In the preferred embodiment it is used as a transformer an annular ferrite bead 40 used around a portion 42 of the corresponding Bias supply line Li and around a section 4 of a piece of wire 46 is arranged around, as it is essentially in the schematic representation according to FIG Fig. 4 is shown. One end 48 of the piece of wire 46 is preferably at ground potential, and the other end 50 is connectable to a meter. In operation in the Wire length 46 as a function of the changing current in the bias supply line a voltage signal coupled magnetically. The coupled in the piece of wire 46 Voltage signals may have the waveform shown in Figure 5B. This magnetic Coupled voltage signals represent a measured variable of the relative operating line of the individual amplifier stages in relation to one another.

Wie insbesondere in dem in Fig. 6 dargestellten Blockdiagramm gezeigt ist, können eine ringförmige Ferritperle 40 und ein zugehöriges Drahtstück 46 in jeder der Vorspannungs-Versorgungsleitungen L1, L2, ... Ln angeordnet sein. Wenn folglich das HF-Eingangssignal an das Port 10 gelegt wird, wird gleichzeitig durch die Vorspannungs-Versorgungsleitungen entsprechend der Leistungsverstärkung jeder der entsprechenden Verstärkerstufen ein proportionaler Vorstrom geleitet. Hierauf ansprechend kann als Funktion des sich ändernden Stromflusses durch die Versorgungsleitungen ein Spannungssignal magnetisch in die entsprechenden Drahtstücke 46 eingekoppelt werden.As particularly shown in the block diagram shown in FIG an annular ferrite bead 40 and associated wire length 46 in FIG each of the bias supply lines L1, L2, ... Ln can be arranged. if consequently the RF input signal is applied to port 10, is carried out at the same time the bias supply lines according to the power gain of each A proportional bias current is passed through the corresponding amplifier stages. On that responsive can as a function of the changing current flow through the supply lines a voltage signal is magnetically coupled into the corresponding wire pieces 46 will.

Wenn an jeden der Verstärker-Prüfpunkte 48 eine Prüfklemme eines Meßinstruments, beispielsweise eines Oszilloskops, gelegt wird, können die gemessenen Spannungswerte in ihrer Beziehung zueinander verglichen werden.If a test terminal of a measuring instrument is attached to each of the amplifier test points 48, for example an oscilloscope, the measured voltage values can can be compared in their relationship to one another.

Fig. 7 Fig. 7 zeigt eine beispielhafte graphische Darstellung verschiedener Wellenformen, wie sie an den Verstärker-Prüfpunkten 48 gemessen werden. Wenn Merkmale verglichen werden, die sämtlichen magnetisch eingekoppelten Spannungssignalen gemeinsam sind, beispielsweise die Spitzenwerte, so kann die relative Leistungsfähigkeit einer Verstärkerstufe bezüglich derjenigen der anderen Verstärkerstufen gemessen werden. So z.B. hat in der in Fig. 7 gezeigten Kurve die Wellenform am Verstärker-Prüfpunkt A4 einen viel kleineren Spitzenwert als die anderen (der Wert ist um 1/W2/V kleiner). Es zeigt sich also anhand dieses einfachen Beispiels, daß die Verstärkerstufe A4 nicht so gut arbeitet wie die anderen Verstärkerstufen und daß mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler vorliegt. Fig. 7 7 shows an exemplary graph Representation of various waveforms as seen at amplifier test points 48 be measured. When features are compared, all of them are magnetically coupled Voltage signals are common, for example the peak values, so the relative Performance of an amplifier stage in relation to that of the other amplifier stages be measured. For example, in the graph shown in Fig. 7, the waveform has am Amplifier test point A4 has a much smaller peak value than the others (the value is smaller by 1 / W2 / V). This simple example shows that the amplifier stage A4 does not work as well as the other amplifier stages and that there is a high probability that there is an error.

Während sich die vorstehende Beschreibung auf einen npn-Siliciumtransistor als einzelne Verstärkerstufe bezug, versteht es sich, daß ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken andere Verstärkerelemente für die Verwendung in dem Mikrowellenverstärker verwendet werden können, so z.B. ein Galliumarsenit-Transistor, ein Feldeffekttransistor oder sogar eine Vakuumröhre.While the above description is based on an npn silicon transistor as a single amplifier stage, it goes without saying that without deviating from the inventive concept other amplifier elements for use in the microwave amplifier are used such as a gallium arsenite transistor, a field effect transistor or even a vacuum tube.

Claims

Microwave amplifier with several working in parallel Individual amplifier stages, each with a bias supply line an RF bias filter network to provide RF decoupling when switched on to get a common power supply, d u r c h e k e n nz e 1 c h n e t that a test point circuit (30, 32, 34, 36, 38) for each individual amplifier stage is placed in place of the bias line, and that the test point circuit is designed such that it can work without disconnecting the individual amplifier stages able.

2.) Amplifier according to claim 1, characterized in that the test point circuit at the point between the common bias source (Vt) and the corresponding one RF bias filter network (V, T) to each bias supply line (Li) is coupled and provides a measured variable of the change in current.

3.) amplifier nach.Anspruch 2, characterized in that each test point circuit is reactively coupled to its corresponding bias supply line (Li) and as a function of the changing current in the supply line a on the Output related signal generated.

4.) Amplifier according to claim 3, characterized in that each test point circuit includes a transformer in which the corresponding bias supply line (Li) serves as the primary coil (39), while a piece of wire serves as the secondary coil (92) (70) is used, one end (36) of which is at an essentially constant potential, and the other end (38) of which can be connected to a measuring device.

5.) Amplifier according to claim 4, characterized in that the transformer includes an annular ferrite bead (40) around a portion of the corresponding Bias supply line (Li) and a portion of the wire piece arranged around it is to run on the piece of wire as a function of the changing current in the bias supply line to couple a voltage signal magnetically.

6.) Amplifier according to claim 3, characterized in that each test point circuit includes a length of wire (32) that connects to a section (32) on a similar section (34) the corresponding bias supply line is applied to the length of wire one end (36) is connected to an essentially constant potential, that the other end (38) - of the piece of wire can be connected to a measuring device, and that into the piece of wire as a function of the changing current in the corresponding bias supply line a voltage signal is coupled.