DE901214C

DE901214C - Arrangement for measuring high-frequency power

Info

Publication number: DE901214C
Application number: DET2425D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Buschbeck
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1939-08-29
Filing date: 1939-08-29
Publication date: 1954-01-07

Description

Anordnung zur Messung von Hochfrequenzleistungen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hochfrequenten Leistungsmessung, wobei die für die Leistungsmessung notwendige Produktbildung mit Hilfe niederfrequenter Meßinstrumente erfolgt. Eine derartige Anordnung hat vor den sonst gebräuchlichen Hochfrequenzleistungsmessern, bei welchen die erzeugte Wärme gemessen wird, den Vorteil größerer Einfachheit. Sie hat vor Anordnungen, bei welchen die hochfrequente Produktbildung von Strom und Spannung, beispielsweise in Röhrenstufen, bewirkt wird, den Vorteil, daß man von Schwankungen in den Betriebsdaten unabhängig wird.Arrangement for measuring high frequency power The invention relates to an arrangement for high-frequency power measurement, the one for power measurement necessary product formation takes place with the help of low-frequency measuring instruments. One Such an arrangement has before the otherwise common high-frequency power meters, at which the generated heat is measured have the advantage of greater simplicity. She has before arrangements in which the high-frequency product formation of electricity and Voltage, for example in tube stages, is effected, the advantage that one becomes independent of fluctuations in the operating data.

Die Erfindung eignet sich vornehmlich zur Überwachung der von einem Generator über ein Kabel an eine Antenne abgegebenen Leistung. The invention is primarily suitable for monitoring of a Generator output power to an antenna via a cable.

An Hand von Abb. I wird zunächst eine bekannte Meßeinrichtung erklärt, welche durch die Erfindung verbessert wird. In der Abb. I ist in einem Vektordiagramm ein hochfrequenter Spannungsvektor U und ein in der Phase gegen denselben um den Phasenwinkel ? versetzter, dem Hochfrequenzstrom J proportionaler Spannungsvektor q J aufgetragen. S bedeutet den durch vektorielle Summation der beiden vorgenannten Spannungsvektoren entstandenen Spannungsvektor, D den durch Subtraktion entstandenen Spannungsvektor. Aus dem allgemeinen Kosinus- satz ergibt sich S2 = U2 Q q2 J2 -2 U qJ cos (I80-ç) = + q2J2+ 2U qJcosf D2 = U2 + q²J² - 2 U q J cos #. A known measuring device is first explained using Fig. I, which is improved by the invention. In Fig. I is a vector diagram a high-frequency voltage vector U and one in phase against the same around the Phase angle? offset voltage vector proportional to the high-frequency current J q J plotted. S means that by vectorial summation of the two above The voltage vector created by the voltage vectors, D the voltage vector created by subtraction Stress vector. From the general cosine Theorem results in S2 = U2 Q q2 J2 -2 U qJ cos (I80-ç) = + q2J2 + 2U qJcosf D2 = U2 + q²J² - 2 U q J cos #.

Die Differenz dieser beiden Beträge liefert S2 = 4 UqJ cosç, also einen der Leistung proportionalen Betrag. Bei der bekannten Meßeinrichtung werden der Summenstrom S und der Differenzstrom D jeder einem Stromkreis zugeführt, dessen Impedanz durch Anwendung gesättigter Drosseln in einem gewissen Bereich der angelegten Spannung annähernd umgekehrt proportional ist. Dadurch ergeben sich die Ströme dieser Stromkreise in einer dem Quadrat der Summen- bzw. The difference between these two amounts yields S2 = 4 UqJ cosç, i.e. an amount proportional to the performance. at the known measuring device the total current S and the differential current D are each fed to a circuit, its impedance by using saturated chokes in a certain range of the applied voltage is approximately inversely proportional. This results in the Currents of these circuits in one of the square of the sum or

Differenzspannung annähernd proportionalen Größe.Differential voltage approximately proportional size.

Diese Ströme werden dann jeder für sich gleichgerichtet und subtrahiert. Dadurch erhält man eine der in der letzten Gleichung angegebenen Größe S2~D2 proportionale Größe, die auch der Leistung proportional ist.These currents are then each rectified and subtracted individually. This results in a quantity that is proportional to the quantity S2 ~ D2 given in the last equation Size that is also proportional to performance.

Die praktische Durchführung dieses bekannten Meßverfahrens stößt auf Schwierigkeiten, weil die Stromkreise, welche den Quadraten der angelegten Spannungen entsprechende Ströme liefern sollen, schwer darstellbar sind. The practical implementation of this known measurement method comes across on difficulty because the circuits which are the squares of the applied voltages to deliver corresponding currents, are difficult to represent.

Bei der Erfindung werden die durch die Summierung bzw. Subtraktion erhaltenen Hochfrequenzspannungen statt den erwähnten Stromkreisen getrennten Gleichrichtern zugeführt und die erhaltenen Gleichspannungen summiert bzw. subtrahiert und den Klemmenpaaren eines Produktmeßwerkes zugeführt. In the case of the invention, they are obtained by adding or subtracting obtained high-frequency voltages instead of the mentioned circuits separate rectifiers supplied and the DC voltages obtained are added or subtracted and the Terminal pairs supplied to a product measuring mechanism.

Es wird hierbei die bekannte mathematische Formel ausgenutzt S2 ~ D2 = (5 + D) (SD)-Für die Messung ist daher die durch den Vektor D definierte Hochfrequenzspannung nach der Gleichrichtung einmal additiv und einmal subtraktiv zu der durch den Vektor S definierten Hochfrequenzspannung nach der Gleichrichtung hinzuzufügen. Man erhält dann Gleichspannungen, welche der Amplitude der resultierenden Hochfrequenzspannungen S + D und S -D entsprechen. Diese Gleichspannungen bzw. die diesen Gleichspannungen entsprechenden Ströme, den Klemmenpaaren eines Produktmeßwerkes zugeführt, ergeben dann, wie oben erwähnt, einen der Hochfrequenzleistung proportionalen Betrag.The well-known mathematical formula is used here S2 ~ D2 = (5 + D) (SD) - For the measurement, the high frequency voltage defined by the vector D is therefore after the rectification once additive and once subtractive to that by the vector S to add defined high frequency voltage after rectification. You get then DC voltages, which is the amplitude of the resulting high frequency voltages S + D and S -D correspond. These DC voltages or these DC voltages corresponding currents supplied to the pairs of terminals of a product measuring mechanism then, as mentioned above, an amount proportional to the high frequency power.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Schaltung unter Anwendung einer Widerstandsbrücke, deren Diagonalen die gleichgerichteten Spannungen SG und DG zugeführt werden, so daß sich in benachbarten Zweigen der Brücke, wie in Abb. 2 dargestellt ist, Spannungen SG + DG bzw. Sc - DG ausbilden, die einem Produktmeßwerk (Dynamometer oder einem ähnlichen Instrument) zugeführt werden. The circuit is expediently carried out using a resistor bridge, whose diagonals the rectified voltages SG and DG are supplied, see above that there are tensions in adjacent branches of the bridge, as shown in Fig. 2 Train SG + DG or Sc - DG, which a product measuring mechanism (dynamometer or a similar instrument).

Die Erfindung eignet sich vornehmlich zur Messung der von einem Generator an ein Kabel, welches von irgendeinem Verbraucher (Antenne) abgeschlossen ist, abgegebenen Leistung. Wie in Abb. 3 dargestellt ist, erfolgt hierbei zweckmäßig der Anschluß des Kabels an den Generator über ein z-Glied, dessen Querkapazität die Abnahme einer sich am Eingang des Kabels ausbildenden Spannung U1 proportionalen Spannung q U1 gestattet. Der Wellenwiderstand des a-Gliedes ist gleich dem Wellenwiderstand des Kabels zu bemessen. Mit dem Innenleiter des Kabels ist eine Trausformatorwindung L gekoppelt, welche an einem Widerstand R eine dem Hochfrequenzstrom J1 proportionale Spannung q fi erzeugt. Der Transformator ist einseitig mit dem Abnahmepunkt des kapazitiven Potentiometers verbunden, so daß sich zwischen den Punkten P und Q die Spannung D = q' U1-q.J1 ausbildet. In entsprechender Weise läßt sich unter Anwendung eines umgekehrt gepolten Transformators eine Hochfrequenzspannung s = q' U1 + q J1 entnehmen. Diese beiden Spannungen D und S werden nach der Gleichrichtung als Gleichspannungen D c und SG Z. B. der Widerstandsbrücke nach Abb. 2 zugeführt. The invention is particularly suitable for measuring the energy generated by a generator to a cable that is terminated by any consumer (antenna) Power. As shown in Fig. 3, the connection is expedient here of the cable to the generator via a z-link, the transverse capacitance of which decreases a voltage U1 developing at the input of the cable is proportional to voltage q U1 allowed. The wave resistance of the a-element is equal to the wave resistance of the Cable to measure. With the inner conductor of the cable is a transformer winding L coupled, which at a resistor R is a proportional to the high-frequency current J1 Voltage q fi generated. The transformer is one-sided with the tapping point of the capacitive potentiometer connected so that between the points P and Q the Voltage D = q 'U1-q.J1 forms. In a corresponding way can be used of a reversed polarized transformer a high frequency voltage s = q 'U1 + q Remove J1. These two voltages D and S are called after the rectification Direct voltages D c and SG are fed to the resistor bridge according to Fig. 2, for example.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Arrangement for measuring high-frequency power, one proportional each from the high-frequency voltage and the high-frequency current High-frequency voltage is derived, which is summed up in different measuring branches or are subtracted, characterized in that the by adding or subtracting The high-frequency voltages obtained are rectified separately and the DC voltages obtained summed or subtracted and fed to the pairs of terminals of a product measuring mechanism will.

2. Arrangement according to claim I, characterized in that the through Summation and subtraction of the high frequency voltages and subsequent rectification DC voltages obtained are fed to the diagonals of a resistor bridge and the currents or voltages developing in adjacent branches of the bridge be fed to a product measuring unit.