NO800698L - Radiofrekvensgenerator. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en radiofrekvensgenerator som omfatter en svitsje-omformerkrets som driver et filter for.å avgi et utgangssignal ved radiofrekvens for fødning av. en senderantenne. Omformerkretsen kan ha hvilken som helst av mange forskjellige former, men er vanligvis innrettet til.å av-gi et firkantbølgesignal ved hjelp av halvlederbrytere eller -svitsjer som styrer effektsvitsjer enten direkte eller gjennom en koblingstransformator. Kombinasjonen av.en omformerkrets og et radiofrekvensfilter, f.eks. en serieresonanskrets, kan gi en meget effektiv kilde for radiofrekvenseffekt. Imid-lertid kan uhell så som mistilpasning ved belastningen, eller overslag over antennens isolator lett ødelegge halvleder-svitsjene, og selv om det er foreslått forskjellige beskyttelses-kretser og -innretninger, har disse så hyppig vært utsatt for feil at anvendelse av svitsje-omformerkretser for radiofrekvens-generatorer har vært ansett for ugunstig.

Et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en generator med forbedret beskyttelse mot virkningene av høy be-lastningsstrøm på grunn av mistilpasning.

I henhold til oppfinnelsen omfatter en radiofrekvensgenerator en svitsje-omformerkrets som driver et radiofrekvensfilter og innbefatter en seriereaktans og en likeretter som er forbundet med reaktansen og er forspent slik at dens likeretningsvirkning begrenser omformerkretsens svitsjestrøm og beskytter svitsje-elementene i omformerkretsen.

Det er foretrukket at likeretteren, som kan bestå av en brolikeretter nær koblet til en induksjonsspole i en serieresonanskrets som utgjør det forannevnte filter, er forspent for å gi vesentlig likeretning bare når radiofrekvensstrømmen gjennom seriereaktansen overskrider radiofrekvensstrømmen ved normale belastningsforhold. Likeretteren kan være forspent ved hjelp av en likestrømkilde som mater svitsje-omformerkretsen og til å returnere likerettet strøm til denne kilde. Likeretteren vil begrense radiofrekvensspenningen over seriereaktansen og derved begrense strømmen gjennom denne. Denne virk-ning begrenser strømmen gjennom svitsjene i omformerkretsen og beskytter derved disse.

En utførelsesform av oppfinnelsen og en modifikasjon av denne skal nå beskrives som eksempel under henvisning til teg-ningene, hvor:

Figur 1 er et forklarende skjema over en radiofrekvensgenerator omfattende en.svitsje-omformerkrets og et ; radiofrekvensfilter. Figur 2 er et skjema for en utførelsesform av oppfinnelsen hvor visse hjelpekretser for enkelhets skyld er utelatt, og Figur 3 viser en modifikasjon av en del av den utførelse som er vist på figur 2. Figur 1 viser en omformerkrets som omdanner likestrøm fra en kilde, f.eks. et batteri, til et filtrert radiofrekvenssig-nal som flyter i en belastningsmotstand R. To par svitsjer (X,x) og (Y,y) blir vekselvis svitsjet under like lange perioder,

idet svitsjingen skjer ved den ønskede radiofrekvens. En fir-kantspenning opptrer på klemmene A og B. Impedansen av den serieresonanskrets som består av induksjonsspolen L og kondensatoren C, er nesten lik null ved den ønskede radiofrekvens og blir vesentlig større ved de harmoniske av denne frekvens. Den ubelastede Q-faktor for resonanskretsen er høy, f.eks. av størrelsesorden 250 . Reaktansen av induks jonsspolen eller kondensatoren ved resonans er valgt slik at den er tilnærmet seks ganger impedansen av belastningsmotstanden R, hvilket innebærer at.den belastede Q-faktor er lik 6.

Den parallelle avstemte krets som omfatter induksjonsspolen L, og kondensatoren C-^, har resonans ved den valgte radiofrekvens . Den ubelastede Q-faktor er forholdsvis høy mens den belastede Q-faktor ved kobling til belastningsmotstanden R, fortrinnsvis er på omkring 2.

Hvis i arrangementet på figur 1, impedansen av svitsjene og batteriet er tilnærmet lik null og belastningsmotstanden kort-sluttes, kan strømmen gjennom svitsjene stige til førti ganger den normale strøm og derved ødelegge svitsjene. Hvis belastningsmotstanden blir fjernet eller kretsen åpnet, ligger den høye impedans av parallellresonanskretsen i serie mellom klemmene A og B, og svitsjestrømmen blir redusert til null.

Figur 2 er et forenklet skjema for en utførelsesform av oppfinnelsen. I denne utførelse tilsvarer transistorene 1 og 2 de ovenfor nevnte svitsjer Y og y, mens transistorene 3 og 4

svarer til svitsjene X og x i figur 1. Drivsignaler blir på-trykket basis/emitter-overgangen på disse transistorer ved hjelp av de respektive sekundærviklinger la til 4a på respektive trans-

formatorer som kan være drevet av svitsje-transistorer i over-ensstemmelse med kjent praksis. Serieresonanskretsen på figur ! 1 består i denne utførelse av kondensatoren .5 og induksjonsspolen 6, belastningsmotstanden R av motstanden 7 og parallellresonanskretsen av kondensatoren 8 og induksjonsspolen 9. En

transformator 10 hvis primærvikling ligger i serie med serieresonanskretsen, isolerer belastningen med hensyn til likestrøm fra svitsjekretsen. Et spesielt impedansforhold mellom primær-og sekundærkretsene på denne transformator kan bli oppnådd ved endring av omsetningsforholdet i transformatoren.

Dioder 11 til 14 er koblet over kollektor/emitter-over-gangene i transistorene 11 til 14. Formålet med disse dioder er å hindre at det oppstår en åpen krets i filternettverket mellom klemmene A og B hvis alle transistorer momentant er ikke-ledende. Varigheten av AV- og PÅ-periodene for svitsjespen-ningene som påtrykkes basis på transistorene 1 til 4, blir fortrinnsvis innrettet slik at transistorene 1 og 4 eller transistorene 3 og 4 ikke samtidig leder. Valget av svitsjebølge-form er avhengig av lagringsforsinkelsestiden i transistorene.

Det kan forklares at belastningsstrømmeri kan deles av et flertall svitsjekretser i parallell og at en del av radiofrekvensfilteret om ønskelig kan bestå av en gruppe parallelle induks jonsspoler eller kondensatorer, en for hver av de parallel-. le svitsjekretser slik som beskrevet i britisk patent 1 483 584. Normalt vil svitsjekretsene være montert på uttak-bare kort, men diodene 11 til 14 trenger ikke å være montert på disse kort og hvis de ikke er, kan generatoren fortsette å ar-, beide selv om en av de parallelle svitsjekretser er fjernet.

Den utførelse som er vist på figur 2, er forsynt med et beskyttelsesarrangement som omfatter en spole som er nær koblet til induksjonsspolen 6, en kondensator 16 som kompenserer for lekkasjeinduktans fra koblingsspolen, og en brolikeretter 17 som er forspent av spenningen fra likestrømkilden, nemlig

det batteri som i denne utførelse driver transistorene 1 til

4. Spolen 15 og dennes kobling til induksjonsspolen 6 er

valgt for å avste_dkomme en spenning som akkurat vil gi likeretningsvirkning i brolikeretteren når den resistive belastning av radiofrekvensfilteret er normal og avstemningen er riktig, dvs. at strømmene og spenningene fra transistorsvitsjene 1 til

4 er i fase. Hvis belastningsmotstanden endres, enten ved et uhell eller på annen måte slik at det kreves mer strøm fra

i transistorene, vil den økede styrken av likerettet strøm hindre vesentlig stigning av den strøm som kreves for transistorene Hvis den normale strøm er 6 ampere for en gruppe på fire svit-sj«transistorer som vist, kan i praksis strømmen begrenses til omkring 7 ampere når belastningsmostanden blir kortsluttet og den tilførte likestrøm vil falle til omkring 1 ampere, idet seks av syv ampere blir returnert til batteriet 19 ved hjelp av likeretteren.

Det radiofrekvensfilter som er vist på figur 2, blir' ofte betegnet som en nullfaseforskyvnings-tilpasning (zero phase-shift match), fordi.det gir enten null eller 180° fase-forskyvning mellom strømmen gjennom belastningsmotstanden og seriestrømmen mellom klemmene A og B. Undertiden kan det væ-re ønskelig med fasekvadraturtilpasning. Hvis dette er' til-felle, vil en åpen krets ved belastningen redusere impedansen mellom klemmene. A og B og begrensning av strømmen mellom, A og B er nødvendig akkurat slik det er for den krets som er spe-. sielt beskrevet.

Figur 3 viser en modifikasjon av filternettverket mellom klemmene A og B og den tilhørende likeretter. I denne modifikasjon er det anordnet en transformator 18 parallelt med kondensatoren 5 for å koble likeretteren 17 til kondensatoren i-stedenfor til induksjonsspolen 6.

Claims (5)

1. .1. Radiofrekvensgenerator, omfattende en svitsje-omformer- j

   i krets (1,2,3,4) som driver et radiofrekvensfilter (5,6) og omfatter en seriereaktans (6) og en likeretter (17) som er koblet til reaktansen og er forspent slik at dens likeretningsvirkning begrenser den strøm som flyter gjennom omformerkretsen.
2. 2. Generator ifølge krav 1, karakterisert ved at likeretteren (17) leder strøm tilbake til en kilde (19) som energiserer svitsje-omformerkretsen med likestrøm.
3. 3. Generator ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at likeretteren (17) omfatter et brolikeretter-nettverk som er induktivt koblet til den nevnte reaktans.
4. 4. Generator ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at filteret (5,6) er utført slrk at strømmene gjennom reaktansen (6) og en belastning (7) er i fase> og likeretningsvirkningen av likeretteren er tilstrekkelig til å beskytte de .nevnte elementer hvis belastningen blir kortsluttet.
5. 5. Generator ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at filteret er utført slik at strømmene gjennom reaktansen og en belastning er i fasekvadratur og likeretningsvirkningen av likeretteren er tilstrekkelig til å beskytte de nevnte elementer hvis belastningen blir en åpen krets.