DE816569C

DE816569C - Circuit for monitoring high-frequency power lines

Info

Publication number: DE816569C
Application number: DET1835A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Roeder; Heinrich Dr Zumbusch
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1950-07-09
Filing date: 1950-07-09
Publication date: 1951-10-11

Description

Schaltung zur Uberwachung von Hochfrequenzenergieleitungen Bei der Überwachung von Hochfrequenzenergieleitungen, speziell bei Energieleitungen für Hochfrequenzsender, ist es üblich, sowohl die Fehlanpassung als auch die durch das Kabel gehende Leistung zu messen. Die Aufgabe, die Fehlanpassung zu messen, wird bei einem bekannten Vorschlag dadurch gelöst, daB an einem Punkt der Energieleitung eine der Spannung proportionale Spannung und eine dem Strom an dem genannten Punkt derart proportionale Spannung erzeugt werden, daB bei Anpassung des Verbrauchers die beiden gebildeten Spannungen gleich sind und daB das Verschwinden der Differenz der beiden Spannungen als Kriterium für den Anpassungszustand benutzt wird. Die Anzeige des Anpassungszustandes erfolgt bei diesem bekannten Vorschlag in einem QuotienmeBwerk, dem nach Gleichrichtung über eine Brückenanordnung sowohl die Differenz als auch die Summe der in dem genannten Punkt erzeugten Spannungen zugeführt wird.Circuit for monitoring high-frequency power lines In the Monitoring of high-frequency power lines, especially for power lines for Radio frequency transmitter, it is common to see both the mismatch and that caused by the Measure cable outgoing power. The task of measuring the mismatch becomes solved in a known proposal by the fact that at one point in the power line a voltage proportional to the voltage and a voltage proportional to the current at said point proportional voltage can be generated in such a way that when adapting the consumer the two voltages formed are equal and that the difference disappears of the two voltages is used as a criterion for the matched state. the In this known proposal, the adaptation status is displayed in one QuotienmeBwerk, which after rectification via a bridge arrangement both the difference as well as the sum of the voltages generated in the point mentioned is supplied.

Das Prinzip dieses Vorschlages geht aus Abb. i der Zeichnung hervor. In dieser Abbildung ist ein konzentrisches Kabel mit dem Innenleiter i und dem geerdeten Außenleiter a dargestellt. Die Kabelspannung ist mit UK der Kabelstrom mit 1K bezeichnet. Zur Messung des Anpassungszustandes sind an der Meßstelle ein kapazitiver Spannungsteiler, bestehend aus den Kondensatoren 5 und 6 und zwei MeBwand.ler 3 und 4 vorgesehen. An den Klemmen 7 wird die Summenspannung, an den Klemmen 8 die Differenzspannung der beiden gebildeten Spannungen abgenommen. Werden die an dem Kondensator 6 abgenommenen Spannungen mit U" und die an den den Meßwandlern parallel geschalteten Widerständen abgenommenen Spannungen mit U, bezeichnet, so ergeben sich folgende Beziehungen: U, = c # Z - 1K - (Z = Wellenwiderstand) U" = c . UK Die an den Klemmen 7 und 8 stehenden Spannungen ergeben sich dann aus den beiden folgenden Gleichungen: U"+U,=c(UK+ZIK) U"-Ui=c (UK-ZIK) Bei diesem bekannten Vorschlag erfolgt die Messung des Anpassungszustandes innerhalb weiter Grenzen aperiodisch. Damit erhält man ein einfaches Gerät, das außerdem den Vorzug hat, daß bei einer Wellenumstellung eine Veränderung am Meßgerät selbst nicht vorzunehmen ist.The principle of this proposal is shown in Fig. I of the drawing. This figure shows a concentric cable with the inner conductor i and the grounded outer conductor a. The cable voltage is designated with UK and the cable current with 1K. A capacitive voltage divider consisting of capacitors 5 and 6 and two measuring transducers 3 and 4 are provided at the measuring point to measure the state of adaptation. The total voltage is taken from terminals 7 and the differential voltage of the two voltages formed is taken from terminals 8. If the voltages taken from the capacitor 6 are denoted by U "and the voltages taken from the resistors connected in parallel with the transducers are denoted by U, the following relationships result: U, = c # Z − 1K - (Z = characteristic impedance) U" = c. UK The voltages at terminals 7 and 8 result from the following two equations: U "+ U, = c (UK + ZIK) U" -Ui = c (UK-ZIK) With this known proposal, the measurement of the Adjustment state aperiodically within wide limits. This results in a simple device which also has the advantage that when changing the shaft, no change is made to the measuring device itself.

Es gibt jedoch eine ganze Reihe von Aufgaben, bei denen man mit einem solchen aperiodisch arbeitenden Kabelüberwachungsgerät nicht mehr auskommt. Wenn beispielsweise starke Oberwellen auftreten, oder wenn dadurch, daß in der Frequenz nahe benachbarte Sender auf dem gleichen Gelände arbeiten, Einstreuungen über die Antenne erfolgen, so können in einem aperiodisch arbeitenden Überwachungsgerät Fehlanpassungen vorgetäuscht werden. Weiterhin sei an das Ultrakurzwellengebiet gedacht, in dem es erwünscht sein kann, eine einzige Antenne für mehrere Sender gemeinsam zu benutzen.However, there are quite a number of tasks that you can do with a such aperiodically operating cable monitoring device is no longer sufficient. if for example, strong harmonics occur, or if by that in the frequency Nearby transmitters work on the same site, interference via the Antenna take place, mismatches can occur in a monitoring device operating aperiodically be faked. Furthermore, consider the ultra-short wave area in which it may be desirable to share a single antenna for multiple transmitters.

In allen diesen Fällen ist die Überwachung nur mit einem selektiv arbeitenden Überwachungsgerät möglich. Mit einem. einzigen Kreis ist die Selektivität jedoch nicht zu erreichen, man benötigt vielmehr mehrere Kreise mit einem zusätzlichen Verstärker. Daraus ergibt sich, daß eine solche Anlage verhältnismäßig kostspielig ist.In all of these cases, surveillance is selective with only one working monitoring device possible. With a. single circle is selectivity but not to be achieved, you need several circles with an additional one Amplifier. It follows that such a system is relatively expensive is.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, zur Überwachung von mehreren Energieleitungen die Spannungen an den Meßstellen der einzelnen Energieleitungen aperiodisch auszukoppeln und wahlweise einem einzigen selektiven Verstärker mit Anzeigegerät zuzuführen. Außer dem Vorteil, daß man mit einem einzigen Verstärker mehrere Meßstellen überwachen kann, besitzt die Erfindung den weiteren Vorteil, daß die Abstimmung an den Ort des Anzeigegerätes verlegt wird, so daß man die Abstimmung vornehmen kann, ohne in die zumeist unzugänglichen Meßstellen eingreifen zu müssen.According to the invention it is proposed to monitor several Power lines the voltages at the measuring points of the individual power lines aperiodically and optionally with a single selective amplifier Feed display device. Except for the advantage of having a single amplifier can monitor several measuring points, the invention has the further advantage that the vote is moved to the location of the display device, so that the vote can make without having to intervene in the mostly inaccessible measuring points.

Ein Ausführungsbeispiel für diesen Vorschlag ist in Abb. 2 dargestellt. Die drei Sender 9, io und i i arbeiten auf eine einzige Antenne 18. Zur Vermeidung von Rückwirkungen sind in die einzelnen Energieleitungen Hochfrequenzweichen 15, 16 und 17 eingebaut. Die Meßstellen, von denen eine einzige in Abb. i dargestellt ist, sind mit 12, 13 und 14 bezeichnet. Von jeder Meßstelle gehen zwei konzentrische Hochfrequenzmeßkabel zu einer Verteilerstelle 21. Die von der Meßstelle 12 abgehenden Meßkabel sind mit i9 und 2o bezeichnet. Von der Verteilerstelle 21 aus werden die beiden Spannungen über ebenfalls zwei konzentrische Meßkabel 23 und 24 einem Gerät 22 zugeführt, das aus einer Umschalteinrichtung, einem Verstärker und einem Anzeigegerät besteht. Die Messung erfolgt im einzelnen folgendermaßen: Soll eine etwaige Fehlanpassung auf der vom Sender 9 zur Antenne 18 führenden Energieleitung gemessen werden, so werden die Meßkabel 23 und 24 an die entsprechenden Buchsen der Verteilerstelle 21 angeschaltet. Der im Gerät 22 angedeutete Umschalter wird zunächst in eine solche Stellung gebracht, daß die Summenspannung auf den Verstärker gegeben wird. Durch Beobachtung des Ausschlages des Anzeigegeräts wird nunmehr der Verstärker abgestimmt (Maximalausschlag des Anzeigegeräts). Anschließend wird der Verstärkungsgrad des Verstärkers so weit verändert, daß diese Summenspannung einen konstanten vorgegebenen Ausschlag am Anzeigegerät ergibt (rote Marke am Anzeigegerät). Nunmehr wird der Umschalter im Gerät 22 umgeschaltet und damit die Differenzspannung mit Hilfe des Meßkabels an den Verstärkereingang gelegt. Diese Spannung ergibt am Anzeigegerät einen Ausschlag, der ein Maß für die Fehlanpassung ist.An exemplary embodiment for this proposal is shown in FIG. The three transmitters 9, io and i i operate on a single antenna 18. To avoid this of repercussions are high frequency switches 15 in the individual power lines, 16 and 17 installed. The measuring points, one of which is shown in Fig. I are labeled 12, 13 and 14. Two concentric ones go from each measuring point High-frequency measuring cable to a distribution point 21. The outgoing from the measuring point 12 Measurement cables are labeled i9 and 2o. From the distribution point 21 from the two voltages via also two concentric measuring cables 23 and 24 in one device 22, which consists of a switching device, an amplifier and a display device consists. The measurement is carried out in detail as follows: Should a possible mismatch are measured on the power line leading from the transmitter 9 to the antenna 18, so the measuring cables 23 and 24 are connected to the corresponding sockets of the distribution point 21 switched on. The changeover switch indicated in the device 22 is initially set to one Positioned that the sum voltage is given to the amplifier. By Observing the deflection of the display device, the amplifier is now tuned (Maximum deflection of the display device). Then the gain of the Amplifier changed so far that this sum voltage is given a constant The result is a deflection on the display device (red mark on the display device). Now the Switch in the device 22 switched and thus the differential voltage with the help of the Measuring cable connected to the amplifier input. This voltage results on the display device a rash, which is a measure of the mismatch.

Es ist die Fehlanpassung wenn mit S die Summenspannung und mit D die Differenzspannung bezeichnet wird. Durch die Einregelung des Verstärkers auf die Summenspannung S ist, wie sich aus der zuletzt angegebenen Gleichung ergibt, k eine eindeutige Funktion der Differenzspannung D. Bei der angegebenen Meßmethode ist also die Fehlanpassung unmittelbar am Anzeigegerät ablesbar.It's the mismatch if S denotes the total voltage and D denotes the differential voltage. By adjusting the amplifier to the sum voltage S, k is a clear function of the differential voltage D, as can be seen from the equation given last.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for monitoring high frequency power lines, both at one point on the power line a power line voltage proportional Voltage and one proportional to the power line current in said point Stress can be generated and from the ratio of the two stresses thus formed the state of adaptation of the power line is determined, characterized in that that to monitor several power lines these voltages at the measuring points of the individual power lines removed aperiodically and optionally a single one selective amplifier with display device.

2. Circuit according to claim r, characterized in that switching means are provided in the measuring device (22) which allow the amplifier to first obtain the sum of the two voltages to supply that tuning means are available for the subsequent tuning of the amplifier are that also a control element for regulating the gain of the amplifier is provided that enables gain control in such a sense, that acting on a display device output voltage of the amplifier to a predetermined mark can be adjusted and that further switching means are provided, the switching of the amplifier from the sum voltage to the difference voltage allow.