JPS642250B2 - - Google Patents
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- JPS642250B2 JPS642250B2 JP20552683A JP20552683A JPS642250B2 JP S642250 B2 JPS642250 B2 JP S642250B2 JP 20552683 A JP20552683 A JP 20552683A JP 20552683 A JP20552683 A JP 20552683A JP S642250 B2 JPS642250 B2 JP S642250B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
- H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は送信機出力段とアンテナ回路を整合
する整合同調回路をモータにより自動調整する自
動アンテナ同調器の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in an automatic antenna tuner in which a motor automatically adjusts a matching tuning circuit that matches a transmitter output stage and an antenna circuit.
現在はHF帯あるいはVHF帯のアンテナ回路は
使用する同軸フイーダのインピーダンスに合わせ
て、50オームあるいは75オームとしてある。従つ
てこれと併用する通信機の入出力インピーダンス
もこれに合つていることが望ましい。特に送信機
にあつては不整合による損失で出力電力の低下を
生ずるから、終段電力増幅器の出力部に負荷との
インピーダンス整合部を設けて最大出力を取り出
すように調整している。またトランジスタ出力段
では固定インピーダンスのものが多いので、送信
機出力とアンテナとの中間にインピーダンス整合
器を挿入することがある。
Currently, antenna circuits for the HF band or VHF band are 50 ohm or 75 ohm, depending on the impedance of the coaxial feeder used. Therefore, it is desirable that the input/output impedance of the communication device used in conjunction with this also matches this. Particularly in the case of a transmitter, since loss due to mismatching causes a drop in output power, an impedance matching section with the load is provided at the output section of the final stage power amplifier to adjust the output power to obtain the maximum output. Furthermore, since many transistor output stages have fixed impedance, an impedance matching device may be inserted between the transmitter output and the antenna.
これ等の出力整合器あるいはアンテナ整合器は
送信周波数を変えることに調整し直す手数が掛る
ので、これを補うための自動調整方式が種々提案
され、また実用化されている。その多くはアンテ
ナ回路のSWR(定在波比)を指標として、SWR
が最良となる状態に自動調整している。この
SWR最良状態は同時に送信機とアンテナとの整
合も最良であることを意味するので自動調整の指
標として適切であるが、SWRの検出装置自体が
複雑である。 Since these output matching devices or antenna matching devices require a lot of effort to readjust when changing the transmission frequency, various automatic adjustment methods have been proposed and put into practical use to compensate for this. Most of them use the SWR (standing wave ratio) of the antenna circuit as an index, and
automatically adjusts to the best condition. this
Since the best SWR condition also means the best matching between the transmitter and antenna, it is suitable as an index for automatic adjustment, but the SWR detection device itself is complex.
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで本発明では出力電力を指標として出力電
力最大に調整している。出力電力も無損失で計測
するためには通過形電力計形式が必要であり、こ
れはSWR計よりは簡単であるが、自動調整の目
的には電力の絶対値を知る必要はないのであつ
て、大小の比較が出来ればよいのであるから、本
発明では出力電力の電圧をE、負荷抵抗(インピ
ーダンス)をRとすれば
電力P=E2/R
であるから、Rが一定であれば前式のPとEとは
比例的関係であるから、Pの代りにEを測つても
Pの大小および最大点を検出し得ることは明らか
である。一般に高周波伝送路においては定在波の
問題があるため電圧最大点が必らずしも電力の最
大点とはならないという概念があるため、出力電
力検出の代りに出力電圧検出では不完全と見られ
ていたが、負荷(ここではアンテナ)と送信周波
数が一定の条件の下ではPとEの比例的関係は成
立するものであるから出力高周波電圧を指標とす
ることに不都合はなく、かつ高周波電圧の検出は
ダイオードで簡単に行えるから、実施上の経済価
値において極めて有利である。[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, in the present invention, the output power is adjusted to the maximum value using the output power as an index. In order to measure the output power without loss, a pass-through wattmeter is required, which is simpler than an SWR meter, but for the purpose of automatic adjustment it is not necessary to know the absolute value of the power. , it is sufficient to be able to compare the magnitude, so in the present invention, if the output power voltage is E and the load resistance (impedance) is R, the power P = E 2 /R, so if R is constant, the previous Since P and E in the equation are in a proportional relationship, it is clear that even if E is measured instead of P, the magnitude and maximum point of P can be detected. In general, there is a concept that the maximum voltage point is not necessarily the maximum power point due to the problem of standing waves in high frequency transmission lines, so output voltage detection instead of output power detection is considered incomplete. However, under the conditions that the load (in this case the antenna) and the transmission frequency are constant, a proportional relationship between P and E holds true, so there is no problem in using the output high-frequency voltage as an index. Since voltage detection can be easily performed with a diode, it is extremely advantageous in terms of practical economic value.
次に自動整合器における回路定数の調整は、回
路を構成するコイルとコンデンサのうちで可変の
容易なコンデンサを調整して行うのが普通であ
る。この部分は電力回路であるから、容量ダイオ
ードによる電子同調が出来ないので、バリアブル
コンデンサをサーボ・モータにより回転すること
になるが、調整を急速に行うためにモータの回転
数を上げると、ロータの慣性が大きいために停止
点で制御電源を切つてもオーバーランしてしま
い、停止してから逆転し、また行き過ぎて逆転す
るというシーソー運動を数回繰返えすので調整の
終了までに予想外の時間が掛る。回転数を下げれ
ば一度で調整が完了できるが、終了までに時間の
掛ることは同様である。 Next, the adjustment of the circuit constants in an automatic matching box is usually carried out by adjusting the capacitor that is easily variable among the coil and capacitor that make up the circuit. Since this part is a power circuit, electronic tuning using capacitance diodes is not possible, so the variable capacitor must be rotated by a servo motor. Due to the large inertia, even if the control power is turned off at the stopping point, it will overrun, and the see-saw movement of stopping, reversing, and overshooting and reversing will be repeated several times, so there will be unexpected problems before the adjustment is completed. It takes time. If the rotation speed is lowered, the adjustment can be completed in one go, but it also takes time to complete.
送信機出力段とアンテナ回路を整合する整合同
調回路の同調を調整する駆動モータのサーボ回路
が、アンテナ回路に送出される出力電力を増大す
る方向に前記モータを駆動する電源電流を出力電
力最大点までは直流駆動により、出力最大点を過
ぎるとパルス駆動に転換することにより、出力電
力最大点に至るまでの時間を短縮し、オーバーラ
ン期間はモータの制御スピードを低下して、オー
バーラン量を減少することにより同調完了までの
所要時間を短縮したことを特徴とする自動アンテ
ナ整合同調器である。
A servo circuit of a drive motor that adjusts the tuning of a matching tuning circuit that matches the transmitter output stage and the antenna circuit changes the power supply current that drives the motor in the direction of increasing the output power sent to the antenna circuit to the maximum output power point. Until then, DC drive is used, but once the maximum output point has been reached, the drive is switched to pulse drive to shorten the time until the maximum output power is reached, and during the overrun period, the motor control speed is reduced to reduce the amount of overrun. This is an automatic antenna matching tuner characterized by reducing the time required to complete tuning by reducing the number of antennas.
第1図は送信機出力段とアンテナ回路との中間
に挿入する自動整合器(送信機内に含まれること
もある)の概要を示すブロツク図であつて、アン
テナ整合器の出力側に設けた出力電力検出器(本
発明では出力電圧の検出で代行しているから、ダ
イオード整流器で簡単に構成でき、またダイオー
ドには1Vrms程度の電圧が適当であり、出力回
路の電圧は送信電力10Wでアンテナ・インピーダ
ンス50Ωの場合に22Vrms程度であるから、ダイ
オードには1/20以上の分割器または倍率器を通し
て供給することになり、出力回路に対する負荷効
果は無視できる)の出力をモータ回転制御回路に
加え、サーボ・モータMを回転してアンテナ整合
器のバリアブルコンデンサVCを整合方向に回転
し、最良整合点で停止する動作をする。さらに本
発明においてはモータ回転制御回路において、モ
ータを駆動する電源電流を出力最大点までは直流
駆動により、出力最大点を過ぎるとパルス駆動に
転換することを特徴とするものである。このよう
な動作を行うに適当な回路装置につき、特許請求
の範囲第2項に開示してあり、以下に説明する。
Figure 1 is a block diagram showing the outline of an automatic matching device (sometimes included in the transmitter) inserted between the transmitter output stage and the antenna circuit, and the output provided on the output side of the antenna matching device. Power detector (In the present invention, it detects the output voltage, so it can be easily configured with a diode rectifier. Also, a voltage of about 1 Vrms is appropriate for the diode, and the voltage of the output circuit is set to 1 Vrms at a transmission power of 10 W. When the impedance is 50Ω, the output is about 22Vrms, so it is supplied to the diode through a divider or multiplier of 1/20 or more, so the load effect on the output circuit can be ignored) is added to the motor rotation control circuit. The servo motor M is rotated to rotate the variable capacitor VC of the antenna matching device in the matching direction, and the operation is stopped at the best matching point. Further, in the present invention, the motor rotation control circuit is characterized in that the power supply current for driving the motor is DC driven until the maximum output point is reached, and then converted to pulsed drive after the maximum output point is reached. A circuit device suitable for performing such an operation is disclosed in claim 2 and will be described below.
本発明の実施例としてのモータ回転制御回路の
構成概要を第2図に、結線図例を第3図に示す。
第2図の構成は大別して〔スタート・ストツプ回
路〕〔モータ回転方向検出回路〕〔パルス駆動回
路〕〔回転方向指令回路〕〔電源制御回路〕よりな
る。停止状態の回路を始動するためにはスタート
回路のスイツチを入れると、正電源+Vccがダイ
オードD3を通つて電圧検出コンパレータQ1,Q2
に加わり、+検出用のコンパレータQ1の出力をH
にし、これはダイオードD7,D9を通つてスター
ト・ストツプ回路の出力をHとし、電源制御回路
を動作OKの状態とする。 FIG. 2 shows an outline of the configuration of a motor rotation control circuit as an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows an example of a wiring diagram.
The configuration shown in FIG. 2 is roughly divided into [start/stop circuit], [motor rotation direction detection circuit], [pulse drive circuit], [rotation direction command circuit], and [power supply control circuit]. To start a stopped circuit, turn on the start circuit, and the positive power supply +V cc passes through diode D 3 to voltage detection comparators Q 1 and Q 2
In addition, the output of comparator Q1 for + detection is set to H.
This causes the output of the start/stop circuit to become H through diodes D 7 and D 9 , making the power supply control circuit ready for operation.
スタート時には、回転方向指令回路は予め設定
してある回転方向の指令を出し、正負電源のいづ
れかをモータに加えて整合回路のバリアブル・コ
ンデンサVCを回転させる。 At the start, the rotation direction command circuit issues a preset rotation direction command, applies either the positive or negative power source to the motor, and rotates the variable capacitor VC in the matching circuit.
バリアブルコンデンサVCの回転に伴う出力電
圧の変化は第3図のC1,R2の微分回路を通して、
検出電圧の絶対値とは無関係に増減値のみをコン
パレータQ1,Q2に供給する。ダイオードD1,D2
は振幅リミツタであつて、過大入力による破損防
止用である。検出電圧が増加する方向であれば微
分出力は+であるから、スタート時と同じ状態を
持続する。 Changes in the output voltage due to the rotation of the variable capacitor VC occur through the differentiator circuit of C 1 and R 2 in Figure 3,
Only the increase/decrease value is supplied to comparators Q 1 and Q 2 regardless of the absolute value of the detected voltage. Diode D1 , D2
is an amplitude limiter and is used to prevent damage due to excessive input. If the detected voltage is in the increasing direction, the differential output is +, so the same state as at the start is maintained.
検出電圧が減少する方向であれば、微分出力は
−であるからコンパレータQ1は休止し、コンパ
レータQ2の出力がLからHに変るので、これを
回転方向指令回路の半導体Q13に加えて回転方向
を逆転する。半導体Q13はJ−Kフリツプ・フロ
ツプで構成し、CKのクロツク入力に従つて出力
のQ,が共に反転するから、コンパレータQ2
の出力レベルによりモータMの回転方向が決定さ
れる。J・Kは図ではHレベルに接いであるが、
これをLレベルにすればQととは逆転するから
モータの回転方向の設定に便利である。 If the detected voltage is in the decreasing direction, the differential output is -, so comparator Q 1 is stopped, and the output of comparator Q 2 changes from L to H, so this is added to semiconductor Q 13 of the rotation direction command circuit. Reverse the direction of rotation. The semiconductor Q13 is composed of a JK flip-flop, and the outputs Q and Q are both inverted according to the clock input of CK, so the comparator Q2
The rotation direction of the motor M is determined by the output level of the motor M. J/K is close to H level in the diagram,
If this is set to L level, it will be opposite to Q, which is convenient for setting the rotation direction of the motor.
第4図において原点aからの方向に回転して
出力が減少すると、b点で逆転しての方向に出
力を増加し、最大点cで微分出力が零となる。従
つてコンパレータQ1,Q2の出力もLとなる。 In FIG. 4, when the output decreases as it rotates in the direction from the origin a, the output increases in the reverse direction at point b, and the differential output becomes zero at the maximum point c. Therefore, the outputs of comparators Q 1 and Q 2 also become L.
パルス駆動回路のANDゲートQ4はスタート時
にはダイオードD4,D7を通してA・B入力が共
にHであるから出力もHであり、出力のHレベル
がA入力に加えられて出力のHレベルを保持す
る。インバータQ3で逆転したLレベルをQ6,Q7
で構成するマルチバイブレータのNANDゲート
の一入力に加えて発振を停止している。出力最大
点付近で微分出力が消滅し、コンパレータQ1,
Q2の出力がLとなつてANDゲートQ4のB入力も
LとなるANDゲートQ4の出力がL、インバータ
Q5の出力がHとなつてマルチバイブレータQ6,
Q7が発振し、コンパレータQ8をスイツチングし
てモータ電源を断続してパルス駆動を行う。 When the AND gate Q4 of the pulse drive circuit starts, the A and B inputs are both H through the diodes D4 and D7 , so the output is also H, and the H level of the output is added to the A input to change the H level of the output. Hold. The L level reversed by inverter Q 3 is Q 6 , Q 7
In addition to one input of the NAND gate of the multivibrator consisting of , oscillation is stopped. The differential output disappears near the maximum output point, and the comparator Q 1 ,
The output of Q 2 becomes L, and the B input of AND gate Q 4 also becomes L. The output of AND gate Q 4 becomes L, and the inverter
When the output of Q5 becomes H, multivibrator Q6 ,
Q7 oscillates, and comparator Q8 is switched to intermittent motor power to perform pulse drive.
最大点cを過ぎるとのようにパルス駆動で
より低速でオーバーランしてd点で反転し、の
ようにc点に至つて停止する。 After passing the maximum point c, the pulse drive overruns at a lower speed, reverses at point d, and stops at point c as shown.
第4図のb、d点では瞬時微分出力が消滅する
が、それによりパルス駆動回路の動作が乱されな
いために、c4とR7の時定数回路を設けて、変化
の緩やかなc点付近でのみ動作するように考慮し
てある。さらにスタート・ストツプ回路はc点通
過時の電源保持を確実にするために、さらに時定
数の大きいc3,R6の時定数回路を設けてある。 The instantaneous differential output disappears at points b and d in Figure 4, but in order to prevent this from disturbing the operation of the pulse drive circuit, a time constant circuit of c 4 and R 7 is provided to detect the point near point c, where the change is gradual. It is designed to work only with. Further, the start/stop circuit is provided with time constant circuits c 3 and R 6 having larger time constants in order to ensure that the power is maintained when passing point c.
第5図は第4図の各動作に対応する。モータM
の駆動電流を示したものである。 FIG. 5 corresponds to each operation in FIG. 4. Motor M
This figure shows the drive current of .
の期間ではの期間より回転スピードが遅い
から、c点通過時の微分出力の消滅時間が長くな
る。従つてパルス駆動回路の時定数回路c4,R7
の時定数を適当に設定して、のオーバーラン時
にはHレベルを保持し、のc点通過時にはLレ
ベルとなつてマルチバイブレータQ6,Q7の発振
を停止する。 Since the rotational speed is slower in the period than in the period, the time for the differential output to disappear when passing point c is longer. Therefore, the time constant circuit c 4 , R 7 of the pulse drive circuit
By appropriately setting the time constant of , it is held at the H level during overrun, and becomes the L level when passing through point c, thereby stopping the oscillation of the multivibrators Q 6 and Q 7 .
微分出力が消滅して、c3,R6の保持時間を過
ぎると、スタート・ストツプ回路の出力レベルが
Lとなり、電源制御回路を不動作に固定する。 When the differential output disappears and the holding time of c 3 and R 6 has elapsed, the output level of the start/stop circuit becomes L, fixing the power supply control circuit to be inoperative.
以上をもつて自動整合同調が完了し、再びスタ
ートスイツチを押すまでは停止状態を保持する。 With the above steps, automatic matching is completed and the stopped state is maintained until the start switch is pressed again.
本発明によれば送信機の自動アンテナ整合同調
を比較的簡単な回路構成により調整完了時間を短
縮して実現できる利益がある。
According to the present invention, there is an advantage that automatic antenna matching tuning of a transmitter can be achieved by shortening the adjustment completion time with a relatively simple circuit configuration.
第1図は本発明の自動アンテナ整合同調器の構
成の概要を示すブロツク図、第2図はモータ制御
回路の構成の概要を示すブロツク図、第3図はモ
ータ制御回路、第4図は制御モータの回転と出力
電力の関係図、第5図は制御時のモータ電流の変
化状況を示す図である。
Q1,Q2……電圧検出コンパレータ、Q4……
ANDゲート、Q5……インバータ、Q6,Q7……マ
ルチバイブレータ、Vc……バリアブルコンデン
サ、D1,D2……振幅リミツタ、c3,R6……時定
数回路。
Figure 1 is a block diagram showing the outline of the configuration of the automatic antenna matching tuner of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the outline of the configuration of the motor control circuit, Figure 3 is the motor control circuit, and Figure 4 is the control circuit. FIG. 5, which is a diagram showing the relationship between motor rotation and output power, is a diagram showing changes in motor current during control. Q 1 , Q 2 ... Voltage detection comparator, Q 4 ...
AND gate, Q 5 ... Inverter, Q 6 , Q 7 ... Multivibrator, V c ... Variable capacitor, D 1 , D 2 ... Amplitude limiter, C 3 , R 6 ... Time constant circuit.
Claims (1)
テナ整合回路の同調を調整する駆動モータのサー
ボ回路が、アンテナ整合回路の出力側の高周波電
圧を整流して得た直流電圧の変化分の微分出力を
検出して出力電圧を増大する方向に前記モータを
駆動する電源電流を出力電力最大点までは直流駆
動により、出力最大点を過ぎるとパルス駆動に転
換することにより、出力電力最大点に至るまでの
時間を短縮し、オーバーラン量を減少することに
より同調完了までの所要時間を短縮したことを特
徴とする自動アンテナ整合同調器。 2 送信機出力段とアンテナ回路を整合するアン
テナ整合回路の同調を調整する駆動モータのサー
ボ回路が、整合同調回路の出力側の高周波電圧を
整流して得た直流電圧の変化分の微分出力を、正
極性コンパレータと負極性コンパレータにより極
性を判定し、その結果をJ−Kフリツプフロツプ
のクロツク入力に加えて、その順出力によりモー
タの順回転電源を制御し、その逆出力によりモー
タの逆回転電源を制御して、モータの回転を前記
出力高周波電圧を増大する方向に保持し、前記微
分出力の極性逆転に伴いマルチバイブレータを発
振させて、その出力波形に従いモータの電源出力
を断続して、微分出力の消滅と共にモータの電源
を断としてモータの回転を停止することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の自動アンテナ整
合同調器。[Claims] 1. A servo circuit of a drive motor that adjusts the tuning of an antenna matching circuit that matches the transmitter output stage and the antenna circuit rectifies the high frequency voltage on the output side of the antenna matching circuit. By detecting the differential output of the change and driving the motor in the direction of increasing the output voltage, the power supply current is driven by DC drive until the maximum output power point, and then converted to pulse drive after the maximum output point. An automatic antenna matching tuner characterized by shortening the time required to reach the maximum point and reducing the amount of overrun to complete tuning. 2. The servo circuit of the drive motor, which adjusts the tuning of the antenna matching circuit that matches the transmitter output stage and the antenna circuit, outputs the differential output of the change in the DC voltage obtained by rectifying the high-frequency voltage on the output side of the matching tuning circuit. , determine the polarity using a positive polarity comparator and a negative polarity comparator, and add the result to the clock input of the J-K flip-flop.The forward output controls the motor's forward rotation power supply, and its reverse output controls the motor reverse rotation power supply. is controlled, the rotation of the motor is maintained in the direction of increasing the output high frequency voltage, the multivibrator is oscillated as the polarity of the differential output is reversed, and the power output of the motor is intermittent according to the output waveform. 2. The automatic antenna matching tuner according to claim 1, wherein the power to the motor is turned off and the rotation of the motor is stopped when the output disappears.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20552683A JPS6097728A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Automatic antenna matching tuner |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP20552683A JPS6097728A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Automatic antenna matching tuner |
Publications (2)
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JPS6097728A JPS6097728A (en) | 1985-05-31 |
JPS642250B2 true JPS642250B2 (en) | 1989-01-17 |
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ID=16508340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20552683A Granted JPS6097728A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Automatic antenna matching tuner |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS6097728A (en) |
Cited By (1)
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-
1983
- 1983-11-02 JP JP20552683A patent/JPS6097728A/en active Granted
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