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Meßeinrichtung zur Erleichterung der Abstimmung der nach dem Doherty-Verfahren
arbeitenden Modulations- und Senderendstufe Bei den anerkannten Vorzügen der nach
dem Dohertv-Verfahren arbeitenden Nlodulations-und Senderendstufe haften dem Verfahren
als solchem gewisse Eigentümlichkeiten an, die im praktischen Betrieb unter Umständen
erhebliche Schwierigkeiten zur Folge haben und damit der allgemeinen Anwendung des
Prinzips hindernd im Wege stehen. Es soll an dieser Stelle nicht auf die besonderen
Erfordernisse eingegangen werden, die beispielsweise hinsichtlich der Röhrenwahl
bzw. der Begrenzung der Gitterwechselspannung bestehen. Vielmehr sollen vor allem
die Schwierigkeiten untersucht werden, die sich im praktischen Betrieb bei der Abstimmung
einer derartigen Senderendstufe ergeben.
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Bekanntlich weist die Senderendstufe nach Doherty eine Schaltung auf,
die in der Abb. i nochmals im Prinzip dargestellt ist. Die sog. Trägerröhre
E T liefert die Leistung bis zum Trägerwert und arbeitet hierbei auf den
doppelten Grenzwiderstand. Die Zusatzröhre EZ wird erst bei Hinzutreten der Modulation
wirksam und übernimmt die zusätzliche Leistung, wobei der Außenwiderstand entsprechend
dem Modulationsgrad bis auf den halben Wert sinkt. Erreicht wird diese Veränderung
des Widerstandes dadurch, daß die beiden Röhren über ein Netzwerk zusammenarbeiten,
welches eine Dreiecksschaltung mit einem Längs- und zwei Querblindwiderständen darstellt.
Dieses Netzwerk bewirkt neben der Widerstandstransformation zusätzlich eine Phasendrehung
um 9o°, die durch ein weiteres Netzwerk vor dem Gitter der Trägerröhre wieder aufgehoben
werden muß.
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Im Prinzip besteht die Gesamtschaltung aus i. dem Transformationskreis
mit den Elementen -92 und (%
und dem Widerstand R als Verbraucher,
der in den Wert R' mit einer parallelen Blindkomponente transformiert werden soll,
2. dem Anodennetzwerk mit den Elementen (551, N1 und (552. Als -Abschluß dient der
Eingangswiderstand des Transformationskreises.
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Das Anodennetzwerk teilt sich auf in a) den Anodenkreis der Zusatzstufe
(Element (552), b) den Anodenkreis der Trägerstufe (Element (551) und c) die Längskopplung
(Element 91).
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Für die Abstimmung ergeben sich nach dem Vorstehenden folgende Bedingungen.
Es muß sein: 1121U3 = const. Der Wert ergibt sich aus der erforderlichen Transformation
(Transformationsbedingung)
| 99 (111 / 112) = 9o, |
| 111/11z = 2 Netzwerksbedingungen. |
| 9p (11g1 / U1) = 18o ° Bedingung für ohmischen Ein- |
| gangswiderstand des Netzwerkes. |
Da insgesamt vier Elemente vorhanden sind, deren Einstellung im Betrieb erforderlich
ist und die, was entscheidend ist, insofern voneinander abhängig sind, als die Variation
des einen Elementes in die Einstellung des oder der anderen eingreift, ist es klar,
daß die Einstellung der Endstufe bzw. deren Überwachung gewissen Schwierigkeiten
begegnet.
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In der Praxis hat man diese Überwachung bisher mit Braunschen Röhren
vorgenommen. Dies erfordert naturgemäß einen gewissen Aufwand und eine besonders
sorgfältige Schulung des Bedienungspersonals. Wünschenswert wäre demgegenüber eine
Anzeige nach Art der Nullmethode, die Abweichungen vom Sollwert eindeutig sichtbar
macht.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
der Überwachung zu schaffen, die die Unvollkommenheiten der bisher gebräuchlichen
Methoden beseitigt.
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Die rechnerische Untersuchung der hier vorliegenden Probleme unter
Zugrundelegung des Prinzipschaltbildes einer ausgeführten Anlage, wie es Abb. 2
zeigt, und ihre grafische Darstellung hat erwiesen, daß hinsichtlich des Transformationskreises
eine Messung der Amplitudenverhältnisse die einfachste Möglichkeit in dieser Beziehung
darstellt. Die Steilheit der Kurve l 2 / l13 = f (L 4 /L 4*), das Verhältnis
LX / Lx* = i bedeutet den Wert, bei dem die richtige Einstellung gegeben
ist, im Arbeitspunkt ist ausreichend, um ein eindeutiges Kriterium für die korrekte
Einstellung zu geben. Demgegenüber ist die Messung des Verhältnisses der Phasenwinkel
99 (U2/113) in dieser Beziehung nicht eindeutig, da sich im vorliegenden
Fall ein Winkel von beispielsweise 1o3° ergibt, der sich außerdem mit der Frequenz
ändert. Einwandfreie Messungen sind jedoch nur bei Winkeln von 9o bzw. 18o° möglich.
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Analog gilt für das Anodennetzwerk, daß hinsichtlich der Induktivität
L 3 das Amplitudenverhältnis 111/U2 = f (L 3/L ,*) keine ausreichende Steilheit
besitzt, dagegen jedoch der Kurvenverlauf des Phasenwinkels 99 (111/1I2)
= f (L 3/L 3*). Es wird daher an dieser Stelle auf die Messung des Phasenwinkels
zurückgegriffen. Ebenso gilt dies für die Kurve T (11.-1/11l) = f (L i/L
i*). Hinsichtlich des Längswiderstandes L 2 ist die Kurve 111/1 2
= f (L 2/L 2*) ausreichend steil. Die Einstellung von L8 geht unabhängig
vor sich.
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Der Vorschlag nach der Erfindung geht demzufolge dahin, der Dohertyendstufe
vier Meßgeräte zuzuordnen, von denen das eine im Transformationskreis das Amplitudenverhältnis
1C2/1.[3 mißt. Die anderen Meßgeräte dienen im Anodennetzwerk der Messung des Phasenwinkels
p (U1/112) bzw. des Phasenwinkels 9' (11.-l/111) und des Amplitudenverhältnisses
1C1/1.02.
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Die Anschaltung der Meßinstrumente ist in der Abb. 2 schematisch angegeben.
Dabei sind Wirklinien eingezeichnet, die die Zugehörigkeit der einzelnen Instrumente
zu den Bedienungselementen angeben. Für die Reihenfolge der Einstellung hat sich
die folgende als die beste ergeben I. L, einstellen auf das Verhältnis 112 103 (Richtiger
Abschlußwiderstand des Netzwerkes).
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II. L2 einstellen auf das Verhältnis 101'U2 = 2 (Richtiger Eingangswiderstand
des Netzwerkes). III. L3 einstellen auf 99 (101/U2) = 9o° (Phasenreiner Abschlußwiderstand
des Netzwerkes). IV. L1 einstellen auf 99 f, 1I1) = i8o°. (Phasenreiner Eingangswiderstand
des Netzwerkes).
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Nach der Einstellung 111 muß 1I und anschließend III noch einmal
korrigiert werden, da beide Einstellungen nicht unabhängig voneinander sind. Bei
Einhaltung der angegebenen Reihenfolge konvergieren sie jedoch sehr schnell.
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Die beigegebenen Ersatzschaltbilder sollen den Vorgang bei der Abstimmung
noch weiter verdeutlichen. Der Abschlußwiderstand R mit dem parallel liegenden Leitwert
05, wird durch den Längswiderstand N 2 transformiert. Die richtige Einstellung
des Spannungsverhältnisses 1I2/113 (Einstellvorgang I) bedeutet die richtige Größe
des Wirkabschlußwiderstandes R' des Netzwerkes. Dabei entsteht dann der Parallelleitwert
(553. Durch den Einstellvorgang II wird das Spannungsverhältnis 111 /l12 auf die
richtige Größe eingestellt. Damit erhält der Eingangswiderstand des Netzwerkes die
erforderliche Größe 4 R'.
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Die Phasenbedingungen sind bislang noch nicht erfüllt. Durch den Abstimmvorgang
III wird der Blindabschlußwiderstand des Netzwerkes richtig eingestellt; es muß
sein (5j3' -f- (552 - 05, '. Dann ist die Phasenlage zwischen den Spannungen
111 und 11, 9o°.
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Durch den Einstellvorgang IV wird der Blindleitwert ß51 so geändert,
daß der Eingangswiderstand des Netzwerkes rein ohmisch wird.
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Wie bereits oben gesagt, sind die einzelnen Einstellvorgänge nicht
ganz unabhängig voneinander.
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Für spezielle Ausbildungen der Schaltung ist es möglich, daß das Verhältnis
11"/11, von 2 verschieden ist. Das angegebene Verfahren ist auch dann ohne weiteres
verwendbar.
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Für die Meßgeräte werden vorteilhaft Phasenbrücken und Differenzbrücken
oder Quotientenmesser verwendet, bei denen der Nullpunkt in der Skalenmitte liegt,
so daß Abweichungen vom Sollwert ohne weiteres erkennbar werden.