DE4139557A1 - Verfahren zur optimierung der ausgangsleistung von parallel geschalteten verstaerkern sowie anordnung - Google Patents

Description

Durch die Maßnahmen der Erfindung ist es mit einfachen Mitteln möglich, die Ausgangsleistung zu optimieren. Aufwendige Einstellungen oder Eichungen von Phasenschiebern oder Leistungsmessungen sind nicht mehr notwendig. Die Methode gemäß der Erfindung arbeitet zuverlässig und ist unkritisch gegenüber Temperatur- und Alterungserscheinungen. Manuelle Nachstellungen sind nicht erforderlich. Aus diesen Gründen eignet sich die Erfindung insbesondere zum Einsatz in Satelliten.

Anhand der Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Gewinnung eines Nachstellsignals für die Helixspannung eines Verstärkers unter Verwendung eines Mischers,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild zur Gewinnung eines Nachstellsignals für die Helixspannung eines Verstärkers unter Verwendung des am Differenzausgang eines Magischen T erscheinenden Signals,

Fig. 3 zeitliche Verläufe ausgewählter Signale,

Fig. 4 die Verwendung des Nachstellsignals für einen Helixspannungsregler.

Fig. 4 zeitliche Verläufe ausgewählter Signale.

Fig. 1 zeigt zwei parallel arbeitende Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2, denen ein zu verstärkendes HF-Signal RF, beispielsweise über einen 3dB-90°- Hybridkoppler HK, zugeführt wird. Die Ausgänge A1 und A2 der Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2 führen zu jeweils einem Tor - hier Tore 1 und 2 - eines Magischen T, hier mit MT bezeichnet, zur Verknüpfung der beiden Ausgangssignale der wanderfeldröhrenverstärker. Am Tor 3 des Magischen T erscheint die Summe aus den beiden Ausgangssignalen 2×RF_a der Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2, die beispielsweise einer Antenne zugeführt werden kann. Ein geringer Teil des Ausgangssignals jedes Wanderfeldröhrenverstärkers wird mittels eines Kopplers K1 bzw. K2 ausgekoppelt und einem Mischer M zugeführt. Dieser Mischer M gewinnt aus den Ausgangssignalen ein Signal PA, welches proportional zur Phasenabweichung der beiden Ausgangssignale zueinander ist. Außerdem werden die beiden Ausgangssignale mittels Detektoren D1, D2 gleichgerichtet und gemeinsam mit dem Signal PA einer Regellogik R zugeführt, die diese drei Signale zu einem Nachstellsignal für eine Versorgungsspannung einer der beiden Wanderfeldröhrenverstärker WV1, bzw. WV2 verknüpft.

Im gezeigten Beispiel wird das Nachstellsignal der Stromversorgungseinheit EPC1 des Wanderfeldröhrenverstärkers WV1 zugeführt. Die Stromversorgungseinheit EPC1 variiert dann insbesondere die der Wanderfeldröhre zugeführte Helixspannung so lange, bis die Phasenabweichung als Ausgangssignal des Mischers-Signal PA zu 0 wird. In diesem Falle liefern die beiden Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2 exakt die gleiche Ausgangsleistung. Die Phasen der Ausgangssignale der beiden Wanderfeldröhrenverstärker stimmen überein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 2. Hier wird das Ausgangssignal am Tor 4 des Magischen T benutzt. Das Tor 4 ist von den anderen drei Toren des Magischen T entkoppelt und führt kein Ausgangssignal, solange die Phase der beiden Ausgangssignale der Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2 übereinstimmt. Ist die Phasenlage unterschiedlich, erscheint am "Differenzausgang" - Tor 4 - des Magischen T ein Signal, welches proportional zu dieser Phasenabweichung PAW ist. Diese Phasenabweichung PAW wird gleichgerichtet - Detektor D3 - und einem Schwellwertkomparator K1 zugeführt. Wenn die Phasenabweichung PAW (Spannung am Tor 4 des Magischen T) die Schwelle Ur1 des Schwellwertkomparators K1 überschreitet, beginnt ein am Ausgang des Schwellwertkomparators K1 angeschlossener Zähler Z zu arbeiten und zählt die ihm zugeführten Taktimpulse TI. Ein nachgeschalteter D/A-Wandler, der als integrierter Baustein oder als Widerstandsnetzwerk aufgebaut sein kann, setzt das Zählergebnis in eine Spannung um, die als Referenz für die nachzustellende Helixspannung U_H der Wanderfeldröhre des Wanderfeldröhrenverstärkers WV1 dient. Diese Helixspannung U_H wird über die Einheit EPC1 so lange verändert, bis die Spannung am Tor 4 des Magischen T zu Null wird. Es herrscht dann Phasenkoinzidenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Wanderfeldröhrenverstärker WV1 und WV2. Der Zähler Z beendet das Hochzählen der Taktimpulse TI einen Takt nachdem der Komparator K1 sein Ausgangspotential von 1 auf 0 ändert (vgl. Fig. 3).

Das Nachstellsignal für die Helixspannung U_H kann vorteilhafterweise als Referenzspannung eines Helixspannungsreglers herangezogen werden. Die Fig. 4 zeigt eine solche Anwendung. Der Helixspannungsregler besteht dort aus einem Längsregler mit einem Stellglied ein Form des Transistors V1, einem Längswiderstand R1 und einem Fehlersignalverstärker N1. Die Ausgangsspannung des Längsreglers stellt gleichzeitig die Helixspannung einer angeschlossenen Wanderfeldröhre dar (Klemme UHE). Der Fehlersignalverstärker Nl vergleicht die Ausgangsspannung des Längsreglers mit einem Referenzsignal - hier das vom D/A- Wandler oder von der Regellogik R gelieferte Nachstellsignal. Die Ausgangsspannung an der Klemme UHE wird somit automatisch so lange variiert, bis am Tor 4 des Magischen T die Spannung 0 erscheint. Der Längsregler ist an den Ausgang eines Hochspannungstransformators Tr mit Gleichrichterschaltung angeschlossen, der auch die Kathodenspannung UKA und die Kollektorspannung UKO der Wanderfeldröhre liefert. Der Differenzverstärker N2 dient zur Unterdrückung unerwünschter Störsignale. Nähere Einzelheiten hierzu sind der DE 38 34 880 C2 zu entnehmen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Optimierung der Ausgangsleistung von mindestens zwei parallel geschalteten Verstärkern, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärkern (WV1, WV2), dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Verstärker bezüglich ihrer Phasenlage miteinander verglichen werden und bei einem festgestellten Phasenunterschied eine Versorgungsspannung eines der beiden Verstärker (WV1, WV2) so verändert wird, daß der Phasenunterschied dem Wert Null zustrebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem festgestellten Phasenunterschied die Helixspannung eines der beiden Wanderfeldröhrenverstärker (WV1, WV2) verändert wird.

3. Anordnung zur Optimierung der Ausgangsleistung parallel geschalteter Verstärker, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärker (WV1, WV2) gekennzeichnet durch

• - einen Mischer (M), dessen Eingängen die Ausgangssignale der beiden Verstärker (WV1, WV2) zuführbar sind,
• - einer Einrichtung (R) zur Verknüpfung der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WV1, WV2) und des Mischers (M) und zur Aufbereitung eines Nachstellsignals für eine Versorgungsspannung/Helixspannung eines der beiden Verstärker (WV1, WV2), wenn zwischen den Ausgangssignalen der Verstärker (WV1, WV2) ein Phasenunterschied besteht.

4. Anordnung zur Optimierung der Ausgangsleistung parallel geschalteter Verstärker, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärker (WV1, WV2) gekennzeichnet durch

• - ein Magisches T (MT) zur Addition der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WV1, WV2),
• - einer Einrichtung (RE) zur Aufbereitung eines Nachstellsignals für eine Versorgungsspannung/Helixspannung eines der beiden Verstärker (WV1, WV2), wenn zwischen den Ausgangssignalen der Verstärker (WV1, WV2) ein Phasenunterschied besteht, wobei zur Aufbereitung des Nachstellsignals das Signal an dem Tor (4) des Magischen T (MT) verwendet wird, an dem die Differenz der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WV1, WV2) erscheint.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwertkomparator (K1) vorgesehen ist, mittels dessen ein Zähler (Z) aktivierbar ist, wenn die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Verstärker (WV1, WV2) einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, und daß eine Auswerteeinrichtung (DA) vorgesehen ist, die ein Nachstellsignal für die Helixspannung eines der Wanderfeldröhrenverstärker (WV1) aus der Zählsumme des Zählers (Z) erzeugt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachstellsignal als Referenzsignal eines Helixspannungsreglers (HR) für einen der beiden Wanderfeldröhrenverstärker (WV1, WV2) dient.