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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltung gegen veränderliche
Lastimpedanz und spezieller eine Schaltung zum Schutz einer Vorrichtung
gegen eine Veränderung
einer Lastimpedanz für
die Vorrichtung.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Ein
tragbares Funkgerät
verwendet zum Beispiel einen Leistungsverstärker, um den Senderausgang
zu verstärken.
In einer Vorrichtung wie einem Leistungsverstärker verändern sich die Eigenschaften
der Vorrichtung selbst auf Grund von Veränderungen einer Lastimpedanz,
die mit dem Ausgangsanschluss der Vorrichtung verbunden ist, außerordentlich.
Dies kann zu einem Ansteigen des Stromverbrauchs, einer Verschlechterung
der Wirksamkeit der Leistungsausgabe oder einer Beschädigung der
Vorrichtung führen.
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Unter
diesen Umständen
wird als eine herkömmliche
Gegenmaßnahme
eine Lastanpassungsvorrichtung wie ein Isolator eingefügt, um die
Ausgangslast einer Vorrichtung zu stabilisieren.
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Nach
einem weiteren Stand der Technik, der in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 6-252 785 offenbart wurde, wird eine Vorrichtung gegen eine
Lastveränderung
wie folgt geschützt.
Nach diesem Stand der Technik wird der Zustand eine Antenne (das
Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Antennenausgangs) erfasst,
wobei die Energiezuführung
der Vorrichtung selbst zum Schutz gegen eine Lastveränderung
umgeschaltet wird.
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In
der obigen Anordnung mit einer Lastanpassungsvorrichtung wie einem
Isolator hat der Isolator selbst jedoch einen Dämpfungswert, wobei die Ausgangsleistung
der Vorrichtung selbst vergrößert werden
muss, um die gewünschte
Abstrahlungsleistung als eine Antennenausgabe zu erzielen. Da es
jedoch nicht einfach ist, die Ausgangsleistung der Vorrichtung zu
erhöhen,
führt eine
Steigerung der Abstrahlungsleistung zu einer Erhöhung des Stromverbrauchs.
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Nach
dem in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 6-252 785 offenbarten Stand der Technik wird die Energiezuführung der
Vorrichtung augenblicklich umgeschaltet, wobei dies vom Standpunkt
der Zuverlässigkeit
oder der Lebensdauer der Vorrichtung nicht vorzuziehen ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Situation
vorgenommen, wobei es ihre Aufgabe ist, eine Schutzschaltung gegen
veränderliche
Lastimpedanz bereitzustellen, die eine Vorrichtung vor einer Lastveränderung
schützen kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein tragbares
Funkgerät
bereitzustellen, das die Schutzschaltung gegen veränderliche
Lastimpedanz verwendet.
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Diese
Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche erfüllt.
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Entsprechend
einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird eine Schutzschaltung gegen veränderliche
Lastimpedanz bereitgestellt, um eine Verstärkerschaltung zum Verstärken einer
Intensität
eines in einen freien Raum durch eine Antenne abzustrahlenden Signals
zu schützen,
die einen Erfassungsabschnitt zum Erfassen, ob die Antenne vollständig ausgefahren
oder vollständig
eingefahren oder weder vollständig
ausgefahren noch vollständig
eingefahren ist, einen Schutzlastwiderstand, der mit der Ausgangseite
der Verstärkerschaltung
und der Masse verbunden ist, so dass er zwischen Verbindung und
Unterbrechung umschaltbar ist, und einen Schalterabschnitt umfasst,
um den Schutzlastwiderstand zwischen Verbindung und Unterbrechung
auf der Basis eines Erfassungsergebnisses des Erfassungsabschnitts
umzuschalten und, wenn die Antenne vollständig ausgefahren oder vollständig eingefahren
ist, eine Impedanz von der Verstärkerschaltung
aus gesehen sich in einem angepassten Zustand befindet.
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Entsprechend
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein tragbares Funkgerät bereitgestellt,
das die Schutzschaltung gegen veränderliche Lastimpedanz der
ersten Ausführungsform
verwendet.
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Entsprechend
einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Schutz einer Verstärkerschaltung
bereitgestellt.
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Wenn
eine Lastveränderungs-Schutzschaltung
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird eine große Veränderung
der Impedanz beim Auseinanderziehen/Zurückziehen der Antenne oder dem Verbinden/Unterbrechen
des Ausgangsanschlusses nicht von der Vorrichtung wahrgenommen.
Aus diesem Grund kann ein Abnehmen der Nutzleistung oder die Zerstörung der
Vorrichtung selbst auf Grund der Veränderung verhindert werden.
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Wenn
die Lastveränderungs-Schutzschaltung
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nimmt die Dämpfung hinter
dem Ausgangsanschluss der Vorrichtung ab, da eine Lastanpassungsvorrichtung
wie ein Isolator nicht eingefügt
ist. Daher nimmt die Ausgangsleistung der Vorrichtung selbst ab, wenn
die Leistung des Antennen-Abstrahlungsanschlusses unverändert bleibt.
Das heißt,
wenn sich die Nutzleistung der Vorrichtung im oben genannten Zustand
nicht ändert,
kann der Stromverbrauch der Vorrichtung verringert werden, d. h.,
es kann ein langfristiger Betrieb durchgeführt werden.
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Da
entsprechend der vorliegenden Erfindung die Energiezuführung der
Vorrichtung, anders als der in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 6-252 875 offenbarte Stand der Technik, zusätzlich nicht augenblicklich
umgeschaltet wird, kann man eine Vorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit und
langer Nutzungsdauer erhalten.
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Die
oben genannten und viele weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann offenkundig,
indem er einen Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung und die
begleitenden Zeichnungen herstellt, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele,
die das Prinzip der vorliegenden Erfindung beinhalten, mittels veranschaulichender
Beispiele gezeigt werden und in denen zeigen:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer Schutzschaltung gegen veränderliche
Lastimpedanz gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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2 ein
Blockschaltbild, das Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß 1 zeigt.
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Unten
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Das
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter der Annahme beschrieben, dass die
zu schützende
Vorrichtung ein Verstärker
zum Verstärken
des Sendersignals von einem Funkgerät ist.
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1 ist
ein schematisches Blockschaltbild einer Schutzschaltung gegen veränderliche
Lastimpedanz gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Mit
Bezug auf 1 bezeichnet Bezugsziffer 1 eine
Antenne; 2 eine Erfassungseinheit zum Erfassen des Einfahrzustands,
d. h. dem Auseinanderziehen/Zurückziehen
der Antenne 1; 3 einen Umschalter, der auf der
Basis eines Erfassungssignals 6 von der Erfassungseinheit 2 an/ausgeschaltet
wird; 4 einen Lastwiderstand, dessen Verbindung durch den Umschalter 3 umgeschaltet
wird und 5 eine Vorrichtung zum Verstärken eines von der Antenne 1 zu
sendenden Sendersignals.
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Als
das kennzeichnende Merkmal des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung werden die Schaltung, um das Auseinanderziehen/Zurückziehen
der Antenne 1 zu erfassen, und der Umschalter 3 und
der zwischen dem Ausgangsanschluss der Vorrichtung 5 und
der Antenne 1 eingefügte
Lastwiderstand 4 angeordnet.
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Die
Lastveränderungs-Schutzschaltung
mit dieser Anordnung verhindert, dass eine Vorrichtung, die mit
dieser Schaltung verbunden ist, auf Grund einer großen Veränderung
der Impedanz beim Auseinanderziehen/Zurückziehen der Antenne oder dem Verbinden/Unterbrechen
des Ausgangsanschlusses zerstört
wird.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß 1 zeigt.
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2 zeigt
einen Teil des Sendeblocks einer Funkvorrichtung. Der Sendeblock
umfasst eine Antenne 11, Anschlüsse 12 und 13 zum
Erfassen des Auseinanderziehens/Zurückziehens der Antenne, einen
Last-Umschalter 14, einen Lastwiderstand 15 zur
Regulierung der Antennenimpedanz, einen Vorrichtungs-Schutzlastwiderstand 16 und
eine Vorrichtung 17. Ein Eingangsignal wird durch die Vorrichtung 17 verstärkt und
von der Antenne 11 in einen freien Raum abgestrahlt.
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Die
Antenne 11 strahlt ein Eingangssignal in einen freien Raum
ab. Die Anschlüsse 12 und 13 zum
Erfassen des Auseinanderziehens/Zurückziehens der Antenne sind
Schalter, die jeweils einen mechanischen Kontakt haben und entsprechend
dem Ausfahr-/Einfahrzustand der Antenne 11 geschlossen
oder unterbrochen sind. Der Umschalter 14 schaltet die
Verbindung/Unterbrechung des Schutzlastwiderstands 16 der
Vorrichtung zu/von der Ausgangseite der Vorrichtung 17 entsprechend
den Signalen von den Ausfahr-/Einfahr-Erfassungsanschlüssen 12 und 13 der
Antenne um. Dieser Schalter 14 hat Eingangs- und Ausgangsanschlüsse und
einen Steueranschluss. Wenn der Steueranschluss elektrisch aktiv
ist, sind die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse elektrisch kurzgeschlossen.
Der Lastwiderstand 15 zum Regulieren der Antennen-Impedanz und
der Schutzlastwiderstand 16 der Vorrichtung regulieren
die Impedanz in einem angepassten Zustand, von der Vorrichtung 17 aus
gesehen. Die Vorrichtung 17 ist ein Leistungsverstärker, der
ein Eingangssignal verstärkt
und ausgibt.
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In 2 bezeichnet
Bezugsziffer 18 ein Erfassungssignal des Antennenzustands,
wobei 19 eine Energiequelle ist.
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Als
Nächstes
wird die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels
gemäß 2 beschrieben.
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Mit
Bezug auf 2 überwachen die Erfassungsanschlüsse 12 und 13 den
Verbindungszustand zwischen der Antenne 11 und einer Signal-Eingangsschaltung
zur Antenne 11. Wenn die Antenne 11 vollständig eingefahren
ist, ist der Erfassungsanschluss 13 elektrisch geschlossen,
um ein Massesignal an den Umschalter 14 zu senden. Wenn
die Antenne 11 vollständig
ausgefahren ist, ist der Erfassungsanschluss 12 elektrisch
geschlossen, um ein Massesignal an den Umschalter 14 zu
senden. Wenn die Antenne 11 weder vollständig ausgefahren
noch vollständig
eingefahren ist, ist keiner der Erfassungsanschlüsse 12 und 13 elektrisch
geschlossen, so dass kein Massesignal zum Umschalter 14 gesendet wird.
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Der
Umschalter 14 schaltet zwischen Verbindung und Unterbrechung
des Schutzlastwiderstands 16 der Vorrichtung entsprechend
dem Massesignal um, das unter der obigen Bedingung gesendet wurde.
Wenn die Antenne 11 vollständig eingefahren oder ausgefahren
ist, ist der Steueranschluss des Schalters 14 entsprechend
dem obigen Schalterzustand mit der Masse verbunden. Der Schalter 14 selbst
ist abgeschaltet. Wenn umgekehrt die Antenne 11 weder vollständig ausgefahren
noch vollständig eingefahren
ist, wird an den Steueranschluss des Schalters 14 eine
Spannung angelegt, wobei der Schalter selbst geschlossen wird. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Schutzlastwiderstand 16 der Vorrichtung
an der Ausgangseite der Vorrichtung 17 parallel eingefügt.
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Wenn
die Antenne 11 weder vollständig ausgefahren noch vollständig eingefahren
ist, d. h. die Eingangsimpedanz der Antenne 11 weicht weitgehend
vom Anpassungspunkt ab, wird die Ausgangsimpedanz von der Vorrichtung 17 aus
gesehen nicht plötzlich
geöffnet
oder kurzgeschlossen, da der Schutzlastwiderstand 16 parallel
hinzugefügt
wurde, der entsprechend den Eigenschaften der Vorrichtung 17 im
Voraus eingestellt wurde. Da jegliche plötzliche Veränderung der Lastimpedanz für die Vorrichtung 17 unterdrückt werden
kann, können
eine Verschlechterung der Eigenschaften oder die Zerstörung der
Vorrichtung 17 auf Grund der Lastveränderung verhindert werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wurde der Schutz einer Vorrichtung, d. h. eines Leistungsverstärkers im
Sende-Ausgangsabschnitt eines Funkgeräts mit einer Antenne, die mit
der Ausgangseite der Vorrichtung verbunden ist, beschrieben. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum
Beispiel kann die Vorrichtung ein Ausgangsanschluss sein, um ein
Signal von einem Mobiltelefon-Set durch ein Koaxialkabel abzuziehen.
In diesem Fall ändert
sich die Ausgangsimpedanz, von der Vorrichtung an der Eingangseite
des Ausgangsanschlusses aus gesehen, abhängig davon, ob ein Kabel mit/von
dem Ausgangsanschluss verbunden/unterbrochen ist, wobei die vorliegende
Erfindung angewandt werden kann, um diese Vorrichtung zu schützen.
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Im
obigen Ausführungsbeispiel
sind die Ausfahr-/Einfahr-Erfassungsanschlüsse 12 und 13 der Antenne
Schalter, die jeweils einen mechanischen Kontakt haben. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, wobei die Erfassung durch einen
beliebigen anderen Mechanismus, einschließlich eines elektrischen Mechanismus,
vorgenommen werden kann.
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Im
obigen Ausführungsbeispiel
wird ein elektrisches Signal von einem Ausfahr-/Einfahr-Erfassungssanschluss 12 oder 13 der
Antenne zum Schalter 14 gesandt. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Es kann entweder ein elektrisches Signal oder ein mechanisches Signal
verwendet werden, wobei eine beliebige andere Signalform genutzt
werden kann.
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Im
obigen Ausführungsbeispiel
ist der Umschalter 14 ein elektrischer Schalter. Die vorliegende Erfindung
kann jedoch im Wesentlichen auf entweder eine elektrische oder eine
mechanische Form angewandt werden.
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Als
der Lastwiderstand 15 oder 16 kann eine Kombination
von mehreren Elementen wie Widerständen, Kondensatoren oder Spulen
verwendet werden.
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Der
Lastwiderstand 15 oder 16 muss nicht nur ein passiver
Lastwiderstand sein, der nur reine Energie verbraucht, sondern kann
auch eine Antenne, ein Lastwiderstand mit einem anderen Zweck oder
ein aktiver Lastwiderstand sein.
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Im
obigen Ausführungsbeispiel
wurde ein Leistungsverstärker
zum Verstärken
eines Eingangsignals und dessen Ausgabe als eine typische, zu schützende Vorrichtung
beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf eine beliebige
andere Vorrichtung angewandt werden, sofern sie Eigenschaften hat,
die durch eine Lastveränderung
beeinflusst werden.