DE936152C - Verfahren und Anordnung zur Regelung der mittleren Frequenz frequenzmodulierter Schwingungserzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung der mittleren Frequenz frequenzmodulierter Schwingungserzeuger, insbesondere auf Schwingungserzeuger von der Bauart des Reflexklystrons.

Bei der praktischen Verwendung solcher Schwingungserzeuger, insbesondere bei Wobblern und frequenzmodulierten Radargeräten, ist es bei jeder Form der Modulationskennlinie wünschenswert, daß die mittlere Frequenz diejenige ist, bei der die Röhre ihre maximale Leistung abgibt. Im Fall des Reflexklystrons fällt diese Mittelfrequenz mit dem Mittelpunkt des Bereichs zusammen, in dem die Frequenz-Reflexspannungs-Kennlinie linear ist. Die Röhre wird also ihre maximale Leistung in der Nachbarschaft dieses Mittelpunkts abgeben müssen.

Die Frequenz des Schwingungserzeugers kann aus verschiedenen Gründen vom Sollwert abweichen, beispielsweise auf Grund einer Temperaturänderung oder einer Änderung der Speisespannungen.

Bei gewissen Anwendungen, insbesondere im Fall eines frequenzmodulierten Radargerätes, braucht die Mittelfrequenz nicht unbedingt absolut starr zu sein, dagegen ist es erforderlich, den linearen Teil der Frequenz-Reflexspannungs-Kennlinie des Klystrons zu verwenden, also beiderseits des Mittelpunktes dieses linearen Teils zu arbeiten.

Gegenstand der Erfindung ist die Kompensierung der Frequenzabweichungen des Schwingungserzeugers derart, daß im Verlauf der Modulationsschwingung die mittlere Frequenz an den Mittelpunkt des linearen Teils der Frequenz-Reflexspannungs-Kennlinie gebunden wird.

Gemäß der Erfindung verknüpft man das Maximum der vom Schwingungserzeuger gelief erten Leistung mit der Mittelfrequenz, indem man den dem Leistungsmaximum entsprechenden Zeitpunkt mit dem der mittleren Frequenz entsprechenden Zeitpunkt vergleicht und daraus eine dem Unterschied zwischen diesen beiden Zeitpunkten proportionale Fehlerspannung ableitet,, die zur Beeinflussung der Kenngrößen des Schwingungserzeugers verwendet wird.

Nach einer bevorzugten Abart der Erfindung wird der dem Leistungsmaximum entsprechende Augenblickswert der Modulationsspannung mit dem Mittelwert dieser Modulationsspannung verglichen. Nach einer Ausführungsart enthält die Regelanordnung eine an den Ausgangskreis des Reflexklystrons angeschlossene Stufe, die Impulse liefert, deren Lage dem Zeitpunkt entspricht, in dem die vom Klystron gelieferte Leistung ihr Maximum erreicht; ferner enthält sie eine Stufe, der einerseits diese Impulse, andererseits die an die Reflexelektrode des Klystrons angelegte Modulationsspannung zugeführt werden. Der Ausgang dieser Stufe liefert eine Spannung, die der augenblicklichen Modulationsspannung gleich ist, und zwar entsprechende dem Zeitpunkt, in dem die abgegebene Leistung ihr Maximum erreicht. Weiterhin ist «ine Stufe vorhanden, der ebenfalls die genannte Modulationsspannung zugeführt wird und die eine Spannung liefert, die ihrem über die Modulationsperiode genommenen Mittelwert gleich ist.

Schließlich ist eine Stufe vorgesehen, der die augenblickliche Modulationsspannung und die erwähnte mittlere Modulationsspannung zugeführt werden und die eine dem Unterschied zwischen diesen beiden Spannungen proportionale Spannung liefert, die über eine weitere Stufe in einem eine Frequenzabweichung kompensierenden Sinne der Reflexelektrode des Schwingungserzeugenden Klystrons zugeführt' wird. Weitere Einzelheiten-der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines.Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. Hierin zeigt

Fig. ι das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 die bei der erfindungsgemäßen Anordnung verglichenen Spannungen,

Fig. 3 ein Schaltungsbeispiel zur Erzeugung des Impulses, der den der maximalen Leistung entsprechenden Zeitpunkt kennzeichnet, und Fig. 4 eine Ausführungsart der Anordnung, welche die Fehlerspannung erzeugt. .

In Fig. ι bezeichnet K das Reflexklystron, das bei U die nach dem vom Modulator M aufgeprägten Gesetz frequenzmodulierte Ultrahochfrequenzschwingung liefert. Am Ausgang des Klystrons wird ein Teil dieser Schwingung abgenommen und der Stufe P zugeführt. Diese liefert Impulse, deren Lage dem Zeitpunkt t_x entspricht, in dem die Ausgangsleistung ihr Maximum besitzt. Der Stufe I wird die vom Modulator M gelieferte Modulationsspannung zugeführt. Sie befindet sich normalerweise in verriegeltemZustand und erst der von P erzeugte Impuls entriegelt sie, so daß sie eine Ausgangsspannung liefert, die der Modulationsspannung im Zeitpunkt des Impulses gleich ist. Vi sei der Wert dieser Modulationsspannung in dem Augenblick, der t_lt d. h. dem Leistungsmaximum, entspricht.

Die Stufe D nimmt ebenfalls die von M gelieferte Motlulationsspannung auf und erzeugt eine Spannung, die gleich der Hälfte der maximalen Modulationsspannung ist. Diese mittlere Spannung sei F₀.

Die beiden Spannungen V₀ und F₄ werden in die Vergleichsstufe O gesandt, die eine ihrem Unterschied proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung wird nach Verstärkung in A der Reflexelektrode des Klystrons K in einem eine Frequenzabweichung kornpensierenden Sinne zugeführt.

In Fig. 2 ist in Ordinatenrichtung die in O mit F₀ verglichene Spannung F₁- in Abhängigkeit von der Abzissenrichtung gezeichneten Zeit aufgetragen. Aus dieser Figur ist zu erkennen, daß der Vergleich der Zeitpunkte t₀ und t_x dem Vergleich der Spannungen F₀ und V{ entspricht. Da man im linearen Teil der Frequenz-Reflexspannungs-Keniüinie des Klystrons arbeitet, fällt der dem Augenblick des Frequenzdurchgangs durch den Mittelwert entsprechende Zeitpunkt t₀ mit demjenigen zusammen, in dem die Modulationsspannung F durch ihren Mittelwert F₀ geht, wobei F₀ gleich V_max ist. Die Stufe P der Fig. 1 kann

wie in Fig. 3 dargestellt aufgebaut werden. Ein Kristalldetektor d richtet die Amplitude der vom Klystron erzeugten Schwingung gleich. Im Verlauf der Modulationsschwingung geht diese Amplitude durch ein flaches Maximum, und zwar ist in der Mehrzahl der Anwendungen die Gesamtänderung der 1°° Leistung von der Größenordnung 3 db. Um dieses Maximum genau feststellen zu können, läßt man auf den Detektor ein Scheitelvoltmeter mit sehr geringem Öffnungsbereich folgen, das eine impulsförmige Spannung erzeugt. Der erzeugte Impuls ist um so schärfer, i°5 je geringer der Öffnungsbereich des Scheitelvoltmeters eingestellt ist. Im Schaltbild der Fig.. 3 wird die Spannung beispielsweise an den Klemmen des mit der Kapazität C in Reihe geschalteten Widerstandes ρ abgenommen. Die Zeitkonstante des Kreises RC ist groß gegenüber der Modulationsfrequenz und ρ sehr klein gegen R.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Schaltung, um die Spannungen V₁, F₀ und F₁₁- — F₀ zu erzeugen. Bei ι wird die Modulationsspannung F zugeführt, die einerseits auf eine integrierende Diode Z₁ gelangt, welche eine Spannung V_max erzeugt. Diese ist gleich dem Scheitelwert der Wechselspannungsamplitude der Modulationsspannung. Mit Hilfe eines Spannungsteilers wird hiervon bei 2 der Wert V_max, d. h. die

mittlere Modulationsspannung F₀ abgenommen. Die Modulationsspannung F wird andererseits auf' eine zweite integrierende Diode Z₂ gegeben. Diese ist durch eine dritte negativ vorgespannte Diode Z₃ dauernd gesperrt, kann aber bei 3 durch den von der in

Fig. 3 dargestellten Stufe herrührenden, d. h. dem Zeitpunkt t_x des Leistungsmaximums entsprechenden Impuls entriegelt werden. Die Diode Z₂ erzeugt also eine Spannung V_it die gleich dem Wert der Modulationsspannung in dem Augenblick ist, der der maximalen Leistung entspricht.

Die beiden Spannungen F₀ und V^ werden mittels der beiden Widerstände ρ' miteinander verglichen und die Differenz auf die Verstärkerröhre Z₄ gegeben.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Regelung der mittleren Frequenz eines frequenzmodulierten Schwingungserzeugers, dessen Frequenz sich mit der einer Steuerelektrode zugeführten Spannung nach einer im wesentlichen linearen Funktion ändert, wenn der Schwingungserzeuger etwa bei einer Frequenz arbeitet, bei der er seine maximale Leistung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu regelnde mittlere Frequenz dadurch an das Leistungsmaximum gebunden wird, daß man den dem Leistungsmaximum entsprechenden Zeitpunkt mit dem der mittleren Frequenz entsprechenden Zeitpunkt vergleicht und daraus eine der Differenz dieser beiden Zeiten proportionale Fehlerspannung ableitet, die zur Beeinflussung der Kenngrößen des Schwingungserzeugers dient.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Augenblickswert der dem Maximum der von dem Schwingungserzeuger gelieferten Leistung entsprechenden Modulationsspannung mit dem Mittelwert dieser Modulationsspannung verglichen wird.

3. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine in der Regelanordnung enthaltene, an den Ausgangskreis des Schwingungserzeugers (K) angeschlossene Stufe (P), welche Impulse liefert, deren Lage dem Zeitpunkt entspricht, in dem die vom Schwingungserzeuger gelieferte Leistung ihr · Maximum erreicht, ferner eine Stufe (/), der einerseits diese Impulse, andererseits die an die Steuerelektrode des Schwingungserzeugers angelegte Modulationsspannung zugeführt werden und die zu dem Zeitpunkt, in dem die Leistung ihr Maximum erreicht, eine dem Augenblickswert der Modulationsspannung gleiche Spannung liefert, ferner eine Stufe (D), der die Modulationsspannung zugeführt wird und die eine ihrem über die Modulationsperiode genommenen Mittelwert gleiche Spannung liefert, ferner eine Stufe (O), der die Augenblicksspannung und die mittlere Spannung zugeführt werden und die eine ihrer Differenz proportionale Spannung abgibt, die über eine weitere Stufe in einem eine Frequenzabweichung kompensierenden Sinne der Steuerelektrode zugeführt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger eine Röhre vom Typ des Reflexklystrons ist, deren Steuerelektrode durch die Reflexelektrode dieses Klystrons dargestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 509590 12.55