NO136600B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO136600B NO136600B NO186973A NO186973A NO136600B NO 136600 B NO136600 B NO 136600B NO 186973 A NO186973 A NO 186973A NO 186973 A NO186973 A NO 186973A NO 136600 B NO136600 B NO 136600B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- antenna
- impedance
- tuning
- reactance
- tuner
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 56
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 56
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 47
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 11
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 244000228957 Ferula foetida Species 0.000 description 1
- 241001417527 Pempheridae Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transmitters (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrbrer en antenne-a<y>stemmer for å omforme impedansen av en antenne til last-motstanden som kreves for overfbrsel av effekt til antennen over et område av transmisjonsfrekvenser. For å tilveiebringe en effektiv overforing av effekt fra effekt-forsterkeren i en radiosender til dens antenne, The present invention relates to an antenna tuner to transform the impedance of an antenna into the load resistance required for transferring power to the antenna over a range of transmission frequencies. To provide an efficient transfer of power from the power amplifier in a radio transmitter to its antenna,
må det tilveiebringes antenne-avstemming for å oppnå den effektive effekt-overfbring. Fblgelig er funksjonen for antenne-avstemmeren å overfore impedansen for antennen til last-motstanden som kreves for effektforsterker-utgangstrinnet i senderens effekt-forsterker. antenna tuning must be provided to achieve the effective power transmission. Generally, the function of the antenna tuner is to transfer the impedance of the antenna to the load resistance required for the power amplifier output stage of the transmitter power amplifier.
Tilveiebringelsen av en automatisk antenne-avstemmer for en lett-vekstkombinert sender-mottaker, for eksempel batteridrevet, flyttbar radiosender/mottaker, kan by på mange vanskelige problemer på grunn av behovet for hurtig avstemming og lavt effekt-forbruk for å tilpasse de individuelle antenner av et flertall. Vanskelig-hetene er ikke begrenset til et enkelt problemområde og innbefatter fysisk stbrrelse av avstemmings-elementene som kreves for hbyeffekts-transmisjon, hvilke elementer er ikke lett tilpassbare til kravene om utstyr med lite volum og lav vekt. Et annet problemområde er å muliggjbre bruken av mer enn en antenne, hvilket påtvinger ytterligere krav til avstemmeren ved at avstemmings-elementene må være stbrre og et stbrre antall av elementer kreves for å omfatte de ytterligere parametrer og brede frekvensbånd mens det opprettholdes tilborlig opplbsning til å mote nbdvendige antenne-impedans tilpas-ningskrav. I særdeleshet etter som de reaktive avstemmings-elementer blir stbrre for å tilveiebringe tilpasning av individuelle antenner, utvikles det hbyere RF-spenninger i avstemmeren som i tur oker den fysiske stbrrelse av elementene. Dessuten blir kravene til avstemmeren enda mer strenge etter som frekvensområdet bkes. Ved hbyere frekvenser for eksempel, er en forbedret opplbsning nbdvendig i avstemmings-elementene for å tilveiebringe meget små mengder av reaktans som kreves for å tilveiebringe effektiv effekt-kobling mellom effekt-forsterkeren og antennen. The provision of an automatic antenna tuner for a light-weight combined transceiver, such as a battery-powered portable radio transceiver, can present many difficult problems due to the need for rapid tuning and low power consumption to match the individual antennas of a majority. The difficulties are not limited to a single problem area and include physical control of the tuning elements required for high power transmission, which elements are not easily adaptable to the requirements of small volume and light weight equipment. Another problem area is enabling the use of more than one antenna, which imposes additional requirements on the tuner in that the tuning elements must be larger and a larger number of elements are required to include the additional parameters and wide frequency bands while maintaining sufficient resolution to meet the necessary antenna impedance matching requirements. In particular, as the reactive tuning elements become larger to provide adaptation of individual antennas, higher RF voltages develop in the tuner which in turn increases the physical distortion of the elements. Moreover, the requirements for the tuner become even stricter as the frequency range increases. At higher frequencies for example, an improved resolution is required in the tuning elements to provide the very small amounts of reactance required to provide effective power coupling between the power amplifier and the antenna.
Ved å tilfredsstille de foregående krav til stbrre reaktans-verdier og stbrre antall av elementer, og ved å beskytte mot de hbyere RF-spenningér på grunn av fysisk stbrrelse av elementene, introduseres det ytterligere problemer, nemlig det at strb-induktans og kapasitet blir et alvorlig problem ved hbyere frekvenser hvor strb-impedansen kan bli stor nok til å maskere antenne-parametrene og derved gjore det vanskelig eller umulig å finne det riktige avstemte eller resonans-punktet som finnes under det tillatelige ved VSWR-nivå. Videre må den automatiske avstemmingen utfores med en begrenset kraft-tilfbrsel som er tilgjengelig for flyttbart utstyr. Fblgelig må tappingen av effekt for å iverksette den automatiske avstemmings-prosessen begrenses til det som er tilgjengelig fra kraftkilder med lav vekt og lite volum. By satisfying the previous requirements for greater reactance values and greater number of elements, and by protecting against the higher RF voltages due to physical distortion of the elements, further problems are introduced, namely that strb inductance and capacitance become a serious problem at higher frequencies where the strb impedance can become large enough to mask the antenna parameters and thereby make it difficult or impossible to find the correct tuned or resonance point which is below the permissible VSWR level. Furthermore, the automatic tuning must be carried out with a limited power supply available for mobile equipment. Consequently, the tapping of power to initiate the automatic tuning process must be limited to what is available from light weight and small volume power sources.
Full automatisk operasjon av avstemmeren tilveiebringer i seg selv en bnskelig fordel. Videre bor den automatiske operasjonen fullfores under en minimal tidsperiode for avstemming for hurtig transmisjon av signalene, i praksis er det blitt funnet at den bnskelige tidsperiode for avstemming bor være mindre enn lo sekunder. En av de vanlig anvendte kjente avstemmere består av en roterende bryter som inneholder kombinasjoner av faste reaktive elementer. Full automatic operation of the tuner provides a desirable advantage in itself. Furthermore, the automatic operation should be completed within a minimal time period for tuning for rapid transmission of the signals, in practice it has been found that the desirable time period for tuning should be less than 10 seconds. One of the commonly used known tuners consists of a rotary switch containing combinations of fixed reactive elements.
Det begrensede antall av nbdvendige kombinasjoner av induktorer The limited number of necessary combinations of inductors
og kapasitorer, det vil si individuelle avstemte kretser, og tidsperioden som kreves for å innsette hver av de avstemte kretsene, er lenger enn briskelig, det vil si vesentlig overstigende lo sekunder. and capacitors, that is, individual tuned circuits, and the time period required to insert each of the tuned circuits is longer than brittle, that is, substantially in excess of 10 seconds.
I mange automatiske avstemmer-anordninger som er tidligere kjent, anvendes det en viss metode for forutlasting av antennen. Dette er nbdvendig på grunn av det brede frekvensområdet for enhver gitt antenne, eller hvis den samme avstemmeren skal grense (interface) mellom og tilveiebringe avstemming for mer enn en antenne. Etter som frekvensområdet blir stort, oker antallet av reaktive elementer, spesielt ved de lavere frekvenser. Denne bkning kreves over det stbrre antenneimpedans-området mens man opprettholder tilstrekkelig opplbsning til å oppnå den bnskede hbye grad av impedans-tilpasning som detekteres ved hjelp av VSWR-avfbler, for eksempel 1,5:1 eller mindre. Hvis antallet av svitsjede elementer imidlertid biir for stort, oker avstemmingstiden hurtig og linjetapene oker også, hvilket begrenser den maksimale avstembare frekvens. In many automatic tuning devices previously known, a certain method is used for preloading the antenna. This is necessary because of the wide frequency range for any given antenna, or if the same tuner is to interface between and provide tuning for more than one antenna. As the frequency range becomes large, the number of reactive elements increases, especially at the lower frequencies. This bending is required over the larger antenna impedance range while maintaining sufficient resolution to achieve the desired high degree of impedance matching detected by VSWR filters, eg 1.5:1 or less. However, if the number of switched elements is too large, the tuning time increases rapidly and the line losses also increase, which limits the maximum tunable frequency.
Radiofrekvens-effektnivået som utvikles i en avstemmer, kan bli et problem når hurtige svitsje-anordninger og miniatyrisert pakking anvendes i avstemmer-konstruksjonen. Under transmisjonsmodusen utvikles det hbye spenninger over reaktansavstemmings-elementene og over svitsje-anordningene for innfbring eller fjerning fra avstemmer-kretsen og på det nåværende tidspunkt er de fleste faststoff -svitsjer ikke i stand til å operere ved disse hbye spenninger. , The radio frequency power level developed in a tuner can become a problem when fast switching devices and miniaturized packaging are used in the tuner design. During the transmission mode, high voltages are developed across the reactance tuning elements and across the switching devices for insertion or removal from the tuning circuit and at the present time most solid state switches are not capable of operating at these high voltages. ,
I den foretrukkede utfbrelse av den automatiske avstemmeren i den foreliggende oppfinnelse er det blitt tilveiebrakt en fullstendig automatisk avstemmer som er tilpasset nbyaktig enhver av 5 forskjellige antenne-konfigurasjoner, for eksempel, til utgangen av sendereffekt-forsterkeren. Antennetilpasnings-nettverket for avstemmeren er et T-nettverk anordnet i en lavpass-konfigurasjon som har releer av låsetypen med en hurtig reaksjon for selektivt å innfore induktanser eller kondensatorer for å danne et L-nettverk for å variere reaktans-verdiene for inngangen og shunt-grener av T-nettverket som innbefatter de forbelastnings-induktive elementer. Digital kontroll-krets muliggjbr valg av releer for innfbring av de individuelle reaktive elementer i nettverket og forbelastnings-seksjon. Den hurtige reaksjonen av låsereléer muliggjbr aktivering og innfbring av elementene på mindre enn 3 millisekunder (3 msec). Effekten som kreves for avstemming er gjort minst mulig og så snart en avstemmings-tilstand er nådd, fjernes all primær kraft fra avstemmeren. En VSWR-detektor tilveiebringer informasjon relativt til den avstemte tilstand som er blitt nådd og forblir operativ under alle transmisjonsintervaller. Overvåkningen av avstemmeren ved. hjelp av VSWR-detektoren sorger også for å hindre hby effekt under en transmisjonsperiode dersom en feiltilpasning skulle oppstå In the preferred embodiment of the automatic tuner of the present invention, a fully automatic tuner is provided which is adapted to nearly any of 5 different antenna configurations, for example, to the output of the transmitter power amplifier. The antenna matching network for the tuner is a T-network arranged in a low-pass configuration having latch-type relays with a fast response to selectively introduce inductances or capacitors to form an L-network to vary the reactance values of the input and shunt branches of the T-network which include the preload inductive elements. Digital control circuit enables selection of relays for introducing the individual reactive elements in the network and preload section. The fast response of latching relays enables activation and insertion of the elements in less than 3 milliseconds (3 msec). The power required for tuning is minimized and as soon as a tuning condition is reached, all primary power is removed from the tuner. A VSWR detector provides information relative to the tuned condition that has been reached and remains operative during all transmission intervals. The monitoring of the tuner by. using the VSWR detector also prevents hby effect during a transmission period should a mismatch occur
i avstemmeren, for eksempel på grunn av en forandring i posisjonen av den kombinerte sender/mottaker. in the tuner, for example due to a change in the position of the combined transmitter/receiver.
: Som nevnt tidligere muliggjbr anvendelsen av en digital logisk krets valg med hby hastighet av avstemmings-elementer som har binære .:verdier ved hjelp av låsereléer. Releene innforer selektivt i tur og orden elementene i L-tilpasningsnettverket for å kontrollere .reaktans-verdiene som står i forhold til hverandre i en binær sekvens, som eir gitt av individuelle tellere for induktansene og kapa-sitansene som innfores samtidig. As mentioned earlier, the use of a digital logic circuit enables high-speed selection of tuning elements having binary values by means of latching relays. The relays selectively introduce in turn the elements of the L-matching network to control the reactance values which are relative to each other in a binary sequence, which are given by individual counters for the inductances and capacitances which are introduced simultaneously.
Individuelle fase- og last-avfblere er tilveiebrakt for å detektere spenning og strbmprbver av det transmitterte signal for å tilveiebringe positive og negative bestemmelser med hensyn til fase og Individual phase and load rectifiers are provided to detect voltage and current variations of the transmitted signal to provide positive and negative determinations with respect to phase and
.impedans over eller under loo ohm eller 5o ohm impedans-referansene. loo ohm-referansen er tilveiebrakt for å velge eh riktig fbrbelast-nings-reaktans for forbelastning av den valgte antennen under 5o MHz av det brede frekvensområdet på 2 til 8o MHz. Forbelastnins-anordningen består i en roterende bryter som skiftes som folge av .impedance above or below the loo ohm or 5o ohm impedance references. The loo ohm reference is provided to select eh proper fbrloading reactance for biasing the selected antenna below 5o MHz of the wide frequency range of 2 to 8o MHz. The preload device consists of a rotary switch that is changed as a result of
avfbler-utmatningene og skiftingen fortsetter'inntil en reaktans som velges,gir L-tilpasningsnettverket en antenneinngangs-impedans på.omtrentlig loo ohm. Etter at den riktige forbelastnings-impedans er oppnådd, tilveiebringer fasen og 5o ohm-impedans-lastavfbler-utgahgené logiske nivå-utmatninger for å dirigere den relé kontroll-logiske kretsen til å innfore og fjerne både induktans og kapasitans-elementene i en binær sekvens i L-tilpasningsnettverket for å gi den riktige kombinasjon, av 2 x lo^ mulige kombinasjoner, for' i det the deffler outputs and shifting continues until a reactance is selected, the L-matching network gives an antenna input impedance of approximately loo ohms. After the proper bias impedance is obtained, the phase and 50 ohm impedance load-eliminator outputs provide logic level outputs to direct the relay control logic circuit to insert and remove both the inductance and capacitance elements in a binary sequence in The L matching network to give the correct combination, out of 2 x lo^ possible combinations, for' in that
minste en 1,5:1 VSWR-operasjonstilstand. minimum a 1.5:1 VSWR operating condition.
Den valgte metode for kontroll av avstemmingskrets-elementene krever to innmatninger, det vil si fase og impedans-innmatninger som indikerer den reaktive tilstand av den valgte antennen. Fase-innmatningen tilveiebringes ved hjelp av fase-avfbleren som tilforer et digitalt signal til de logiske kontro11-kretsene for å svitsje kondensatorer i antenneimpedans-tilpasningsnettverket. The selected method of control of the tuning circuit elements requires two inputs, that is, phase and impedance inputs which indicate the reactive state of the selected antenna. The phase input is provided by the phase eliminator which supplies a digital signal to the logic control circuits to switch capacitors in the antenna impedance matching network.
Den andre kontrollslbyfen reagerer på den detekterte impedans som gis av last-avfbleren, hvilken dirigerer den logiske kontrollen til å svitsje induktorene i antenneimpedans-tilpasningsnettverket. The second control circuit responds to the detected impedance provided by the load shunt, which directs the logic control to switch the inductors in the antenna impedance matching network.
Fase og impedans-kontrollslbyfene er kvasi-uavhengige og er i stand til å operere samtidig for å redusere tidsperioden for avstemmings-syklusen. Siden de induktive og kapasitive elementene forbkes i verdi digitalt, opereres den logiske kontrollen i en binær telle- The phase and impedance control circuits are quasi-independent and are able to operate simultaneously to reduce the tuning cycle time. Since the inductive and capacitive elements are converted into value digitally, the logic control is operated in a binary count-
, sekvens, det vil si individuelle tellere for induktive og kapasitive komponenter kontrollerer svitsjingen for innfbring og fjerning av de individuelle kondensatorer og induktorer i impedans-tilpasnings-nettverket. , sequence, that is, individual counters for inductive and capacitive components control the switching for insertion and removal of the individual capacitors and inductors in the impedance matching network.
I det meget hbye frekvens- (VHF) båndet fra 5o til 80 MHz forenkles antenneimpedans-tilpasningen betydelig ved å utstyre et separat impedans-tilpasningsnettverk med færre induktive og kapasitive elementer som korresponderer med behovet for reaktans ved tilpasning av antenne-impedansen ved disse hbyere frekvenser. For å redusere virkningen av strb-induktans og kapasitet, er VHF-impedans-tilpasningsnettverket isolert fra HF-impedans-tilpasningsnettverket, og i betraktning av det mindre antallet av reaktive elementer som kreves, forenkles kontroll—sekvensen for å avstemme i lbpet av et vesentlig mindre tidsintervall enn det som kreves for det hbye frekvensområdet. In the very high frequency (VHF) band from 5o to 80 MHz, antenna impedance matching is greatly simplified by equipping a separate impedance matching network with fewer inductive and capacitive elements that correspond to the need for reactance when matching the antenna impedance at these higher frequencies . To reduce the effect of strb inductance and capacitance, the VHF impedance matching network is isolated from the HF impedance matching network, and in view of the smaller number of reactive elements required, the control sequence for tuning in lbpet is simplified by a substantial smaller time interval than that required for the high frequency range.
Digital utfbrelse av en avstemmings-algoritme gir en vesentlig for-bedring med hensyn til automatisk antenne-avstemming. Videre er doble avfblere (fase «og impedans) algoritme langt mindre komplisert enn en enkelt avf oler-algoritme,, det vil si den doble avf bleren krever ikke noen analog-til-digital omforming, for eksempel, og resulterer i ca. 9o% mindre effekt-forbruk under en avstemmings-syklus. Digital development of a tuning algorithm provides a significant improvement with regard to automatic antenna tuning. Furthermore, the dual-deflector (phase and impedance) algorithm is far less complicated than a single de-deflector algorithm, that is, the dual de-deflector does not require any analog-to-digital conversion, for example, and results in approx. 9o% less power consumption during a tuning cycle.
Tatt i betraktning det foregående,, er det et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en automatisk antenne-avstemmer som har de foregående trekk og fordeler. Considering the foregoing, it is an object of the present invention to provide an automatic antenna tuner having the foregoing features and advantages.
Et annet formål er å tilveiebringe antenne-avstemming automatisk for å overvinne behovet for en erfaren og trenet operator for radiosendere. Another object is to provide antenna tuning automatically to overcome the need for an experienced and trained operator of radio transmitters.
Et annet formål ved den foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av digital logisk krets for kontrollen av et antennetilpasnings-nettverk. Another object of the present invention is the provision of digital logic circuitry for the control of an antenna matching network.
Et ytterligere formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret automatisk avstemmer for omforming av impedansen for en antenne til last-motstanden som kreves for effektiv overforsel av effekt fra effekt-forsterkeren til antennen. A further object of the invention is to provide an improved automatic tuner for reshaping the impedance of an antenna to the load resistance required for efficient transfer of power from the power amplifier to the antenna.
Enda et formål ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en automatisk antenne-avstemmer med hby hastighet for en flyttbar sender. Yet another object of the present invention is to provide a high speed automatic antenna tuner for a portable transmitter.
Et annet formål er å tilveiebringe en antenne-avstemmer for automatisk å avstemme enhver valgt antenne over et bredt bånd av frekvenser. Another object is to provide an antenna tuner for automatically tuning any selected antenna over a wide band of frequencies.
Et ytterligere formål ved den foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av individuelle reaktanser som forbkes i verdi digitalt og som er anordnet i sekvens for å gi et maksimalt antall av mulige kombinasjoner som er tilgjengelige på en minimal tidsperiode og med minimalt logisk kontroll "interface" utstyr. A further object of the present invention is the provision of individual reactances which are converted in value digitally and which are arranged in sequence to provide a maximum number of possible combinations which are available in a minimum period of time and with minimal logic control "interface" equipment.
Et enda ytterligere formål er å tilveiebringe reduksjon i effekt som kreves for avstemming av en forflyttbar radiosender. A still further object is to provide a reduction in power required for tuning a portable radio transmitter.
Et annet formål ved den foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av automatisk valg av den riktige forbelastnings-reaktans som kreves i et hby-frekvensbånd. Another object of the present invention is the provision of automatic selection of the correct biasing reactance required in an hby frequency band.
Et ytterligere formål er å tilveiebringe kontinuerlig overvåkning av avstemmings-statusen under transmisjon for å detektere omgivelser som påvirker antenne-impedansen og resulterende transmisjons-virkningsgrad. A further object is to provide continuous monitoring of the tuning status during transmission to detect conditions that affect the antenna impedance and resulting transmission efficiency.
Et ytterligere formål er tilveiebringelsen av uavhengig og samtidig avfbling og kontroll av fase og impedans av antenneimpedans-komponentene som innbefatter uavhengig logisk kontroll for de respektive komponenter. A further object is the provision of independent and simultaneous attenuation and control of phase and impedance of the antenna impedance components which includes independent logic control for the respective components.
Andre formål og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av de etter-følgende patentkrav samt av nedenstående beskrivelse av en foretrukket utfbrelse av oppfinnelsen under henvisning til tegningene. Figur 1 er et kretsdiagram av en VSWR-detektor av den foretrukkede utfbrelse av den foreliggende oppfinnelse for å detektere "voltage standing wave ratio" for å igangsette og kontrollere varigheten av en avstemmings-syklus. Figur la er et diagram av en fase-avfbler for den foretrukkede utfbrelse for avfbling av fasen av den reaktive komponenten av antennekoblings-nettverket og for å gi kontrollsignaler for avstemming for å eliminere enhver usedvanlig stor reaktiv antenne-komponent. Figur lb er et kretsdiagram av en last-avfbler for å detektere antenneimpedans-komponentene for å kontrollere den induktive reaktansen i en avstemmings-syklus i den foretrukkede utfbrelse av den foreliggende oppfinnelse. Figur lc er et timing-diagram som illustrerer operasjonen av serien av porter som vist i figur la. Figur 2 er et forenklet skjematisk diagram av den automatiske avstemmeren i en foretrukket utfbrelse av oppfinnelsen. Figur 3 er et skjematisk diagram av den foretrukkede utfbrelse for å vise kretsene for hbyfrekvens (HF) og meget hby frekvens (VHF) antenneimpedans-tilpasningsnettverk og avfblerne og de kontroll-logiske kretser for disse, ved hjelp av blokkdiagram. Figur 4 er et blokkdiagram av den meget hbye frekvens VHF kontroll-logiske anordning for kontroll av VHF-impedans-tilpasningsnettverket som vist i figur 3. Figur 4a er et timing-diagram for å illustrere operasjonen av den Other objects and features of the invention will be apparent from the subsequent patent claims as well as from the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawings. Figure 1 is a circuit diagram of a VSWR detector of the preferred embodiment of the present invention for detecting the voltage standing wave ratio to initiate and control the duration of a tuning cycle. Figure 1a is a diagram of a phase eliminator of the preferred embodiment for phasing the reactive component of the antenna coupling network and providing control signals for tuning to eliminate any unusually large reactive antenna component. Figure 1b is a circuit diagram of a load rectifier for detecting the antenna impedance components to control the inductive reactance in a tuning cycle in the preferred embodiment of the present invention. Figure 1c is a timing diagram illustrating the operation of the series of gates shown in Figure 1a. Figure 2 is a simplified schematic diagram of the automatic tuner in a preferred embodiment of the invention. Figure 3 is a schematic diagram of the preferred embodiment to show, by block diagram, the circuits for high frequency (HF) and very high frequency (VHF) antenna impedance matching networks and the de-attenuators and control logic circuits thereof. Figure 4 is a block diagram of the very high frequency VHF control logic device for controlling the VHF impedance matching network shown in Figure 3. Figure 4a is a timing diagram to illustrate the operation of the
VHF kontroll-logiske anordning som vist i figur 4. VHF control logic device as shown in Figure 4.
Figur 5 er et blokkdiagram av den hoyfrekvens-(HF) kontroll- Figure 5 is a block diagram of the high frequency (HF) control
logiske anordning for å kontrollere HF-impedans-tilpasningsnettverket og forbelastnings-induktansen for transmisjons-frekvenser i det hbye frekvensområdet og som vist i figur 3. logic device to control the HF impedance matching network and the biasing inductance for transmission frequencies in the high frequency range and as shown in Figure 3.
Figur 6 er et skjematisk diagram som viser visse detaljer av sammenkoblingen av tellere og releer som illustrert i blokkdiagrammet i figur 5. Figur 7 er et logisk skjematisk diagram som viser detaljer av L- og C-detektorene som vist i blokkdiagrammet i figur 5. Figur 8 er et detaljert logisk skjematisk diagram for illustrering av forbelastnings-kontroll-logikkanordningen som illustrert i blokkdiagrammet i figur 5. Figur 8a er et kretsdiagram av en forbelastningsposisjon-detektor-krets for å tilfore kontrollsignaler i folge frekvensområdet i t-?f-båndet til forbelastnings-detektor som vist i blokkform i figur 8. Figur 9 er et detaljert logisk skjematisk diagram av den hby-frekvenskontroll-logikkanordningen som er vist i figur 5. 1 figurene 1, la og lb illustrerer disse skjematisk fase og impedans-avfblingskretser for automatisk å avfble antenne-parameteret som innbefatter valgte antennefrekvens-forbelastningskrav. I alminnelig-het tilveiebringer disse kretser bredbåndsdekning av frekvensene fra 2 til 8o MHz for antenner med i stor grad forskjellig impedans og som hver har vesentlige impedans-utsving over båndet av frekvenser, for eksempel varierende impedans-karakteristikker i området fra 6o ohm til 15oo ohm rundt 26 MHz for l,83m og 2,74m stavantenner. To av avfblings-kretsene, fase-og last-avfblerne som vist i figurene la og lb, tilveiebringer uavhengig og samtidig deteksjon av impedans og faseantenne-parameteret for å gi digitale kontrollsignaler for individuell styring av logiske kretser som kontrollerer kapasitive og induktive avstemmings-elementer respektivt. Den gjenstående avfbler (VSWR) overvåker det stående bolgeforholdet for antenne-spenningen (VSWR) for starting og avslutting av avstemmings-sykluser, Figure 6 is a schematic diagram showing certain details of the interconnection of counters and relays as illustrated in the block diagram of Figure 5. Figure 7 is a logic schematic diagram showing details of the L and C detectors as shown in the block diagram of Figure 5. Figure 8 is a detailed logic schematic diagram illustrating the preload control logic device as illustrated in the block diagram of Figure 5. Figure 8a is a circuit diagram of a preload position detector circuit for applying control signals in the following frequency range in the t-?f band to preload detector as shown in block form in Figure 8. Figure 9 is a detailed logic schematic diagram of the hby frequency control logic device shown in Figure 5. Figures 1, 1a and 1b illustrate these schematic phase and impedance equalization circuits for automatic to disable the antenna parameter that includes selected antenna frequency preload requirements. In general, these circuits provide broadband coverage of the frequencies from 2 to 80 MHz for antennas of largely different impedance and each having significant impedance fluctuations over the band of frequencies, for example varying impedance characteristics in the range from 60 ohms to 1500 ohms around 26 MHz for 1.83m and 2.74m rod antennas. Two of the detuning circuits, the phase and load detuners as shown in Figures la and lb, provide independent and simultaneous detection of impedance and the phase antenna parameter to provide digital control signals for individual control of logic circuits controlling capacitive and inductive tuning elements respectively. The VSWR monitors the antenna voltage standing wave ratio (VSWR) for starting and ending tuning cycles,
for transmisjon i frekvensområdet av bredbåndsfrekvens^dekningen. for transmission in the frequency range of the broadband frequency^coverage.
Fblgéiig ef avfdlingskretsene i figurene 1, lå og 2a beregnet på Fblgéiig ef the branching circuits in figures 1, lay and 2a calculated on
å detektere valgte antenne-tilstander ved den valgte operasjons-ffekvens for å gi tilbakékoblings-kohtrollsignaler for styring av logiske kretser for digital sekvens-anordning av reaktive komponenter for avstemming. For ytterligere å tilfredsstille behovet to detect selected antenna conditions at the selected operating frequency to provide feedback control signals for controlling logic circuits for digital sequence arrangement of reactive components for tuning. To further satisfy the need
for hurtig avstemming over et bredt område av frekvenser> for eksempel 2 MHz til 8o MHz, iverksettes avstemmingen ved parallell se kve n s-a nordni ng av kåpåsitivé og induktive åvstemmings-elementer i det hbye frekvens- (HF) båndet åv 2-5o MHz. Fase-og last-avf ble me i figufehé lå og lb åhålyséfef uavhengig impedansen og fase-komponentene for den Valgte antennen og gir separate kontrollsignaler til dé logiske kbntfoll-krétsené for såmtidig frekvensméssig anordning av kondensatorer bg induktoféf i avstemmings-kretsen for å tilveiebringe én avstemt tilstand ved transmisjons-frekvensen. for rapid tuning over a wide range of frequencies > for example 2 MHz to 8o MHz, the tuning is carried out by parallel sequencing of passive and inductive tuning elements in the high frequency (HF) band of 2-5o MHz. Phase and load aff were me in figufehé lay and lb åhålyséfef independently the impedance and the phase components of the Selected antenna and provide separate control signals to the logic kbntfoll circuit for simultaneous frequency-matching arrangement of capacitors bg inductoféf in the tuning circuit to provide one tuned state at the transmission frequency.
Som vist i figurene 1> lå bg lb éf spenning bg strbmbærebblgé-signalér méd lav effekt koblet til hver åv avfbléfne fra linje-, uttak på en transmisjbrislinjé lb som ér kobiét til eh RF-forsterker som kréver én 5o ohiri utgangsirripédans for transmisjon over brédbånds-frekvensomfådet på 2 tii 8o MHz. Trånsmisjonslinjeuttåk^avbrytelsene befinner seg fortrinnsvis innénfor en minimal lengde av linjen slik at sample-inngangssignalene folger over frekvensområdet. Géherelt opprettholder kretsen og påkkéh åV avfblerne minimale tap for å forbke bredbånds-frekvensomfådet. Tfånsmisjbnslihjeh lo omfatter for eksempel én koaksial kabel som har en lengde på l,27cm med spenningsuttak og toroidale transfofmatoref som ér plassert innenfor lengden åv kabelen. På gfunn av trånsiftisjonslihje-uttåkene og avbrytelsene som befinner seg i den minimåle linjeléngden> folger de samplede spenningené over frekvensområdet på grunn åv minimal forandring i tåp eller spenningsnivå som dirékté bevirker lineåfiteten og fblsomheten for avfblerutgangene. As shown in figures 1>, low-power low-power carrier signals were connected to each of the outlets on a transmission line lb which is coupled to an RF amplifier requiring one 500 output irradiance for broadband transmission. - the frequency range of 2 tii 8o MHz. The transmission line terminations are preferably located within a minimal length of the line so that the sample input signals follow across the frequency range. Overall, the circuit and amplifiers maintain minimal losses to cover the broadband frequency range. The technical equipment includes, for example, one coaxial cable that has a length of 1.27 cm with a voltage outlet and toroidal transformers that are placed within the length of the cable. On the basis of the wire-siftition lihje taps and interruptions located in the minimum line length, the sampled voltage follows over the frequency range due to minimal change in tap or voltage level that directly affects the line current and the fblsability of the output outputs.
I figur 1 er VSWR-avfbleren forsynt med to utganget, nemlig 3:1 og 1,5:1 utgangene fra respektive opérasjonsforsterkeré 12 bg 14, som hver er tilfort spenning og strbm-samples av det transmitterte signal ved de respektive spennings- og ttånsformator-koblihgér til transmisjonslinjen lo. Koblings-transformatorene 16 og i8 har motsatt polaritet for å gi samples av forovergående og reflekterte stromsignaler. Signalene fra koblings-transformatoren 16 og et DC-spenningsuttak 17 er kombinert for å frembringe en positiv detektert spenning som korresponderer med det fremovergående transmisjonssignal på transmisjonslinjen lo. Signalene fra det andre paret, koblings-transformatoren 18 og spenningsuttaket 19, er kombinert for å gi en positiv detektert spenning som korresponderer med det reflekterte transmisjonssignal på transmisjonslinjen lo. Diodene 2o og 21, i kombinasjon med sine respektive tilhbrende last-motstander, gir den positive detekterte spenning på respektivt linjen 22 og 23 for provene av det fremovergående og reflekterte signal. In Figure 1, the VSWR rectifier is provided with two outputs, namely the 3:1 and 1.5:1 outputs from respective operational amplifiers 12 bg 14, each of which is supplied with voltage and strbm samples of the transmitted signal at the respective voltage and tone formers - connector to the transmission line lo. The coupling transformers 16 and 18 are of opposite polarity to provide samples of forward and reflected current signals. The signals from the switching transformer 16 and a DC voltage tap 17 are combined to produce a positive detected voltage corresponding to the forward transmission signal on the transmission line lo. The signals from the second pair, the coupling transformer 18 and the voltage tap 19, are combined to provide a positive detected voltage corresponding to the reflected transmission signal on the transmission line lo. The diodes 2o and 21, in combination with their respective associated load resistors, provide the positive detected voltage on the respective lines 22 and 23 for the sample of the forward and reflected signal.
Et AC-filter er tilveiebrakt ved hjelp av kapasitetene 24 og 25 An AC filter is provided using capacitances 24 and 25
som er koblet til jord som vist for å gi positive DC-signaler til VSWR-avfbleren. which is connected to ground as shown to provide positive DC signals to the VSWR eliminator.
Det utledede fremovergående signal på linjen 22 påtrykkes de positive inngangene på de to DC-operasjonsforsterkerne 12 og 14 og det utledede reflekterte signal på linje 23 påtrykkes de negative inngangene. Hver positiv inngang av de to operasjonsforsterkerne innbefatter respektivt spenningsdelere 27 og 28 for å justere terskelnivået for de;respektive forsterkerne. Filtrerte spenningstilfbrsler på +5 og -5 volt er koblet til forsterkerne som vist og utgangene The derived forward signal on line 22 is applied to the positive inputs of the two DC operational amplifiers 12 and 14 and the derived reflected signal on line 23 is applied to the negative inputs. Each positive input of the two operational amplifiers includes respective voltage dividers 27 and 28 to adjust the threshold level of the respective amplifiers. Filtered voltage supplies of +5 and -5 volts are connected to the amplifiers as shown and the outputs
er begrenset av dioder som er koblet til utgangslinjene 29 og 3o. is limited by diodes connected to output lines 29 and 3o.
Operasjonsforsterkeren 14 tilveiebringer 1,5:1 VSWR-utgang hvorved det hbyere nivå av kontrollsignalet indikerer et stående bblgeforhold for spenningen (VSWR) på 1,5:1 eller mindre for avslutting av avstemmings-syklusen. Så lenge som denne 1,5:1 utgang forblir ved det nedre logiske nivå (ov), vil avstemmings-syklusen fortsette slik den er kontrollert ved hjelp av digitale kontroll-kretser som reaksjon på fase-og impedansavfbler-utmatningene som beskrevet senere. The operational amplifier 14 provides 1.5:1 VSWR output whereby the higher level of the control signal indicates a standing voltage waveform ratio (VSWR) of 1.5:1 or less for termination of the tuning cycle. As long as this 1.5:1 output remains at the lower logic level (ov), the tuning cycle will continue as controlled by digital control circuitry in response to the phase and impedance eliminator outputs as described later.
Den andre kontrollsignal-utgangen fra operasjonsforsterkeren 12, The second control signal output from the operational amplifier 12,
på utgangslinjen 29, tilveiebringer et lavt logisk nivå kontrollsignal som indikerer det stående bblgeforholdet for spenningen (VSWR) stbrre enn 3:1 hvilket kan anvendes for å signalisere til operatoren om å starte den nye avstemmins-syklusen eller alterna-tivt kan tilveiebringe et startsignal for å igangsette en avstemmings-syklus. on output line 29, provides a low logic level control signal indicating the voltage standing wave ratio (VSWR) greater than 3:1 which can be used to signal the operator to start the new tuning cycle or alternatively can provide a start signal for to initiate a reconciliation cycle.
I figur la er kretsen for å detektere fasen for antenne-impedansen benevnt fase-avfbleren som utleder spenning og strbm (spenning) signalprbver fra transmisjonslinjen ved spénningsuttaket 31 og strbmtransformatoren 32. Som i VSWR-avfbleren i figur 1, kreves det et bærebblgesignal med lav effekt (for eksempel 2 watt) for å In figure 1a, the circuit for detecting the phase of the antenna impedance is called the phase rectifier which derives voltage and strbm (voltage) signal samples from the transmission line at the voltage tap 31 and the strbm transformer 32. As in the VSWR rectifier in figure 1, a carrier signal with low power (for example 2 watts) to
gi avfbler-inngangssignalef. Spenningsprbvene som tas ved uttaket 31 for transmisjonslinjen lo, påtrykkes udetektert fase-avfbleren i figur la og kobles også til last-avfbleren i figur lb etter deteksjon. Som også omtalt i forbindelse med' VSWR-avfbleren i figur 1 er transformatoren 32 koblet i serie med transmisjonslinjen lo for å trekke ut en sample eller prove for å detektere enhver fase av antenne-reaktansen ved hjelp av fase-avfbleren i figur la og påtrykkes også last-avfbleren i figur lb etter deteksjon. provide deffbler input signalf. The voltage samples taken at the outlet 31 for the transmission line lo are applied undetected to the phase arrester in figure la and are also connected to the load arrester in figure lb after detection. As also discussed in connection with the VSWR eliminator in figure 1, the transformer 32 is connected in series with the transmission line lo to extract a sample or probe to detect any phase of the antenna reactance by means of the phase eliminator in figure 1a and applied also the load-disconnector in figure 1b after detection.
I fase-avfbleren i figur la er signalet som er tilfort av transformatoren 32 kapasitivt koblet gjennom et isolasjonsnettverk 33 til en serie av tre ikke-eller porter 34. Disse portene 34 og de gjenstående porter som er vist i figur la gir hurtige stige-tider og konstant amplitudepuls-bblgeformer over det fulle frekvensområdet for operasjonen. En port av denne type lages av Motorola Semi-conductor Division som "MECL III" porter. In the phase eliminator of Figure 1a, the signal supplied by the transformer 32 is capacitively coupled through an isolation network 33 to a series of three non-OR gates 34. These gates 34 and the remaining gates shown in Figure 1a provide fast rise times and constant amplitude pulse waveforms over the full frequency range of operation. A gate of this type is made by Motorola Semi-conductor Division as "MECL III" gates.
De andre inngangene til fase-avfbleren er spenningsprbven som tilfores fra spénningsuttaket 31 som er koblet inn i fase-avfbleren gjennom et konstant lastnettverk 35. Denne spenningsprbve kobles så til en port-anordning som innbefatter ikke-eller portene 36 og 37 for å gi en fast forsinkelse, hvilket forsinkede signal påtrykkes inngangen F av en summeringsport 38. The other inputs to the phase eliminator are the voltage probe supplied from the voltage tap 31 which is connected into the phase eliminator through a constant load network 35. This voltage probe is then connected to a gate device comprising the nor-or gates 36 and 37 to provide a fixed delay, which delayed signal is applied to the input F of a summing gate 38.
Timing-diagrammet i figur lc illustrerer operasjonen av serien av porter for å utlede en puls-utmatning fra summeringsporten 38 som reaksjon på signalprbver som fås fra transformatoren 32 og s<p>énnings-uttaket 31. Som vist ved den tredje kolonnen av bolgeformer, indikert + 0 (induktivt), frembringes en positiv puls 4o ved utgangen H av summeringsporten 38 kun når transformatorsigna1-prbven A ligger etter spenningsuttak-prbven B for å gi et positivt pulstog ved utgangen H av summeringsporten 38 (figur la). Bokstavene A-G er også vist i figur la som innganger til visse av portene i nettverket. Således når transformatoren og spenningssignal-provene er i fase, The timing diagram in Figure 1c illustrates the operation of the series of gates to derive a pulse output from the summing gate 38 in response to signal samples obtained from the transformer 32 and the s<p>énning tap 31. As shown by the third column of waveforms, indicated + 0 (inductive), a positive pulse 4o is generated at the output H of the summing gate 38 only when the transformer signal test A is after the voltage take-off test B to give a positive pulse train at the output H of the summing gate 38 (figure la). The letters A-G are also shown in figure la as inputs to certain of the ports in the network. Thus, when the transformer and the voltage signal samples are in phase,
som vist i kolonne 1 i figur lc, eller en negativ fase-vinkel opp-vises mellom samplesignalene eller prbvesignalene, som vist i kolonne as shown in column 1 of Figure 1c, or a negative phase angle is present between the sample signals or test signals, as shown in column
2 i figur lc, frembringes det ikke noe puls-utmatning ved utgangen H på summeringsporten 38. Fblgelig oppstår et pulstog kun fra en positiv fase-vinkel og foranliggende eller etterliggende signaler korresponderer méd antennen som fremstår enten induktiv eller kapasitiv og deteksjonen av den induktive tilstanden frembringer puls-toget ved utgangen H. Utgangen av summeringsporten 38 påtrykkes klokkeinngangen CK for flip-floppen 42 som har sammenkoblet J-K innganger som tilveiebringer en puls-utmatning Q med en halvpart av inngangspuls-hastigheten. Mens pulshastigheten minskes, bkes kretsforsterk-ningen for å kontrollere et drivtrinn 44 som er AC koblet til utgangen Q. Utgangen av drivtrinnet 44 påtrykkes + inngangen til en DC operasjonsforsterker 46 med hby forsterkning og som har en - inngang som er koblet til en. terskeljustering for å kompensere for individuelle krets-parametrer og for nbyaktig å plassere terskelnivået ved o°. Den positive inngangen for operasjonsforsterkeren 46 integrerer pulstog-innmatningen for å gi det digitale utgangssignalet som vist, i hvilket det hbye logiske nivået (+5v) indikerer en kapasitiv antenne-last (-0) og det lave logiske nivået (ov) indikerer en induktiv antenne-last (+0). 2 in figure 1c, no pulse output is produced at the output H of the summation port 38. A pulse train therefore only occurs from a positive phase angle and preceding or following signals correspond to the antenna appearing either inductive or capacitive and the detection of the inductive state produces the pulse train at the output H. The output of the summing gate 38 is applied to the clock input CK of the flip-flop 42 which has interconnected J-K inputs which provides a pulse output Q at half the input pulse rate. While the pulse rate is reduced, the circuit gain is turned to control a driver stage 44 which is AC connected to the output Q. The output of the driver stage 44 is applied + the input of a DC operational amplifier 46 with hby gain and which has a - input which is connected to a. threshold adjustment to compensate for individual circuit parameters and to closely position the threshold level at o°. The positive input of operational amplifier 46 integrates the pulse train input to provide the digital output signal as shown, in which the high logic level (+5v) indicates a capacitive antenna load (-0) and the low logic level (ov) indicates an inductive antenna load (+0).
Operasjonsforsterkeren 46 har hby forsterkning og anvendes for hurtig overgang fra kapasitive til induktive nivåer, det vil si inntreffer innenfor + eller -6° omkring i fase eller o° fase-differensialet over bredbåndsfrekvens-området. Som bemerket tidligere befinner transmisjohslinje-uttakene og avbrytelsene på en minimal linjelengde, for eksempel fortrinnsvis l,27cm og mindre enn l,91cm, for å muliggjbre samplesignaler eller prbvesignaler fra transmisjonslinjen lo som folger over frekvensområdet 2-8o MHz. Enhver forandring i tap eller spenningsnivå påvirker direkte lineariteten og fblsomheten for ayfbler-utmatningene. The operational amplifier 46 has hby gain and is used for rapid transition from capacitive to inductive levels, that is to say occurs within + or -6° around in phase or o° the phase differential over the broadband frequency range. As noted earlier, the transmission mains taps and interruptions are located at a minimal line length, for example preferably 1.27 cm and less than 1.91 cm, to enable sampling signals from the transmission line lo following over the frequency range 2-80 MHz. Any change in loss or voltage level directly affects the linearity and reliability of the amplifier outputs.
I figur lb er last-avfbleren tilfort prbvesignaler fra spénningsuttaket 31 og transformatoren 32 på transmisjonslinjen lo. Mens fase-avfbleren uavhengig analyserer fase-vinkelen for antenne-lasten, reagerer last-avfbleren i figur lb på provesignalene fra transmisjonslinjen lo for å analysere impedans-komponenten av antenne-lasten under fasetilstandene for å gi et separat kontrollsignal til den induktive sekvensmessige logiske anordning for innfbring av induktive elementer innbefattende avstemmings-transformatorer i T-tilpasningsnettverket som er vist i figur 3 innbefattende forbelastnings-seksjonen av T-nettverket. In figure 1b, the load rectifier is supplied with test signals from the voltage outlet 31 and the transformer 32 on the transmission line lo. While the phase rectifier independently analyzes the phase angle of the antenna load, the load rectifier in Figure 1b responds to the sample signals from the transmission line lo to analyze the impedance component of the antenna load under the phase conditions to provide a separate control signal to the inductive sequential logic device for the introduction of inductive elements including tuning transformers in the T matching network shown in Figure 3 including the biasing section of the T network.
Inngangskretsen til last-avfbleren detekterer transformator og spenningsuttak-signal. De to signalene bli diode-detektert i motsatte retninger ved hjelp av diodene 48, 49 i inngangskretsen 50, hvilke detekterte signaler summeres i en felles last 52. Spenningsnivået ved det justerbare uttaket 53 av last-motstanden påtrykkes de motsatte innganger av en dobbel DC operasjonsforsterker 54 som innbefatter forsterkerne 56 og 57. Spenningen fra uttaket 53 påtrykkes - inngangen på forsterkeren 56 for å gi en digital utgang som har et hbyt logisk nivå (+5v) som indikerer en antenne-last på mindre enn 50 ohm og et lavt logisk nivå (ov) som indikerer en antenne-last som er stbrre enn 5o ohm. 5o ohm-utgangen er et kommandosignal som påtrykkes den induktive sekvensmessige logiske anordning i hbyfrekvens (HF) digital kontroll-kretsene (figur 3). The input circuit of the load disconnector detects the transformer and voltage tap signal. The two signals are diode-detected in opposite directions by means of the diodes 48, 49 in the input circuit 50, which detected signals are summed in a common load 52. The voltage level at the adjustable outlet 53 of the load resistor is applied to the opposite inputs of a double DC operational amplifier 54 which includes amplifiers 56 and 57. The voltage from outlet 53 is applied to the input of amplifier 56 to provide a digital output having a high logic level (+5v) indicating an antenna load of less than 50 ohms and a low logic level (ov) which indicates an antenna load greater than 5o ohms. The 5o ohm output is a command signal that is applied to the inductive sequential logic device in the high frequency (HF) digital control circuits (Figure 3).
Spenningsnivået ved uttaket 53 påtrykkes + inngangen for forsterkeren 57 for å gi et digitalt signal ved loo ohm utgangen hvorved det hbye nivåsignalet indikerer en antenne-last som er stbrre enn loo ohm og det lavere nivåsignalet indikerer en antenne-last på mindre enn loo ohm. Dette digitale signalet fra loo ohm-utgangen er et kommandosignal fra last-avfbleren til forbelastningskontroll-kretsene (figur 3) av antenne-avstemmeren. Den negative inngangen til forsterkeren 57 kobles til en terskeljusteringskrets 58 for å gi en forskjbvet basis hvorved kretsoperasjonen kan justeres nøy-aktig for å detektere en loo ohm-impedans og gi en forandring i nivå ved utgangen ved loo ohm. The voltage level at the outlet 53 is applied to the + input of the amplifier 57 to give a digital signal at the loo ohm output whereby the high level signal indicates an antenna load greater than loo ohms and the lower level signal indicates an antenna load of less than loo ohms. This digital signal from the loo ohm output is a command signal from the load eliminator to the preload control circuits (Figure 3) of the antenna tuner. The negative input of amplifier 57 is connected to a threshold adjustment circuit 58 to provide a shifted base whereby circuit operation can be precisely adjusted to detect a loo ohm impedance and provide a change in level at the output at loo ohms.
Tidsperioden som kreves for avstemming gjbres minst mulig ved anvendelsen av automatisk avfbling av antenne-parametrene og ethvert forbelastningskrav. Parallell avfbling av fase og impedans-parametrene ved hjelp av individuelle avfblere, reduseres avstemmings-syklusen vesentlig innbefattende et gjennomsnittlig forbelastnings-avstemmingstidsintervall på 1/2 sekund og et L-tilpasningsnettverk avstemmingstidsintervall på o,8 sekunder, eller en total gjennomsnittlig tidsperiode for en avstemmings-syklus på 1,3 sekunder. The time period required for tuning is kept to the minimum possible by the application of automatic tuning of the antenna parameters and any preload requirement. Parallel detuning of the phase and impedance parameters using individual detuners significantly reduces the tuning cycle, including an average preload tuning time interval of 1/2 second and an L-matching network tuning time interval of 0.8 seconds, or a total average time period of one tuning -cycle in 1.3 seconds.
På det nåværende tidspunkt er reduksjonen av tidsperioden av avstemmings -syklusen begrenset primært av relé - aktiveringstid og At the present time, the reduction of the time period of the tuning cycle is limited primarily by relay activation time and
etter som faststoff-anordninger blir tilgjengelige, hvilke kan tolerere de resonansmessige effekt-tilstander, vil avstemmings-syklustidsperioden bli minsket vesentlig. as solid state devices become available which can tolerate the resonant power conditions, the tuning cycle time period will be significantly reduced.
Et av de mer viktige trekk ved den foreliggende oppfinnelse er det brede frekvensområdet for avfblingskretsene, og spesielt at overvåkningen av antenne-reaktansene kontinuerlig gir en hurtig flat reaksjon over det fulle frekvensområdet hvilket muliggjbr nbyaktig avstemming til stående bblgeforhold for spenning (VSWR) på mindre enn 1,5:1. Likeledes reduserer uavhengig og samtidig avfbling og kontroll av de reelle og reaktive antenne-komponentene tidsperioden for avstemmings-syklusen omtrentlig med 5o%. I tillegg til at man har de individuelle avfblings-kretsene får man fra de to uavhengige fase-og last-avfblerne hvis operasjon er kvasi-uavhengig fblgelig separate logiske kontroll-kretser for å kontrollere de induktive og kapasitive avstemmings-elementene. One of the more important features of the present invention is the wide frequency range for the deflection circuits, and in particular that the monitoring of the antenna reactances continuously provides a fast flat response over the full frequency range which enables close tuning to voltage standing wave ratio (VSWR) of less than 1.5:1. Likewise, independent and simultaneous tuning and control of the real and reactive antenna components reduces the tuning cycle time by approximately 5o%. In addition to having the individual rectifier circuits, from the two independent phase and load rectifiers whose operation is quasi-independent, separate logic control circuits are obtained to control the inductive and capacitive tuning elements.
I figur 2 viser det forenklede skjematiske diagrammet konfigura-sjonen av den foreliggende oppfinnelse som innbefatter en RF-inngang som er koblet til utgangen av radiosenderfase- og impedansavfblerne i inngangskontroll-logikkanordningen, et antennetilpasnings-T-nettverk og flere antenner som er selektivt koblet til antennetilpasnings-nettverket. Impedans-tilpasningen av enhver antenne av nevnte flertall antenner over det hbye frekvensområdet tilveiebringes med hurtig avstemming og lavt effekt-forbruk ved parallell avfbling av antenne-fase og impedans for å gi kommandosignaler for individuell digital kontroll-krets for induktive og kapasitive krav til avstemming. Impe-danstilpasnings-nettverkene for respektive frekvensområder innbefatter serie-induktive og shunt-kapasitive elementer i en L-konfigura- In Figure 2, the simplified schematic diagram shows the configuration of the present invention which includes an RF input connected to the output of the radio transmitter phase and impedance eliminators in the input control logic device, an antenna matching T-network and multiple antennas selectively connected to the antenna matching network. The impedance matching of any antenna of said plurality of antennas over the high frequency range is provided with fast tuning and low power consumption by parallel de-phasing of antenna phase and impedance to provide command signals for individual digital control circuit for inductive and capacitive tuning requirements. The impedance matching networks for respective frequency ranges include series-inductive and shunt-capacitive elements in an L-configuration
sjon. Både induktive og kapasitive elementer er trinnvis variable ■ tion. Both inductive and capacitive elements are step variable ■
i binær verdi og varieres ved hjelp av digital kontroll av låsereléer for å svitsje komponent-verdier for induktorer og kapasitorer i en binær sekvens. in binary value and is varied using digital control of latching relays to switch component values for inductors and capacitors in a binary sequence.
I korte trekk består avstemmings-operasjonen for VHF av for eksempel Briefly, the tuning operation for VHF consists of, for example
å tillate induktive elementer å lbpe i trinn gjennom området av binære induktans-verdier kontinuerlig idet den kapasitive verdien forandres et trinn ved enden av hver induktiv syklus. På den annen side, for HF, er de induktive og kapasitive elementer trinnvise ved hjelp av parallell sekvensmessig anordning via separate kontroll-kretse: I figur 3 er et mer detaljert diagram av den foreliggende oppfinnelse vist ved hjelp av blokk- og krets-skjematisk diagram i hvilket de kombinerte sender/mottaker-kretsene, som innbefatter radiosenderen, allowing inductive elements to step through the range of binary inductance values continuously as the capacitive value changes one step at the end of each inductive cycle. On the other hand, for HF, the inductive and capacitive elements are staged by means of parallel sequential arrangement via separate control circuits: In figure 3 a more detailed diagram of the present invention is shown by means of block and circuit schematic diagram in which the combined transmitter/receiver circuits, which include the radio transmitter,
og effekt-forsterkeren for denne, er illustrert ved hjelp av en blokk 60 som har en utgang koblet til en transmisjonslinje lo for å gi RF-innmatningen til antenneavstemmer-systemet i den foreliggende oppfinnelse. RF-signalet som er koblet til transmisjonslinjen lo gir bæresignal-innmatninger til avfeierne ved hjelp av spenning og transformator-koblinger som vist i figurene 1, la og lb, og linjen lo er selektivt forbundet med enten hbyfrekvens-(HF) antennetilpasnings-T-nettverket, som innbefatter forbelastnings-induktans eller det meget hbye frekvens-(VHF) antenneimpedanstilpasnings-L-nettverket. ved hjelp av bevegelige bryterkontakter SKI-1,2 hvilke aktiveres ved hjelp av releet Kl ifblge frekvensområdet fra signalet som sendes. Det vil si at en.frekvensdetektor 62 gir en digital utmatning i over-ensstemmelse med frekvensområdet i hvilket en hby nivåutgang akti-verer releet Kl ved den innstilte innmatning for å forbinde transmisjonslinjen lo med den valgte antennen av nevnte flertall av antenner 64 via T-tilpasningsnettverket som innbefatter forbelastnings-induktansen og via L-tilpasningsnettverket ved hjelp av en lavnivå-utgang som inverteres for å aktivere releet Kl ved tilbakestillings-innmatningen. Releet K2 reagerer på inngangs-signalet ved inngangen PL for å gi isolert avstemming av forbelastningen for avstemmingen and the power amplifier therefor, is illustrated by means of a block 60 having an output connected to a transmission line lo to provide the RF input to the antenna tuner system of the present invention. The RF signal connected to the transmission line lo provides carrier inputs to the sweepers by means of voltage and transformer connections as shown in Figures 1, 1a and 1b, and the line lo is selectively connected to either high frequency (HF) antenna matching T- network, which includes biasing inductance or the very high frequency (VHF) antenna impedance matching L network. by means of movable switch contacts SKI-1,2 which are activated by means of the relay Kl according to the frequency range of the signal being sent. That is, a frequency detector 62 provides a digital output in accordance with the frequency range in which a high level output activates the relay Kl at the set input to connect the transmission line lo with the selected antenna of said plurality of antennas 64 via T- the matching network which includes the biasing inductance and via the L matching network by means of a low level output which inverts to activate the relay Kl at the reset input. The relay K2 reacts to the input signal at the input PL to provide isolated tuning of the preload for tuning
av L-delen av hbyfrekvens-tilpasningsnettverket. I den aktiverte posisjonen av Kl, tilfores RF-signalet til hbyfrekvens-tilpasnings-nettverket, går forbi serie-L-kretsen og parallell-C-kretsen og kobles direkte til forbelastningsvelger-bryteren som drives av en forbelastnings-motor 66. of the L portion of the hby frequency matching network. In the activated position of Kl, the RF signal is applied to the high-frequency matching network, bypasses the series-L circuit and the parallel-C circuit, and connects directly to the bias selector switch operated by a bias motor 66.
I den foretrukkede utfbrelsen reagerer frekvensdetektoren 62 på et transmittert signal i et frekvensområde på 2-5o MHz for å velge høy-frekvens- (HF) tilpasnings-nettverket og reagerer på VHF-frekvensene på 5o-8o MHz for å velge VHF-impedanstilpasningsnettvefket. Releet Kl plasserer de bevegelige kontaktene SKI-1,2 for å forbinde transmisjonslinjen lo med VHF L-tilpasningsnettverket. In the preferred embodiment, the frequency detector 62 responds to a transmitted signal in a frequency range of 2-5o MHz to select the high frequency (HF) matching network and responds to the VHF frequencies of 5o-8o MHz to select the VHF impedance matching network. The relay Kl positions the movable contacts SKI-1,2 to connect the transmission line lo with the VHF L matching network.
Den individuelle kontroll-logiske krets reagerer på kommandosignalene ved utgangene fra en eller flere av avfblerne for innfbring eller fjerning av induktive og kapasitive elementer i de respektive kretsene. Bruken av digital logikk-anordninger muliggjbr valg med hby hastighet av induktive og av kapasitive avstemmings-elementer ved hjelp av låsereléer som har kontakter SLl-SLn og SCl-SCn, kontrollert av HF-kontroll-logikkanordningen 68 og kontaktene SVL1-SVC4 kontrollert av VHF-kontroll-logikkanordningen lo. Separate forbelastnings-kontrollkretser 72 er tilveiebrakt for HF-frekvensene og reagerer på kommandosignaler fra fase-og last-avfblerne for å gi en utmatning til forbelastnings-motoren 66 for å drive forbelastningsbryteren for selektivt å inkludere en hvilken som helst av 32 induktorer og tilpasnings-transformatorer som er forbundet mellom respektive par av kontakter av forbelastningsbryteren 74. The individual control logic circuit responds to the command signals at the outputs of one or more of the amplifiers for the introduction or removal of inductive and capacitive elements in the respective circuits. The use of digital logic devices enables high speed selection of inductive and capacitive tuning elements by means of latching relays having contacts SLl-SLn and SCl-SCn, controlled by HF control logic device 68 and contacts SVL1-SVC4 controlled by VHF -the control logic device laughed. Separate bias control circuits 72 are provided for the HF frequencies and respond to command signals from the phase and load eliminators to provide an output to the bias motor 66 to drive the bias switch to selectively engage any of 32 inductors and matching transformers which are connected between respective pairs of contacts of the preload switch 74.
I operasjon er hbyfrekvens-transmisjon (2-5o MHz) koblet til avfblerne, og en av utgangene av VSWR-avfbleren er koblet tilbake til sendereffekt-forsterkeren for å kontrollere utgangsnivået til 2 watt under avstemmings-syklusen, og ved avslutningen av avstemmings-syklusen, når forholdet er 1,5:1 eller mindre, tillates effekt-forsterkeren å oke effekten til 5o watt fra det lave nivået på 2 watt. Senderen er for eksempel forsynt med en automatisk forsterknings-kontroll i hvilken det lave nivået 1,5:1 utgangen av VSWR-avfbleren kontrollerer forsterkningen til det lavere effektnivået på 2 watt under avstemmings-syklusen. In operation, high frequency transmission (2-5o MHz) is connected to the rectifiers, and one of the outputs of the VSWR rectifier is connected back to the transmitter power amplifier to control the output level to 2 watts during the tuning cycle, and at the end of the tuning cycle , when the ratio is 1.5:1 or less, the power amplifier is allowed to increase the power to 5o watts from the low level of 2 watts. For example, the transmitter is provided with an automatic gain control in which the low level 1.5:1 output of the VSWR suppressor controls the gain to the lower power level of 2 watts during the tuning cycle.
Laveffekt-RF-signalet er koblet via den bevegelige kontakten SKl-1 til hbyfrekvens-tilpasningsnettverket som er satt til HF-posisjonen ved hjelp av releet Kl som folge av hbynivå-utgangen fra frekvensdetektoren. Hvis man antar et stående bblgeforhold for spenningen stbrre enn 1,5:1, påtrykkes en hby nivå-utmatning releet K2 for å plassere de bevegelige kontakter SK2-1 og SK2-2 for å forbinde forbelastningen direkte mellom transmisjonslinjen lo og antennene 74, idet hbyfrekvens-L-tilpasningsnettverket forbipasseres for å isolere forbelastnings-avstemming fra L-tilpasningsnettverket. Forbelastnings-motoren 66 reagerer på en puls-utmatning fra forbelastnings-kontrollutgangen for å trinnforskyve de bevegelige kontaktene i bryteren 74 for sekvensmessig å innfore induktanser og avstemmings-transformatorer koblet mellom kontaktene i den motordrevne bryteren 74, som har 32 posisjoner for eksempel, for.valg av den riktige forbelastnings-reaktans. The low power RF signal is coupled via the moving contact SKl-1 to the hby frequency matching network which is set to the HF position by relay Kl as a result of the hby level output from the frequency detector. Assuming a standing bblge ratio for the voltage greater than 1.5:1, a high level output is applied to the relay K2 to position the movable contacts SK2-1 and SK2-2 to connect the bias directly between the transmission line lo and the antennas 74, as the high-frequency L-matching network is bypassed to isolate preload tuning from the L-matching network. The bias motor 66 responds to a pulse output from the bias control output to step the movable contacts of the switch 74 to sequentially introduce inductances and tuning transformers connected between the contacts of the motor-driven switch 74, which has 32 positions for example, for. selection of the correct preload reactance.
Den forste funksjonen for avstemmeren er derfor å velge den riktige forbelastnings-induktans ved kobling av transmisjons-signalet forbi L-nettverket til forbelastnings-induktansen. Forbelastnings-motoren 66 trinnforskyver forbelastnings-rotasjonsbryteren 74 gjennom posisjonene inntil det riktige induktive impedansnivået på loo ohm eller stbrre detekteres ved loo ohm-utgangen for last-avfbleren. The first function of the tuner is therefore to select the correct biasing inductance by connecting the transmission signal past the L network to the biasing inductance. The bias motor 66 steps the bias rotary switch 74 through the positions until the correct inductive impedance level of loo ohms or stbrre is detected at the loo ohm output of the load breaker.
Etter at riktig forbelastnings-induktans er blitt innfort i avstemmings -kret sen, går loo ohm-utmatningen fra last-avfbleren til det hbyere nivået for å indikere at antenne-lasten er loo ohm eller stbrre. Hvis i tillegg til å detektere loo ohm eller stbrre, fase-avfbler-utmatningen er lav for å indikere induktiv reaktans-tilstand og ikke en kapasitiv reaktans-tilstand, er forbelastnings-delen av syklusen fullfort og releet K2 tilbakestilles ved hjelp av forandring i nivået for å bevege kontaktene SK2-1 og SK2-2 til den nedre posisjonen som forbinder hbyfrekvens-L-tilpasningsnettverket i avstemmer-kretsen. Ved begynnelsen av L-nettverkavstemmings-syklusen, gjor HF-kontroll - logikk-anordningen at alle de induktive elementene LI-Ln fjernes fra L-nettverket ved hjelp av lukkede kontakter SL1-SLn hvilket shunter de induktive elementene LI-Ln. Ved begynnelsen av avstemmings-syklusen etter forbelastning blir også alle kapasitive elementer Cl-Cn koblet i shunt for å tilveiebringe den maksimale kapasitive tilstand. Som et resultat av dette varierer alle de fblgende variasjoner i induktans impedans-storreIsen mens varia-sjonene i kapasitans forandrer fase-vinkelen for RF-signalet som er koblet til den valgte antennen. Etterfølgende lastavfbler-utmatninger gir en forandring i induktans ved å innfore induktive elementer mens avfbler-utmatningene minsker kapasitansen ved fjerning av kapasitive elementer som beskrevet mer fullstendig i det etterfølgende. Imidlertid ettersom det er en viss gjensidig virkning mellom de induktive og kapasitive elementer L og C i korresponderende impedans-stbrrelse og fase etter som den riktige avstemmings-tilstand nærmes, kan en forandring i en eller annen av disse forskjellige elementer bevirke den andre til å skyte forbi. Således kan kontroll-logikkanordningen fjerne eller innfore et element for igjen å nærme seg det bnskede 5o ohm-impedansnivå og o-fase-tUstanden. After the correct bias inductance has been introduced into the tuning circuit, the loo ohm output from the load shunt goes to the higher level to indicate that the antenna load is loo ohms or less. If, in addition to detecting loo ohms or stbrre, the phase eliminator output is low to indicate an inductive reactance condition and not a capacitive reactance condition, the preload portion of the cycle is complete and relay K2 is reset by the change in level to move contacts SK2-1 and SK2-2 to the lower position connecting the hby frequency L matching network in the tuner circuit. At the beginning of the L network tuning cycle, the HF control logic device causes all the inductive elements LI-Ln to be removed from the L network by means of closed contacts SL1-SLn which shunts the inductive elements LI-Ln. At the beginning of the tuning cycle after preload, all capacitive elements Cl-Cn are also connected in shunt to provide the maximum capacitive state. As a result, all of the following variations in inductance vary the impedance magnitude while the variations in capacitance change the phase angle of the RF signal connected to the selected antenna. Subsequent load shunt outputs provide a change in inductance by introducing inductive elements while the shunt outputs decrease capacitance by removing capacitive elements as described more fully below. However, as there is some interplay between the inductive and capacitive elements L and C in corresponding impedance magnitude and phase as the proper tuning condition is approached, a change in any one of these various elements may cause the other to fire past. Thus, the control logic device can remove or insert an element to again approach the desired 50 ohm impedance level and o-phase condition.
Etter forbelastnings-sekvensen blir derfor L-nettverkavstemmings-sekvensen igangsatt med ingen av de induktive elementene LI-Ln i kretsen, og alle de kapasitive elementene Cl-Cn (C = C^^, L = . Siden VSWR-avfbleren overvåker antenne-lasten, vil avstemmings-sekvensen fortsette inntil vsWR-avfblerutgangen påtrykker et hbyt logisk nivå på HF-kontroll-logikkanordningen 68. For å oppnå det bnskede forholdet, kobles en last-og fase-avfblerutgang til høy-frekvens -kontroll-logikkanordningen som dirigerer innfbringen og fjerningen av de reaktive elementene for å oppnå o° fase-vinkel og 5o ohm-impedans. Generelt involverer avstemmings-sekvensen minsk-ning av kapasitiv reaktans i L-nettverket og bkning av den induktive reaktans inntil en avstemmings-tilstand nås. Siden verdiene er binære, foretas trinnforokningen ved hjelp av en binær sekvens som innbefatter innfbring og fjerning for å oke eller minske reaktans. Therefore, after the preload sequence, the L network tuning sequence is initiated with none of the inductive elements LI-Ln in the circuit, and all the capacitive elements Cl-Cn (C = C^^, L = . Since the VSWR rectifier monitors the antenna load , the tuning sequence will continue until the vsWR squelch output imposes a high logic level on the HF control logic 68. To achieve the desired ratio, a load and phase squelch output is connected to the HF control logic which directs the input and the removal of the reactive elements to achieve o° phase angle and 5o ohm impedance. In general, the tuning sequence involves decreasing the capacitive reactance in the L network and bending the inductive reactance until a tuning condition is reached. Since the values are binary, the step increment is carried out using a binary sequence that includes insertion and removal to increase or decrease reactance.
Når det transmitterte signal er i det meget hbye frekvensområdet, tilveiebringer frekvensdetektoren 62 en lav nivå-utmatning som inverteres for å aktivere releet Kl ved dets tilbakestiIlings-innmatning for å innbefatte det meget hbye frekvens-(VHF) L-tilpasningsnettverket ved plassering av bevegelige kontakter SK1-1 og SK1-2 for å fullfore kretsen fra transmisjonslinjen lo til den valgte antennen av flertallet av antenner 64. I det meget hbye frekvensområdet på 5o-8o MHz er ingen forbelastnings-sekvens bnsket eller nbdvendig, og avstemmeren opereres direkte inn i avstemmings-sekvensen i hvilken kontaktene SKl-1, SK1-2 isolerer VHF, L-tilpasningsnettverket fra HF-nettverket. I VHF, L-nettverket, shunter kontaktene SVL1-4 alle de induktive elementene VL1-4 og kontaktene SVCl-6 er åpne for å When the transmitted signal is in the very high frequency range, the frequency detector 62 provides a low level output which is inverted to activate relay K1 at its reset input to include the very high frequency (VHF) L matching network at the location of moving contacts SK1-1 and SK1-2 to complete the circuit from the transmission line lo to the selected antenna of the plurality of antennas 64. In the very high frequency range of 5o-8o MHz, no preload sequence is desired or necessary, and the tuner is operated directly into the tuning -the sequence in which connectors SKl-1, SK1-2 isolate the VHF, L matching network from the HF network. In the VHF, L network, contacts SVL1-4 shunt all the inductive elements VL1-4 and contacts SVCl-6 are open to
shunte alle kapasitetene VC1-4. VHF-kontroll-logikkanordningen i blokken 7o er vist i stbrre detalj i blokkdiagrammet i figur 4. shunt all capacities VC1-4. The VHF control logic in block 70 is shown in greater detail in the block diagram of Figure 4.
I figur 4 består VHF-kontroll-logikkanordningen av en VHF-L-teller 74 og en VHF-C-teller 75 som har binære telle-utmatninger VL1-VL4 og VC1-VC6 for kontroll av induktive og kapasitive releer KVL1-4, KVCl-6 som er koblet til de respektive utganger. Relé - kontaktene SVL1-4 og SVCl-6 aktiveres i binær sekvens for progressivt å oke induktans-verdien for å fremfore kapasitans-verdien et trinn ved enden av hver gjénnomkjbring av induktans. In Figure 4, the VHF control logic device consists of a VHF-L counter 74 and a VHF-C counter 75 having binary counter outputs VL1-VL4 and VC1-VC6 for controlling inductive and capacitive relays KVL1-4, KVCl -6 which are connected to the respective outputs. Relay contacts SVL1-4 and SVCl-6 are activated in binary sequence to progressively increase the inductance value to advance the capacitance value by one step at the end of each inductance conversion.
L-telleren 74 har en klokke-inngang koblet til VHF-klokkekiIden The L counter 74 has a clock input connected to the VHF clock key
CK3 som tilforer klokke-pulser ved intervallene To-T15 som illustrert i timing-diagrammet i figur 4a. VHF-avstemmings-sekvensen er relativt enkel i betraktning av det lille antallet av reaktive elementer som kreves for å gi den bnskede tilpasning til antenne-lasten. De relé - kontrollerte induktive bg kapasitive elementer kjbres gjennom sine verdier i binære trinn, det vil si L-telleren 74 reagerer på hver av de avgitte klokke-pulsene fra kilden CK3. CK3 which supplies clock pulses at intervals To-T15 as illustrated in the timing diagram in Figure 4a. The VHF tuning sequence is relatively simple in view of the small number of reactive elements required to provide the desired match to the antenna load. The relay-controlled inductive bg capacitive elements are measured through their values in binary steps, that is, the L-counter 74 responds to each of the transmitted clock pulses from the source CK3.
De sekvens-induktive elementene med trinnvis binær verdi i forskjellige kombinasjoner gir 16 trinn i induktiv reaktans-verdi i VHF-avstemmings-kretsen for hver trinnfremfbring av kapasitiv reaktans. Med mindre en avstemt tilstand inntreffer for man når den siste tellingen av L-telleren, frembringes det en terminal-telleutmatning som kobles The step binary value sequence inductive elements in various combinations provide 16 steps of inductive reactance value in the VHF tuning circuit for each step of capacitive reactance generation. Unless a tuned condition occurs before the last count of the L counter is reached, a terminal count output is produced which connects
til inngangen på C-telleren for å fremfore enhver tidligere telling, to the input of the C counter to override any previous count,
for eksempel innforer den fbrste tellingen kapasitivt element VC1 for example, the first count introduces capacitive element VC1
ved aktivering av releet KVCl ved innstillings-innmatningen. Som illustrert ved hjelp av timing-diagrammet i figur 4a, reagerer L-telleren på hver klokke-puls fra klokke-kilden CK3 for å trinnforskyve telleren gjennom 16 tellinger og på den 16. tellingen (intervallet T15) kobles terminal-telleutmatningen (CCV) til C-telleren for å by activating the relay KVCl at the setting input. As illustrated using the timing diagram in Figure 4a, the L counter responds to each clock pulse from clock source CK3 to step the counter through 16 counts and on the 16th count (interval T15) the terminal count output (CCV) is connected to the C counter to
gi den fbrste trinnforskyvningen av C-telleren. provide the first step offset of the C counter.
Ved operasjon igangsettes avstemmings-syklusen ved operasjon av en avstemmings-bryter som gir en utmatning som er indikert i figur 4a ved hjelp av bblgeformen SW som påtrykkes avstemmerkraft-tilfbrsels-kontrollreléet som er plassert i avstemmerkraft-tilforselen 76 som er vist og beskrevet i det detaljerte logiske skjema nedenfor. Det er også bnskelig å tilveiebringe kretser for å forsinke begynnelsen av tellingen inntil kretsene er blitt stabilisert etter at avstemmer-kraf t-tilfbrselen av påtrykket kraft til klokken, tellerne og andre kretser som er vist i figur 4. En av disse kretsene er tellingsåpne-flip-floppen 77 som innstilles på et forutbestemt tidsintervall etter at avstemmings-bryteren SW har operert, for eksempel lo milli-sekunders (ms) forsinkelse. Tellingsåpne-flip-flop-utmatningen CE påtrykkes L-telleren for å åpne telleren til å reagere på klokke- In operation, the tuning cycle is initiated by operation of a tuning switch which provides an output indicated in Figure 4a by means of the bbl shape SW which is applied to the tuning power supply control relay located in the tuning power supply 76 shown and described in the detailed logic diagram below. It is also desirable to provide circuits to delay the start of counting until the circuits have stabilized after the tuning power supply of the applied power to the clock, counters and other circuits shown in Figure 4. One of these circuits is the count open- the flip-flop 77 which is set at a predetermined time interval after the detuning switch SW has operated, for example 10 milliseconds (ms) delay. The count open flip-flop output CE is applied to the L counter to open the counter to respond to clock
pulsene som påtrykkes klokke-inngangen. Dette åpne-signalet CE påtrykkes også C-telleren for å åpne telleren for terminaltellingen LTC ved enden av hver gjennomkjbring av L-telleren (tidspunkt T15). the pulses applied to the clock input. This open signal CE is also applied to the C counter to open the counter for the terminal count LTC at the end of each pass through of the L counter (time T15).
Som reaksjon på den fbrste klokke-pulsen etter åpningen av L-telleren, heves den fbrste telle-utmatningen VL1 til det hbye logiske nivået for å aktivere releet KVL1 ved den innstilte innmatningen som inn- In response to the first clock pulse after the opening of the L counter, the first count output VL1 is raised to the high logic level to activate the relay KVL1 at the set input which in-
forer det lavest induktive element i VHF-tilpasningsnettverket for avstemmings-kretsen. lines the lowest inductive element in the VHF matching network for the tuning circuit.
Under avstemmings-syklusen overvåker VSWR-avf bleren antennelast-impedansen og et utgangsforhold på 1,5:1 eller mindre vil gi et hbyt logisk nivå-signal ved inngangen VT på den logiske porten 78 for å koble klokke-pulsen CK3 til å gi en tilbakestillingspuls ved inngangen til tellingsåpne-flip-floppen for å gi en lav logisk nivåutgang CE for å stanse L-og C-tellerne. Tilbakestillingspulsen påtrykkes også avstemmerkraft-tilforselen for å fjerne avstemmer-.kraft fra avstemmings-kretsen. Utgangen fra porten 78 kobles igjennom en ikke-eller port for å gi tilbakestillingspulsen. Ikke-eller porten har også en inngang koblet til og-porten 79 som har During the tuning cycle, the VSWR filter monitors the antenna load impedance and an output ratio of 1.5:1 or less will provide a high logic level signal at the input VT of logic gate 78 to couple the clock pulse CK3 to provide a reset pulse at the input of the count open flip-flop to provide a low logic level output CE to halt the L and C counters. The reset pulse is also applied to the tuning power supply to remove tuning power from the tuning circuit. The output from gate 78 is connected through a non-or gate to provide the reset pulse. The non-OR gate also has an input connected to the AND gate 79 which has
. terminaltellings-innganger LTC og CTC fra L- og C-tellerne 74 og 75, respektivt. Samtidige hbye logiske nivå-terminaltellinger indikerer at alle mulige LC-kombinasjoner er blitt uttomt uten å avfble en avstemt tilstand på 1,5:1 stående bblgeforhold for spenning som ellers ville vært gitt av VSWR-avf bleren som avfbler en avstemt . terminal count inputs LTC and CTC from L and C counters 74 and 75, respectively. Concurrent high logic level terminal counts indicate that all possible LC combinations have been exhausted without debuffing a tuned condition of 1.5:1 standing bblge ratio for voltage that would otherwise be provided by the VSWR debbeler which debuffs a tuned
tilstand under avstemming. Den abnormale tilstand gir en hby nivåutgang og indikeres til operatoren ved behbrig styring av utgangen av porten 79. state under reconciliation. The abnormal condition produces a high level output and is indicated to the operator by controlling the output of port 79 if necessary.
Ved fortsettelsen av beskrivelsen av operasjonen fra den fbrste telling av L-telleren antas det i den hensikt å forklare operasjonen at ingen avstemt tilstand nås ved den fbrste tellingen,og at L-telleren reagerer på den andre klokke-pulsen for å gi en hby logisk nivå-utmatning på teller-utgangen VL2 og telle-utmatningen VL1 retur-neres til et lavt logisk nivå. L-telleren vil fortsette å reagere på klokke-pulser som tilfores av klokken CK3 for å gi en binær In continuing the description of the operation from the first count of the L-counter, it is assumed for the purpose of explaining the operation that no tuned state is reached on the first count, and that the L-counter responds to the second clock pulse to give a high logic level output on the counter output VL2 and the counter output VL1 is returned to a low logic level. The L counter will continue to respond to clock pulses supplied by clock CK3 to provide a binary
' telling ved utgangene av VL1, VL2, VL3 og VL4 inntil en avstemt tilstand nås eller alle kombinasjonene av L og C er uttomt. Siden korresponderende induktive elementer VLl, VL2, VL3 og VL4 går frem i binær verdi, tilveiebringes det 16 trinn av induktiv reaktans fra den induktive reaktans-verdien av det lavest induktive element VLl til summen av den induktive reaktans av VLl til VL4. ved mottakelse av den siste tellingen tilveiebringer L-telleren terminaltellingen LTC ved sin utgang, hvilken er tilkoblet C-telleren for å innfore ' count at the outputs of VL1, VL2, VL3 and VL4 until a tuned state is reached or all combinations of L and C are exhausted. Since corresponding inductive elements VL1, VL2, VL3 and VL4 advance in binary value, 16 steps of inductive reactance are provided from the inductive reactance value of the lowest inductive element VL1 to the sum of the inductive reactance of VL1 to VL4. on receipt of the last count, the L counter provides the terminal count LTC at its output, which is connected to the C counter to introduce
kapasitivt element VC1 ved å gi et hbyt logisk nivå på den korresponderende teller-utgangen VCl. På denne måte er L-telleren effektiv til å sekvens-anordne de induktive elementene for hver kapasitive reaktans som gis av kondensåtor-elementene som sekvensmessig innfores fra avstemmer-kretsen ved hjelp av C-tellerutgangeneVCl-VC6 som gir en binær telling ved utgangene. Siden de seks (6) kondensåtor-elementene trinnforbkés i binær verdi, vil de binære teller-utgangene fra C-telleren gi et område av kapasitiv reaktans som korresponderer capacitive element VC1 by providing a high logic level on the corresponding counter output VCl. In this way, the L counter is effective in sequencing the inductive elements for each capacitive reactance provided by the capacitor elements which are sequentially fed from the tuner circuit by means of the C counter outputs VCl-VC6 which provide a binary count at the outputs. Since the six (6) capacitor elements are stepped in binary value, the binary counter outputs from the C counter will provide a range of capacitive reactance corresponding to
med området av induktiv reaktans for å oppnå en avstemt tilstand for antennen som er valgt fra flertallet av antenner 64 som vist i figur 3. with the range of inductive reactance to achieve a tuned condition for the antenna selected from the plurality of antennas 64 as shown in Figure 3.
Anvendelsen av flere releer muliggjbr et stbrre antall av reaktans-vérdier som kan innsettes i L-tilpashingsnettvérkét for avstemmer-kretsen. For å opprettholde operasjonen innenfor de bestemte lav-efféktforbruk-begrensninger, 'er det blitt tilveiebrakt låstype-reléér som krever kraft kun under -en kort aktivéringstid på 2 ms. Disse "releene KVL1-•KVL4 bg •K^G'l^iKVC6 'ef istand til å motstå hbye spenninger på Iboov (RMS) og hbyere. Den strombærende kapasitet for kontaktene ef •omtrentlig '2 amp RF-strbm. Låsereleéne befinner seg inne i en standard hermetisk forseglet pakke åv en type som be-nevnes som 'én ;hålvkrystaiiboks-kbn£'igurasjon. Pakken 'f or det for-ségléde laséféléét 'ér konstruert fot å redusere strb-kapasitet til The use of multiple relays enables a greater number of reactance values to be inserted into the L matching network of the tuner circuit. In order to maintain operation within the specified low-power consumption limitations, latch-type relays have been provided which require power only during -a short activation time of 2 ms. These "relays KVL1-•KVL4 bg •K^G'l^iKVC6 'ef able to withstand high voltages on Iboov (RMS) and higher. The current-carrying capacity of the contacts ef •approximately '2 amp RF strbm. The locking relays are located inside a standard hermetically sealed package of a type referred to as a half crystal box configuration.
•omtrentlig 1, 5 picof arad (pi*). •approximately 1.5 picof arad (pi*).
I f igur 5 ef :dig'itåi:é kbritfbii^krétséf f bf f orbéla s t ning L/T bg HF-avstémmihg vist ved hjelp av skjematisk blokkdiagram. Detaljer av den logiské 'anordning éf vist ved hjjélp av krets-skjémåene i figurene In fig 5 ef :dig'itåi:é kbritfbii^krétséf f bf f orbéla s t ning L/T bg HF tuning shown by means of schematic block diagram. Details of the logic device are shown by means of the circuit diagrams in the figures
•'6-9 som håf benevnte kretser -(omgitt av strekede linjer) som korres-.poridefef med -blokkene i figur 5. 'Opefasjons-sékvensen for avstemmer-syklusen tor hbyfrekvéns-transmisjbn i 2o-5o -MHz-Området igangsettes av brytefén for manuell begynneIseskommando som innstiller eller til-båkéstiliéf én lås i blokken, startkommando, som hår start-utgånger koblet til forbelasthingskommando-logikk, kraftkontrbil-bryter, og Tmaks-timer-bjokkér 'for å igångsétte 'forberastnings-sékvénsen for avstémmings-sykluséh. Kraftkbntroll-b"fyteren -påtrykker kråft til avsténrnerkontroil-krétséne som -reaksjon på startkbmmahdben hvilken kråft fjéfhes etter fullfbrelsen av åvstemmings-syklusén véd hjelp av s rekvehs-stopp--logikkånordhingén. Sistnevnte er fblsomt for 1, 5:1 VSWR-utgåhgsihdikåsj'onen 'av fullfofels én av avstemmings-syklusen, hvor tidsfbfIbpet overstiger det maksimale tidsintervall ;(Tmaks) eller én "feil i fbfbelastnihgs-tilpashing, det vil -si etter at alle 32 valg av forbelastnings-induktans éf blitt opptalt og én forbelast-hings-detektorblokk ikke tfiar detektert en induktiv ($) loo ohm antenne impedans-til stand. Sekvéns-stopp-logikkanofdnihgén reagerer også på en Cmin tilstand av mangel på å avstemme den hbye frekvensen L/C for tilpasnings-nettvérket. De logiske kretsene for disse tilstander er angitt i detalj i figur 8 som også viser det skjematiske 6-9 which have named circuits (surrounded by dashed lines) which correspond to the blocks in Figure 5. The operation sequence for the tuner cycle for high frequency transmission in the 2o-5o MHz range is initiated by manual start break command that sets or resets one latch in the block, start command, which has start outputs connected to preload command logic, power control switch, and Tmax timer block to initiate the prestart sequence for tuning cycles . The power control circuit applies power to the resistor control circuits in response to the starting circuit, which power is controlled after the completion of the tuning cycle by means of the stop logic circuit. The latter is possible for a 1.5:1 VSWR output signal. onen 'of fullfofels one of the tuning cycle, where the time fbfIbpet exceeds the maximum time interval ;(Tmax) or one "error in fbbbelastnihgs matching, that is - after all 32 choices of preload inductance éf have been counted and one preload hing -detector block not tfiar detected an inductive ($) loo ohm antenna impedance-able. The sequence stop logic can also respond to a Cmin condition of failure to match the high frequency L/C of the matching network. The logic circuits for these states are indicated in detail in figure 8 which also shows the schematic
diagram for forbelastningskontroll-kretsene. diagram for the preload control circuits.
Forbelastningskiokke-generatoren ti1veiebringer forbelastnings-klokkepulseneTSl og klokkesignal-utvelgningspulsene TS1JK som gis av en J-K flip-flop som reaksjon på klokke-pulsene. Signalutvelg-ningspulsene TS1JK er tilgjengelige med halvparten av klokkehastig-heten og etter klokke-pulsene (for eksempel bakre kant) for å kontrollere de logiske portene for frembringelse av motorpulser MTRPLS til forbelastnings-pulstelleren og forbelastnings-motoren ifblge avfbite tilstander under klokke-pulseneTSI. Signal-utvelgningspulsene TS1JK styrer også utgangen av forbelastnings-detektoren ved alternerende klokke-pulser TSI. The preload clock generator provides the preload clock pulses TS1 and the clock signal selection pulses TS1JK provided by a J-K flip-flop in response to the clock pulses. The signal selection pulses TS1JK are available at half the clock speed and after the clock pulses (eg trailing edge) to control the logic gates for generating motor pulses MTRPLS to the preload pulse counter and the preload motor according to the states of the clock pulses TSI. The signal selection pulses TS1JK also control the output of the preload detector by alternating clock pulses TSI.
For å tilfredsstille de logiske tilstandene for forbelastningen, må forbelastnings-L/T-induktansen ikke bare gi en induktiv (ø) last på Jloo ohm, men den forbelastnings-L/C-roterende bryteren 74 (figurene 3 og 8a) må være plassert ved den riktige gruppen av kontakt-posisjoner innbefattende gruppe-posisjonene 1 til 5 som er bestemt for en tappet transformator for 21-5o MHz-frekvensområdet og gruppe-posisjonene 6-32 bestemt for individuelle induktorer for 2-2o MHz-frekvensområdet. Forbelastnings-L/T-bryterposisjonen 32 er bestemt for induktor-gruppen men innbefatter i realiteten ikke noen induktor To satisfy the bias logic conditions, the bias L/T inductance must not only provide an inductive (ø) load of Jloo ohms, but the bias L/C rotary switch 74 (Figures 3 and 8a) must be located at the appropriate group of contact positions including group positions 1 to 5 designated for a tapped transformer for the 21-5o MHz frequency range and group positions 6-32 designated for individual inductors for the 2-2o MHz frequency range. The preload L/T switch position 32 is intended for the inductor group but does not actually include any inductor
for en mjnimuminduktans-posisjon som korresponderer med HF-nettverk-shunt, hvor releet Kl aktiveres for å fjerne forbelastningen L/C og HF-tilpasningsnettverket og innsette VHF, L-tilpasningsnettverket for a minimum inductance position corresponding to the HF network shunt, where the relay Kl is activated to remove the bias L/C and the HF matching network and insert the VHF, L matching network
ved hjelp av kontaktene SKl-1 og SK1-2. I figur 5 tilveiebringer HF-posisjonen frekvens-inngangen et hbyt logisk nivå som indikerer at den roterende kontakten for forbelastnings-L/C-bryteren 74 er plassert i den riktige gruppen av kontakt-posisjoner for det valgte frekvensområdet i det hbye frekvensbåndet, det vil si som vist i figur 8a, gruppe 6 til 32 for 2-2o MHz eller gruppe 1 til 5 for 21-5o MHz. Den bevegelige kontakten 8o er plassert automatisk med frekvensvalg som forbinder jord med den motsatte gruppe, av kontakter, for eksempel kobler kontakten 8o jord til kontakt-gruppen 1-5 for å gi et hbyt logisk nivå til kontakt-gruppen 6-32 for avstemming i frekvensområdet på 2 til 2o MHz, som vist. using connectors SKl-1 and SK1-2. In Figure 5, the HF position provides the frequency input with a high logic level indicating that the rotary contact for preload L/C switch 74 is placed in the correct group of contact positions for the selected frequency range in the high frequency band, that is say as shown in Figure 8a, group 6 to 32 for 2-2o MHz or group 1 to 5 for 21-5o MHz. The movable contact 8o is positioned automatically with frequency selection connecting ground to the opposite group, of contacts, for example, contact 8o connects ground to contact group 1-5 to provide a high logic level to contact group 6-32 for tuning in frequency range of 2 to 2o MHz, as shown.
Forbelastnings-detektoren reagerer på hbye logiske nivå som innbefatter 0-folsomhet, Ibo ohm og HF-posisjonfrekvens (utgang), når den riktige forbelastnings-L/T-induktans er valgt, for å styre forbelastnings-klokken TSI og. signal-utvelgningsklokken TSlJK. gjennom en ikke-og port for å tilbakestille en flip-flop i forbelastnings-kommandb-logikkblokken (figurene 5 og 8) for å gi forbelastningens fullforte utgang, U til L-C-forinnstillings-logikkanordningen for å utlbse avstemming av hbyfrekvens-L-C-impedans-tilpasningsnettverket (figur 3) ved hjelp av parallell sekvensmessig anordning av binært angitte induktorer og kondensatorer som innfores og fjernes ved hjelp- av låsereléer som. er koblet til utgangene.' av respektive L- og C-tellerev Hbyfrekvens-L-C-impedans-tilpasning.snettverket innfores aktivt i antenne-avstemmingskretsen ved. tilbakestilling av releet K2 (figur 3); som er vist på forenklet, måte- i figur 3 som aktivert ved inversjon av inngangen EL. Som vist i figur 8 er "avstemmer inne" og "avstemmer ute"' drivutgangene tilveiebrakt i en. alternerende anordning: for tilbakestilling og. innstillings-innganger respektivt for releet- K2. The bias detector responds to high logic levels including 0 sensitivity, Ibo ohms and HF position frequency (output), when the correct bias L/T inductance is selected, to control the bias clock TSI and. the signal selection clock TSlJK. through a non-AND gate to reset a flip-flop in the preload command logic block (Figures 5 and 8) to provide the preload complete output, U to the L-C preset logic device to perform high-frequency L-C impedance matching the adaptation network (figure 3) by means of parallel sequential arrangement of binary indicated inductors and capacitors which are inserted and removed by means of locking relays which. is connected to the outputs.' of respective L- and C-counter rev Hbyfrequency-L-C-impedance-matching.the network is actively introduced into the antenna tuning circuit by. resetting the relay K2 (figure 3); which is shown in a simplified manner in Figure 3 as activated by inversion of the input EL. As shown in Figure 8, the "tune in" and "tune out" drive outputs are provided in one. alternating device: for reset and. setting inputs respectively for the relay K2.
Som illustrert- i figur 5, opererer den L-C opp-ned logiske- kontrollen L-telleren og C-telleren i parallell, idet den trinnforskyver tellerne for å tilpasse antenne-impedansen til en reell antenne-impedans på 5o ohm, for eksempel. For dette formål er logiske innganger 5o ohm og 0 tilveiebrakt for den logiske kontroll-blokken for å kontrollere trinnforskyvningen av L- og C-tellerne og generelt for å minske kapasitansen som forst tilbakestilles ved hjelp av STOS til maksimum-kapasitans (Cmaks), og oke induktansen, som tilbakestilles ved hjelp av STOS til minimum-induktans (Lmin). As illustrated in Figure 5, the L-C upside-down logic control operates the L-counter and the C-counter in parallel, shifting the counters by steps to match the antenna impedance to a real antenna impedance of 50 ohms, for example. To this end, logic inputs 5o ohm and 0 are provided to the logic control block to control the step shift of the L and C counters and generally to decrease the capacitance which is first reset by STOS to maximum capacitance (Cmax), and increase the inductance, which is reset using STOS to minimum inductance (Lmin).
Som vist i det logiske skjemaet i figur 9, påtrykkes inngangen <J> As shown in the logic diagram in figure 9, the input <J> is pressed
på porten 9o sammen med klokke-pulser TS2 fra L-C-klokkegeneratoren (figur 5). Utgangen fra porten 9o inverteres og kobles til J-K inngangene på flip-floppen 92 som innstilles (hoved til slave) ved hjelp av klokkesignal-utvelgningspulsene JKCP som folger etter hver av TS2 klokke-pulsene. En kapasitiv tilstand for antenne-impedansen gir en hby nivåinngang ( J> fra f ase-avfbleren (figur la) for å gi en hby nivåutgang fra Q-utgangen av flip-floppen 92 til ikke-og porten 94 som har sin utgang koblet til nedtellings-inngangen CCD for C-telleren (figur 5). Den andre inngangen av porten 94 tilveiebringes ved hjelp av styrte klokke-pulser TS2 som passeres ved hjelp av ikke-og porten 95 i L-C-telleråpne-kretsen som tilveiebringes kun etter at forbelastnings-sekvensen er fullfort, det vil si som reaksjon på utgangene U og også motorpuls-stansingsutgangen MTRST (YY). En induktiv tilstand for antenne-impedansen gir en lavnivå 0-inngang for å on port 9o together with clock pulses TS2 from the L-C clock generator (Figure 5). The output from the gate 9o is inverted and connected to the J-K inputs of the flip-flop 92 which is set (master to slave) by means of the clock signal selection pulses JKCP which follow each of the TS2 clock pulses. A capacitive state of the antenna impedance provides a high level input (J> from the phase eliminator (Figure 1a) to provide a high level output from the Q output of the flip-flop 92 to the non-AND gate 94 which has its output connected to the countdown input CCD of the C counter (Figure 5).The other input of gate 94 is provided by controlled clock pulses TS2 which are passed by means of the non-and gate 95 of the L-C counter open circuit which is provided only after the preload sequence is completed, that is, in response to the outputs U and also the motor pulse stop output MTRST (YY) An inductive state of the antenna impedance provides a low-level 0 input to
tilveiebringe en hbynivå Q utgang fra flip-floppen 92 til porten 96 som passerer klokke-pulser til opptellings-inngangen CCU i C-telleren. Porten 96 har tre innganger og stanses av en lavnivå-Cmaks-innmatning, det vil si åpne når C-telleren ikke er ved en maksimum-telling. Den C-tellerkontroll-logiske anordningen muliggjbr for enten opptelling eller nedtelling ved hver klokke-puls TS2 bortsett fra når opptelling hindres av en maksimum-kapasitans. Ikke-og portene og inngangene derfor for å gi Cmaks og også portene for Cmin og Lmin er vist i figur 7. C-tellingene som reaksjon på styrte klokke-pulser TS2 ved teller-inngangene CCD eller CCU, det vil si Q (TS2) for nedtelling og Q (TS2) Cmaks for nedtelling. providing a high-level Q output from flip-flop 92 to gate 96 which passes clock pulses to the count input CCU of the C counter. Gate 96 has three inputs and is stopped by a low level Cmax input, ie open when the C counter is not at a maximum count. The C counter control logic device allows for either counting up or counting down at each clock pulse TS2 except when counting is prevented by a maximum capacitance. The non-AND gates and inputs therefore to provide Cmax and also the gates for Cmin and Lmin are shown in Figure 7. The C counts in response to controlled clock pulses TS2 at the counter inputs CCD or CCU, that is Q (TS2) for countdown and Q (TS2) Cmax for countdown.
Den kontroll-logiske anordningen for L-telleren reagerer på 5o ohm-utgangen fra last-avfbleren (figur lb), hvilken utgang er koblet til inngangsporten 98 for å kontrollere tilstanden for flip-floppen 99 for å gi et hbyt logisk nivå ved utgangen Q eller Q for opptelling LCU eller nedtelling LCD respektivt, for L-telleren for å komme frem til en avfblt induktiv impedans på 5o ohm. En felles blokkerings-linje til portene loo og loi blokkerer telling av L-telleren under forbelastning beskrevet tidligere i forbindelse med kontrollen for C-telleren. Etter at forbelastnings-sekvensen er fullfort, passeres klokke-pulsene TS2 til inngangene på portene loo, loi for å gi en The L counter control logic is responsive to the 50 ohm output of the load eliminator (Figure 1b), which output is connected to input port 98 to control the state of flip-flop 99 to provide a fast logic level at output Q or Q for count-up LCU or count-down LCD respectively, for the L-counter to arrive at an afblt inductive impedance of 5o ohms. A common blocking line to ports loo and loi blocks counting of the L counter under preload described earlier in connection with the control of the C counter. After the preload sequence is complete, the clock pulses TS2 are passed to the inputs of gates loo, loi to provide a
klokket pulset utgang til enten opptellings- eller nedtellings-inngangen for L-telleren. clocked pulsed output to either the up or down count input of the L counter.
Ved begynnelsen av L-C-avstemmings-intervallene, tilveiebringer L-C-tellerne maksimal kapasitans og minimal induktans for å nærme seg antenneimpedans-tilpasning. Denne fremgangsmåte unngår falske resonans-tUstander hvilke inntreffer ved visse frekvenser for mange antenner når tilpasningen igangsettes ved hjelp av minimal kapasitans. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en sekvens for å overvinne last-avfbler-indikasjoner på lav impedans ved maksimal kapasitans ved å muliggjbre bkning av induktansen ved maksimal kapasitans (Cmaks) og minimal induktans (Lmin), det vil si ved å blokkere nedtellings-utgangen ved porten loo ved å blokkere inngangen til denne fra ikke-eller porten lo2 som har.en Lmin inngang. Den andre inngangen til porten lo2 er fra Q-utgangen av flip-floppen 97 som blokkerer utgangen for en L-nedtelling ved minimum-induktans (Lmin) og maksimum-kapasitans (Cmaks), hvilke er koblet til flip-floppens 97 tilbakestiIlings-inngang fra ikke-og porten lo3. På At the beginning of the L-C tuning intervals, the L-C counters provide maximum capacitance and minimum inductance to approach antenna impedance matching. This method avoids false resonance conditions which occur at certain frequencies for many antennas when the adaptation is initiated by means of minimal capacitance. The present invention provides a sequence to overcome load-shedding indications of low impedance at maximum capacitance by enabling blocking of the inductance at maximum capacitance (Cmax) and minimum inductance (Lmin), that is, by blocking the count-down output at the gate loo by blocking the input to this from the non-or port lo2 which has.an Lmin input. The other input to gate lo2 is from the Q output of flip-flop 97 which blocks the output for an L count at minimum inductance (Lmin) and maximum capacitance (Cmax), which is connected to flip-flop 97's reset input from the non-and port lo3. On
JL oUU OU JL oUU OU
samme tid gir Cmaks, Lmin-(hbyt nivå) utgangen av porten lo3 som er koblet for å tilbakestille inngangen av flip-floppen 97, en hby nivå-Q-utgang som åpner en ikke-og port lo4 for å passere klokke-pulser TS2 til ikke-eller porten lo5 for å gi en annen kilde av opptellingspulser for L-telleren for å overvinne en mulig lav-impedans-avfbit tilstand som har tendens til å bevirke nedtelling av L-telleren ved begynnelsen av L-C-sekvensen av avstemmings-syklusen. Puls-utgangen på porten lo4 er koblet til opptellings-inngangen LCU hvilket vil oke induktansen for hurtig å overvinne denne tilstand. Så snart kapasitansen er redusert fra maksimum ved nedtelling av C-telleren, som reaksjon på en -0 overstigende kapasitans-tilstand, vil en sann impedans-tilstand avfbles av last-avfbleren og denne hjelpekontroll-logiske anordning for den maksimale kapasitansen trengs ikke lenger i strbmavstemmings-syklusen. Ved fravær av den hjelpekontroll-logiske anordningen for L-telleren, frembringes det gjentatte nedtellings-innganger til L-telleren ved hjelp av porten loo som bevirker ubnsket operasjon av releet KLI at the same time Cmax, Lmin-(hbyt level) the output of the gate lo3 which is connected to reset the input of the flip-flop 97 provides an hby level Q output which opens a non-and gate lo4 to pass clock pulses TS2 to the non-OR gate lo5 to provide another source of count pulses for the L-counter to overcome a possible low-impedance cut-off condition which tends to cause the L-counter to count down at the beginning of the L-C sequence of the tuning cycle . The pulse output on port lo4 is connected to the counting input LCU which will increase the inductance to quickly overcome this condition. As soon as the capacitance is reduced from maximum by the countdown of the C counter, in response to a -0 exceeding capacitance condition, a true impedance condition will be detected by the load shunt and this maximum capacitance auxiliary control logic device is no longer needed in the strbm reconciliation cycle. In the absence of the auxiliary control logic device for the L-counter, repeated countdown inputs to the L-counter are produced by means of the port loo which causes unwanted operation of the relay KLI
som er vist i figur 6 å være forbundet med L-teller-binærutgangen LI. which is shown in Figure 6 to be connected to the L-counter binary output LI.
Som vist i figurene 5 og 6 er L-tellerutgangene Li-Ln koblet til releene KLl-KLn, og C-tellerutgangene er koblet til releene KCl-KCn for å gi parallell sekvensmessig anordning av faste induktive og kapasitive elementer som har verdier anordnet i binær sekvens for å oke induktansen og minske kapasitansen av antenneimpedans-tilpasnings-nettverket med opptellingen av L- og C-tellerne. De individuelle digitale kontrollslbyfene for tellerne er i parallell og reagerer på respektive fase-,0-og last-avfblere for å kontrollere opptellingen eller nedtellingen av respektivt L- og C-tellerne til induktansen og kapasitansen av impedans-tilpasningsnettverket oppviser den riktige antenne-impedansen for transmisjonen ved enhver valgt frekvens i hbyfrekvens-området, for eksempel 2 til 5o MHz. As shown in Figures 5 and 6, the L counter outputs Li-Ln are connected to relays KLl-KLn, and the C counter outputs are connected to relays KCl-KCn to provide parallel sequential arrangement of fixed inductive and capacitive elements having values arranged in binary sequence to increase the inductance and decrease the capacitance of the antenna impedance matching network with the sum of the L and C counters. The individual digital control slbyfs for the counters are in parallel and respond to respective phase, 0 and load deffblers to control the up or down count of the L and C counters respectively until the inductance and capacitance of the impedance matching network exhibits the correct antenna impedance for the transmission at any chosen frequency in the hby frequency range, for example 2 to 5o MHz.
Tilstanden av null (o) fase-vinkel og 5o ohm impedans som avfblt The condition of zero (o) phase angle and 5o ohm impedance as shown
vil resultere i en stående bblgeforhold- (VSWR) utmatning på 1,5:1, som indikerer en system-avstemt tilstand som vil gi en hby logisk nivå VT inngang til sekvens-stopp-logikkanordningen (figur 8) for å åpne dens og-port for å passere klokke-pulser TS2 for å gi utmatning VTI og operere "one-shot"'en via ikke-eller porten. "One-shot<u >utgangen er koblet til tilbakestillings-viklingen på kraftkontroll-bryteren for å frakoble avstemmer-kraften for å fullfore avstemmings-syklusen. will result in a standing wave-turn-ratio (VSWR) output of 1.5:1, indicating a system tuned condition that will provide a high logic level VT input to the sequence-stop logic device (Figure 8) to open its and- gate to pass clock pulses TS2 to provide output VTI and operate the "one-shot" via the not-or gate. The "one-shot<u>output is connected to the reset winding of the power control switch to disconnect the tuner power to complete the tuning cycle.
Utgangen VTI er koblet til innstillings-inngangen av flip-floppen 1 L-C-telleråpne-anordningen (figur 9) for å tilveiebringe en system-avstemt utmatning for 11 system-avstemte" indikatorer på den kombinerte sender/mottaker og for å blokkere opptelling eller nedtellings-utgangene for L- og C-tellerne ved å sperre ikke-og porten som har andre innganger J, TS2 og MTRST. The output VTI is connected to the set input of the flip-flop 1 L-C counter open device (Figure 9) to provide a system-tuned output for 11 system-tuned "indicators" of the combined transceiver and to block up or down counts. -the outputs of the L and C counters by blocking the non-AND gate which has other inputs J, TS2 and MTRST.
Den foretrukkede utfbrelse av systemavstemmings-anordningen innbefatter mange trekk som resulterte fra operasjonen av avstemmeren over brede bånd av frekvenser med antenner av de fblgende typer: 4,57m, 2,74m og l,83m stavantenner, 91,4m trådantenne og halvbblge-dipolantenne. De relé-kontrollerte reaktansene er også anordnet i binære verdier og valgt ved hjelp av binærtelier-utmatningene som gis for det maksimale antall av mulige kombinasjoner av reaktanser som er oppnåelige i et minimalt tidsintervall og med et minimum av kontroll-kretser. Videre muliggjbr system-anordningen separate antenneimpedans-tilpasningsnettverk for hbyfrekvens-(for eksempel 2 til 5o MHz) og meget hby frekvens-(for eksempel 5o til 8o MHz) områder for å minske avstemmings-tiden for meget hbye frekvenser mens det tilveiebringes forbelastnings-reaktans, valg og avstemming som kreves for hbye frekvenser, og forbelastnings-reaktansen som er tilknyttet antennen reduserer det stående bblgeforholdet for de The preferred embodiment of the system tuning device includes many features resulting from the operation of the tuner over wide bands of frequencies with antennas of the following types: 4.57m, 2.74m and 1.83m rod antennas, 91.4m wire antenna and half-wave dipole antenna. The relay-controlled reactances are also arranged in binary values and selected using the binary outputs given for the maximum number of possible combinations of reactances achievable in a minimum time interval and with a minimum of control circuits. Furthermore, the system arrangement provides separate antenna impedance matching networks for high frequency (eg 2 to 5o MHz) and very high frequency (eg 5o to 8o MHz) ranges to reduce tuning time for very high frequencies while providing biasing reactance , selection and tuning required for high frequencies, and the bias reactance associated with the antenna reduces the standing wave ratio for the
relé-kontrollerte reaktive elementene, det vil si for å ha tilstrekkelig avstemmings-område for å avstemme ved høyfrekvenser. the relay-controlled reactive elements, i.e. to have a sufficient tuning range to tune at high frequencies.
Ved hbyfrekvenser gjbres avstemmingstiden minst mulig ved anvendelse av automatisk avfbling av antenne-parametret og forbelastningskrav. I praksis er det blitt funnet at den maksimale forbelastnings-syklustid, når det kreves, er ca. 1,5 sekunder og gjennom-snittstiden er o,5 sekunder. Etter forbelastnings-sekvensen er den maksimale tid som kreves for å gi HF L-C-avstemmingen 1,5 sekunder og den gjennomsnittlige avstemmingstid er 6,8 sekunder. Ved hbyere frekvenser er den totale avstemmingstiden mindre enn 1 sekund, og den gjennomsnittlige totale avstemmingstid er b,3 sekunder. Avstemmingen av systemet er primært begrenset av relé-aktiveringstid, og etter som faststoff-anordninger blir tilgjengelige, vil utskiftningen med faststoff-brytere som er istand til å svitsje og bære effekt-kravene minske avstemmings-syklustiden ytterligere. Ved avstemming ved hbyfrekvenser med releer, vil virkningen av strb-shunt-kapasitet kunne begrense avstemmings-området og isolasjon er tilveiebrakt for å minske enhver strb-kapasitet. Tilveiebringelsen av bredbånd-avfblerkretser er viktig for å"mulig-gjøre overvåkning av antenne-reaktanser kontinuerlig mens det også tilveiebringes hurtig flat reaksjon over hele frekvensområdet for nbyaktig avstemming til et stående bblgeforhold på mindre enn 1,5:1. Uavhengig og samtidig avfbling og svitsjing av de reelle og reaktive antenne-komponentene reduserer videre avstemmingstiden ca. 5o%. Dette blir gjort som vist ved å ha to identiske logiske kontroll-kretsslbyfer, hvor en kontrollerer de induktive og den andre kontrollerer de kapasitive avstemmings-elementene. Kontroll-innmat-ningene til disse kretsene fås fra to uavhengige fase og impedans-avfblere. At high frequencies, the tuning time is kept as short as possible by using automatic attenuation of the antenna parameter and preload requirements. In practice, it has been found that the maximum preload cycle time, when required, is approx. 1.5 seconds and the average time is 0.5 seconds. After the preload sequence, the maximum time required to provide HF L-C tuning is 1.5 seconds and the average tuning time is 6.8 seconds. At higher frequencies, the total tuning time is less than 1 second, and the average total tuning time is b.3 seconds. The tuning of the system is primarily limited by relay activation time, and as solid-state devices become available, the replacement with solid-state switches capable of switching and carrying the power requirements will further reduce the tuning cycle time. When tuning at high frequencies with relays, the effect of strb shunt capacity may limit the tuning range and isolation is provided to reduce any strb capacity. The provision of broadband de-embedding circuits is important to enable monitoring of antenna reactances continuously while also providing fast flat response over the entire frequency range for close tuning to a standing bblge ratio of less than 1.5:1. Independent and simultaneous de-embedding and switching the real and reactive antenna components further reduces the tuning time by about 5o%. This is done as shown by having two identical logic control circuit breakers, one controlling the inductive and the other controlling the capacitive tuning elements. The inputs to these circuits are obtained from two independent phase and impedance rectifiers.
Avstemmings-syklusen igangsettes derfor bare hvis det stående bblgeforholdet, som avfbit, er utenfor de akseptable grenser, for eksempel 3:1. Ved bestemmelsen av at det stående bblgeforholdet er stbrre enn 3:1, blir forbelastningsbryter-sammenstillingen, som er indikert med henvisningstallet 74 i figur 3, kjbrt rundt av forbelastnings-motoren 66 som kontrolleres av forbelastnings-kontrollkretsen 74 og stoppes ved den fbrste posisjonen ved hvilken en loo ohm-impedansoverkrysning avfbles og hvor fase-vinkelen synes induktiv +0. Etter forbelastnings-sekvensen kjbrer den HF-kontroll-logiske anordningen 68 de relé-kontrollerte induktive og kapasitive elementene gjennom sine verdier i binære trinn samtidig som styrt av fase-og impedansavfblerne. HF-kontrollkretsene sbker en null-(o) fase-vinkel og en antenne-impedans på 5o ohm. Når fasen og impedansen nærmes i L-C-kombinasjonene, gir tilveiebringelsen av et stående bblgeforhold på mindre enn 1,5:1 VSWR-utmatningen på 1,5:1 for avslutning av avstemmings-syklusen, frakobling av avstemmings-kraften og tilveie-bringelse av en utmatning for bkning av transmisjonseffekten til et hbyt nivå. The reconciliation cycle is therefore only initiated if the standing bblage ratio, such as offset, is outside the acceptable limits, for example 3:1. Upon determining that the standing wave ratio is greater than 3:1, the preload switch assembly, indicated by the reference numeral 74 in Figure 3, is cycled by the preload motor 66 controlled by the preload control circuit 74 and stopped at the first position at which a loo ohm impedance crossover occurs and where the phase angle appears inductively +0. After the preload sequence, the HF control logic device 68 cycles the relay-controlled inductive and capacitive elements through their values in binary steps simultaneously as controlled by the phase and impedance eliminators. The HF control circuits require a zero (o) phase angle and an antenna impedance of 5o ohms. As the phase and impedance approaches in the L-C combinations, providing a standing bblge ratio of less than 1.5:1 yields the VSWR output of 1.5:1 to terminate the tuning cycle, disconnect the tuning power, and provide an output for reducing the transmission power to a high level.
Den grunnleggende avstemmings-algoritme som er omtalt, innbefatter mange forbedringer som omtalt i den foretrukkede utfbrelse, og relé-kontroll-matrisen og avfblerne kan forenkles eller kombineres i enhver konfigurasjon etter behov for de spesielle avstemmings-krav for systemet det er tale om. The basic tuning algorithm discussed includes many improvements as discussed in the preferred embodiment, and the relay-control matrix and decouplers can be simplified or combined in any configuration as needed for the particular tuning requirements of the system in question.
Således svitsjer systemet automatisk til hbyeffekt-transmisjon uten avstemming hvis det stående bblgeforholdet er. innenfor de spesifi-serte grenser på det tidspunkt da avstemmings-syklusen igangsettes. Hvis på den annen side det stående bblgeforholdet som avfbles er utenfor grensene, igangsettes avstemmings-syklusen. Normalt er den kombinerte sender/mottaker utstyrt med en avstemmer-bryter, for eksempel mikrofon-nbkkelen og avstemmingen fullfores ved det tidspunkt operatoren begynner å prate på grunn av det korte tids-intervallet på mindre enn 3 sekunder som kreves for avstemmings-syklusen. I det tilfelle at en avstemt tilstand ikke kan oppnås som tilfredsstiller grensene for det stående bblgeforhold, av-sluttes syklusen og en indikasjon tilveiebringes for operatoren om at systemet ikke er blitt avstemt. Også under overvåket transmisjon, hvis det stående bblgeforhold overstiger de tillatelige grenser, blir en kommando-linje energisert for signalisering til operatoren. Thus, the system automatically switches to high-power transmission without tuning if the standing bblge ratio is. within the specified limits at the time when the reconciliation cycle is initiated. If, on the other hand, the standing bblge ratio being determined is outside the limits, the reconciliation cycle is initiated. Normally, the combined transceiver is equipped with a tuning switch, such as the microphone cable, and tuning is completed at the time the operator starts talking because of the short time interval of less than 3 seconds required for the tuning cycle. In the event that a tuned condition cannot be achieved that satisfies the limits of the standing bubble ratio, the cycle is terminated and an indication is provided to the operator that the system has not been tuned. Also during supervised transmission, if the standing beam ratio exceeds the permissible limits, a command line is energized to signal to the operator.
I lyset av ovenfornevnte lære om den foretrukkede utfbrelse som er omtalt innbefattes også forskjellige modifikasjoner og variasjoner av den foreliggende oppfinnelse, hvilke vil være innlysende for fagfolk uten at det fravikes fra oppfinnelsens idé og rekke-vidde. Mange av disse variasjoner er blitt omtalt og det ble bemerket at den spesielle anvendelse av den foreliggende oppfinnelse på helt spesielle anvendelser ofte bestemmer anordningen for for-enkling av syklusen av operasjonene. In the light of the above-mentioned teaching about the preferred embodiment which is discussed, various modifications and variations of the present invention are also included, which will be obvious to those skilled in the art without deviating from the idea and scope of the invention. Many of these variations have been discussed and it was noted that the particular application of the present invention to very particular applications often determines the arrangement for simplifying the cycle of operations.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US25123272A | 1972-05-08 | 1972-05-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO136600B true NO136600B (en) | 1977-06-20 |
NO136600C NO136600C (en) | 1977-10-05 |
Family
ID=22951043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO186973A NO136600C (en) | 1972-05-08 | 1973-05-07 | ANTENNA VOTES. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
IL (1) | IL42094A (en) |
NO (1) | NO136600C (en) |
-
1973
- 1973-04-25 IL IL42094A patent/IL42094A/en unknown
- 1973-05-07 NO NO186973A patent/NO136600C/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO136600C (en) | 1977-10-05 |
IL42094A0 (en) | 1973-08-29 |
IL42094A (en) | 1975-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3794941A (en) | Automatic antenna impedance tuner including digital control circuits | |
CA1110707A (en) | Method for automatically matching a radio frequency transmitter to an antenna | |
US10804873B1 (en) | Automatic impedance matching system, method and apparatus | |
EP0318274B1 (en) | Method and apparatus for detecting and discriminating faults in transmission circuits | |
US6424232B1 (en) | Method and apparatus for matching a variable load impedance with an RF power generator impedance | |
KR100429930B1 (en) | Method and apparatus for matching a variable load impedance with an rf power generator impedance | |
US2270416A (en) | Electrical wave system | |
US3919644A (en) | Automatic antenna coupler utilizing system for measuring the real part of the complex impedance or admittance presented by an antenna or other network | |
US10680582B1 (en) | Single solution impedance matching method | |
CA2558294A1 (en) | Automatic matching and tuning unit | |
CN108718199A (en) | Antenna self-adaptive impedance matching box and matching process | |
NO115186B (en) | ||
US2742618A (en) | Phasing and magnitude adjusting circuit | |
US2860324A (en) | Power line signalling system | |
US2402606A (en) | Radio transmitting and receiving system | |
NO136600B (en) | ||
RU2308145C2 (en) | Antenna-matching device | |
US3969666A (en) | Universal impedance test load | |
CN112713904B (en) | Composite tuning network and antenna tuner | |
US2688699A (en) | Radio frequency load alternating system | |
JP3597262B2 (en) | Tuning method and circuit device for NMR receiving coil | |
US2282968A (en) | Coupling apparatus | |
US2553208A (en) | Remote-control positioning circuit | |
US3904966A (en) | Synchronized turn-off of VLF antennae | |
US2989626A (en) | Antenna, transmitter and coupling arrangement |