DE3704181A1 - Richtkoppleranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Richtkoppleranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige Richtkoppleranordnungen sind beispielsweise beschrieben in "Hochfrequenztechnik und Elektroakustik", Band 61, Heft 4, S. 93-100, und werden auch als Buschbeck- Richtkoppler bezeichnet. Bei diesen Anordnungen wird aus der auf einer Leitung geführten Hochfrequenzleistung kapazitiv ein spannungsproportionaler Spannungsanteil und mittels eines Stromwandlers (Transformators) ein strom­ proportionaler Spannungsanteil abgeleitet. Die beiden Spannungsanteile werden zu einer Summenspannung und einer Differenzspannung zusammengefaßt und gleichgerichtet. Aus den gleichgerichteten Spannungen lassen sich sowohl der Reflexionsfaktor als auch die Amplituden von auf der Leitung vorlaufender und rücklaufender Welle bestimmen. Mit den bekannten Richtkoppleranordnungen lassen sich aber nicht beliebig kleine Amplituden messen, wie sie bei­ spielsweise bei Signalen mit einem Modulationsgrad von 100% auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, einen Richtkoppler der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem bis auf Null zurückgehende Amplituden des HF-Signals auf der Leitung gemessen werden können.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Richtkoppleranordnung ermöglicht eine Messung von Signalamplituden bis auf Null, da die Transistoren durch den Vorstrom sich immer im leitenden Zustand befinden. Gleichzeitig wirken die Transistoren stromverstärkend, so daß der Richtkoppler weniger belastet wird.

Die erfindungsgemäße Richtkoppleranordnung ist besonders vorteilhaft als Istwertaufnehmer in einem Regelkreis zur Linearisierung einer Senderendstufe für Sendesignale mit einem Modulationsgrad von 100% einsetzbar. Mit der erfindungsgemäßen Richtkoppleranordnung kann die Signal­ einhüllende eines niederfrequent modulierten Träger­ frequenzsignals bis zur Signalamplitude Null zuverlässig gemessen werden. Das Meßsignal als Istwert wird mit einem Sollwertsignal verglichen und aus einer eventuellen Ab­ weichung wird ein Regelsignal für ein Stellglied, bei­ spielsweise ein variables Dämpfungsglied im Weg des Sende­ signals vor der Endstufe, abgeleitet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Abbildung noch veranschaulicht.

Das im Endverstärker V verstärkte HF-Signal, das nieder­ frequent moduliert ist, wird im Filter F von Oberwellen befreit und über die Leitung L zum HF-Ausgang A, an dem z. B. eine Sendeantenne angeschlossen sei, geführt. Bei Fehlanpassung am HF-Ausgang kann auch ein Teil der Lei­ stung reflektiert werden, so daß auf der Leitung L im allgemeinen sowohl vorlaufende (vom Verstärker zum Ausgang) als auch rücklaufende Wellen auftreten. Mittels des Transformators TR wird ein dem Leitungsstrom propor­ tionaler Spannungsanteil gewonnen. Über den kapazitiven Spannungsteiler C 1 und C 2, der zum Abgleich des Richt­ kopplers einstellbar ist, wird ein der Spannung auf der Leitung proportionaler Spannungsanteil gewonnen und über die Widerstände R 1 mit dem stromproportionalen Anteil zu einer Summenspannung S und einer Differenzspannung D zusammengefaßt, die den Amplituden von vorlaufender und rücklaufender Welle proportional sind. Die Summenspannung S liegt an der Basis des Transistors T 1, die Differenz­ spannung an der Basis von T 2. Über den Vorwiderstand R 3 und die Widerstände R 1 ist den Basen der Transistoren von einer Spannungsquelle +U _b ein Vorstrom zugeführt, mittels dessen ein Arbeitspunkt, vorzugsweise für AB-Betrieb, der der Transistoren einstellbar ist. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren sind direkt mit der Spannungsquelle U _b verbunden, so daß die Transistoren als aktive Gleich­ richter geschaltet sind. An den mit den Widerständen R 4 bzw. R 5 belasteten Emitteranschlüssen können die gewünsch­ ten Meßspannungen U _V , U _R für vorlaufende und rücklaufende Wellen abgegriffen werden. Durch die Kondensatoren C 4 und C 5 sind die hochfrequenten Anteile geglättet und die Meßspannungen liegen als Niederfrequenzmodulierte Gleich­ spannungssignale vor. Zum Schutz der Basis-Emitterstrecken der Transistoren gegen hohe Sperrspannungen können den Emittern noch Dioden D 1 und D 2 (gestrichelt eingezeichnet) nachgeschaltet werden. R 2 dient zur Kompensation der Induktivität des Übertrages und zur Spannungseinstellung der Transitoren, C 3 zur Siebung.

Durch Vergleich des NF-Anteils der Meßspannung U _V mit der gewünschten NF-Modulation des Sendesignals läßt sich die Liniarität der im Signalweg des Sendesignals angeordneten Baugruppen, z. B. einer Gegentakt-Leistungsendstufe über­ prüfen und aus einer eventuell auftretenden Abweichung kann ein Regelsignal zur Nachregelung der momentanen Sendesignalamplitude abgeleitet werden, wobei durch die Möglichkeit, auch kleinste Sendesignalamplituden zu mes­ sen, auch Sendesignale mit 100%-iger Modulation noch sauber eingeregelt werden können. Dadurch können die Linearitätsanforderungen insbesondere an die Leistungs­ endstufe eines Senders wesentlich reduziert und einfachere Endstufen eingesetzt werden.

Durch Auswertung beider Meßspannungen U _V und U _R kann in bekannter Weise das Stehwellenverhältnis bestimmt und z. B. ein Regelsignal zur Leistungssteuerung abgeleitet werden.

Claims (5)

1. Richtkoppleranordnung zur Bestimmung der Intensitäten von vorlaufender und rücklaufender Welle auf einer Hochfrequenzleistung führenden Leitung durch vektorielle Addition eines spannungsproportionalen und eines strom­ proportionalen Spannungsanteils zu einer Summenspannung und einer Differenzspannung und nachfolgender Gleich­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichrichtung der Summenspannung und der Differenzspannung diese an die Basis je eines Transistors angelegt sind, daß die Tran­ sistoren als Gleichrichter mit über den Richtkoppler zuge­ führtem Basisstrom geschaltet sind, und daß die Emitter­ spannungen der Transistoren als Meßspannungen für die vorlaufende und die rücklaufende Welle abgegriffen werden.

2. Richtkoppleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Emitterspannungen der Transistoren geglättet werden.

3. Richtkoppleranordnung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterspannungen in je einem Differenzglied um einen Spannungsbetrag, der gleich den Emitterspannungen ohne auf der Leitung geführter Hochfrequenzleistung ist, verringert werden.

4. Richtkoppleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Emittern der Tran­ sistoren jeweils eine Diode nachgeschaltet ist.

5. Richtkoppleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Vorstrom der Transistoren so gewählt ist, daß diese in AB-Betrieb arbeiten.