Индикатор настройки резонансного усилительного каскада

 

Изобрет еиие относится к радиотехнике . Целью является повьшение точности индик 1ции. Устройство содержит амплитудный детектор (АД) 1 ВЧ напряжения, лампу 2, два дополнительных АД 3 и 4, элемент сравнения (ЭС) 5, два вспомогательных АД 6 и 7, дополнительный ЭС 8, трансформатор тока (ТТ) 9, два резистора 10 и 11, четыре конденсатора 12, 13, 14 и 15, настраиваемый резонансный блок 16 и нагрузку 17. Введение ТТ 9, параллельно вторичной обмотке которого включены последовательно соединенные резисторы 10 и 11, величины сопротивлений которых одинаковы, позволяет на выходе дополнительного ЭС 8 формирователь сигнал постоянного тока, полярность которого зависит от знака фазы настраиваемого импеданса нагрузки лампы 2. При настройке нагрузки в резонанс, т.е. при 4 О этот сигнал равен нулю. Изобретение дополнительное к авт.св. . № 881989. 2 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесн их

РЕСПУБЛИК уу 4 Н 03 3 3/22.ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 г..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Е

Г (61) 881989 (21) 3829396/24-09 (22) 18. 12. 84 (46) 15.06. 86. Бюл. В 22 (72) В.А. Марушкин (53) 621.396.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 881989, кл. Н 03 J 3/22, 1979.

3 » (54) ИНДИКАТОР НАСТРОЙКИ РЕЗОНАНСНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА (57) Изобретение относится к радиотехнике, Целью является повышение точности индикации. Устройство содержит амплитудный детектор (АД) 1 ВЧ напряжения, лампу 2, два дополнительных АД 3 и 4, элемент сравнения (ЭС) 5, два вспомогательных АД 6 и

„„SU„„0 А2

7, дополнительный ЭС 8, трансформатор тока (TT) 9 ° два резистора 10 и 11, четыре конденсатора 12, 13, 14 и 15, настраиваемый резонансный блок

16 и нагрузку 17. Введение ТТ 9, параллельно вторичной обмотке которого включены последовательно соединенные резисторы 10 и 11, величины сопротивлений которых одинаковы, позволяет на выходе дополнительного ЭС 8 формирователь сигнал goeтоянного тока, полярность которого зависит от знака фазы настраиваемого импеданса нагрузки лампы 2. При настройке нагрузки в резонанс, т.е. при = 0 этот сигнал равен нулю.

Изобретение дополнительное к авт.cs,, В 881989. 2 ил.

1 1

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в системах автоматической настройки каскадов радиопередатчиков различного назначения, является усовершенствованием известного устройства по авт.св. У 881989.

Целью изобретения является повышение точности индикации.

На фиг. 1 представлена принципиanüHaÿ электрическая схема индикатора настройки резонансного усилительного каскада: на фиг. 2 - эквивалентная схема предложенного индикатора настройки.

Индикатор настройки резонансного усилительного каскада (фиг. 1) содержит амплитудный детектор 1 высокочастотного напряжения, лампу 2, включенную, например, по схеме с общим катодом, первый и второй дополни тельные амплитудные детекторы 3 и 4, элемент сравнения 5, первый и второй вспомогательные амплитудные детекторы 6 и 7, дополнительный элемент сравнения 8, трансформатор тока 9, первый и второй резисторы 10 и 11, конденсаторы 12, 13, 14 и 15, а также настраиваемый резонансный блок

16 и нагрузку 17.

На фиг. 2 буквами,а, к обозначены соответственно сетка, анод и катод лампы 2, буквами Ь, г, 4 обозначены точки подключения входов амплитудных детекторов 1, 3 и 4 со.ответственно, буквами 4 и 4 — точки подключения входов первого и второго вспомогательных амплитудных детекторов 6 и 7, Индикатор настройки резонансного усилительного каскада работает слелующим образом.

Оптимальные условия работы лампы

2 имеют место при условии, что лампа нагружена на активное сопротивление определенной величины.

Выходная мощность усилителя выделяется в нагрузке 17, например антенне, имеющем в общем случае комплексное сопротивление.

Настраиваемый резонансный блок 16 осуществляет трансформацию комплекс ного сопротивления Z и активное сопротивление R, . Однако нагрузка лампы 2 равна R, лишь при правильной настройке контура — настройка в резонанс на рабочую частоту и выбор необходимой связи с нагрузкой. Обычно число органов настройки в настра25 где К

= SZ8„„,ã

- крутизна вольтамперной характеристики лампы 2;

Z, нагрузка лампы 2.

З0 Напряжения рабочей частоты, приложенные к входам амплитудных.детекторов 1, 3, 4, 6 и 7, образуются в результате взаимодействия напряжений Оя» и 0„„ в цепи, составленной иэ конденсаторов 12, 13, 14 и 15 и трансформатора тока 9.

Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы входы амплитудных детекторов 1, 3 и 4 не влияли на емкостной делитель напряжения, для чего следует выполнить условие . где Е, Е „ и Й,„ — входные импеданМ сы амплитудных детекторов 1,3 и 4; х j х,зj х j jx реактивные со<з ч противления .кон50 денсаторов 1215 соответственно.

Однако на высоких частотах может вызвать затруднение дополнение этого

Я условия; требования к входным импедансам амплитудных детекторов 1, 3 и 4 могут быть облегчены, если их входы эашунтировать конденсаторами.

238200 2 иваемом резонансном блоке 16 равно двум, причем один иэ них преимущественно влияет на степень связи конту-. ра с нагрузкой и при автоматической настройке управляется сигналом индикатора, который зависит от активной составляющей импеданса нагрузки лампы 2, а другой орган настройки влияет на настройку контура настраивае10 мого резонансного блока 16 s резонанс и при автоматической настройке, в контуре регулирования данного органа используется сигнал индикатора настройки, который зависит от знака

15 фазы нмпеданса нагрузки лампы 2 (входного сопротивления настраиваемого резонансного блока 16) °

Если между катодом и управляющей сеткой лампы 2 приложено напряжение

g0 U,, то между анодом и катодом лампы

2 действует напряжение 6 „ той:же частоты, причем з 1238200

При этом достаточно выполнить соотношения

А

1Z8„ l >õ; (ЕР„ )) х; !78 (»х где К g,К„,К,К„,Ке(, Ка)- коэффициенты передачи емкостного делителя от точКИ К ТОЧКЕ: От ТОЧКИ са К ТОЧКЕ 6 И т.д.; каждый из этих коэффициентов является действительным числом меньше 1 и не зависит от частоты.

Производя преобразование, имеют

ПР»= Ko8(R1 — Ze„ ) а Uqy 1

Кие (Кае бх ) 8 ПЯк 1

Ug.= К,Z(R, — Z,„) - S-О „, где x,,х, и x — реактивные сопротивления шунтирующих конденсаторов, причем х, х»х, х, Л л6 и. х .

Введение конденсаторов, шунтирующих входы детекторов 1, 3 и 4, обеспечивает работу устройства в более широком диапазоне частот и облегчает требования к детекторам.

При однотипных детекторах целесооб.1с разно выбрать емкости шунтирующих конденсаторов равными, т,е, П К8 x Uq» +К е П1 к К Ле П- (»

К с ьх, » 1

О„„=К,„О„+К.,(О „= К„,i О „—

K a Ряле. у» х = х = х л 3 и

Для нормальной работы устройства. необходимо, чтобы в отношении трансформатора тока 9 и его нагрузки .выполнялись следующие условия:

lZ,.I«x,; IZ I RÄ +R„,;

lZ I» х, R„R где R„,К„ — сопротивления резисторов

10 и 11, шунтирующих вторичную обмотку трансформатора тока 9

Z Z,„ — входные импедансы вспомогательных амплитудных детекторов б и 8 соответственно;

Z,,Z", Z, — входной, выходной и проходной импедансы трансформатора тока 9 соот40 ветственно.

Учитывая введение ограничения и заменяя вторичную обмотку трансформатора тока 9 источником тока I/n где

I - -ток протекающий по первичному

У

45 проводнику трансформатора тока 9, т.е. через конденсатор 13; и — число витков вторичной обмотки трансформатора тока 9, получают эквивалентную схему индикатора, представленную .на фиг. 26.

Как следует из эквивалентной схемы, на входы амплитудных детекторов

1, 3 и 4 действует напряжение

U8< =К88 U g„+K„g Ua = К,ьП »

Ка8 8 8к„ П к 1

1 К ае 8 å

Я

1 K 6

Каь

1 К,„d

S К( где R, К6= Ка„К Ь, Кае= Кас1 Ксо К 4 = K ge Ка4 >

Ка е Кс(е оС

К . К осе

6с с8 причем откуда

Rîe hR; R Rüe n R;

3 где 1с,k — коэффициенты передачи амплигудных детекто >ов

3 и 4 соответственно; (41

k,,k8 — коэффициенты передачи элемента сравнения 5 для выходных сигналов амплитудных детекторов 3 и 4 соответственно; получают, что постоянное напряжение на выходе элемента сравнения 5 равно

Зс ®ае 8 R ) (Roe л (1) т.е. на выходе элемента сравнения 5 формируется сигнал постоянного тока, полярность которого зависит от знака отклонения активной составляющей импеданса нагрузки .лампы 2 от требуемой величины R, и равный нулю при обеспечении этой величины.

При этом постоянное напряжение на выходе амплитудного детектора 1 равно

kë K» S l U« l 1Roe „„1 (2) Keg Kge Roe (ч (ч выбирая k, k, . К,g S =- К k„K S =k

1238200

Г

- ).)с лв п г где F d С

43п э

U1к=К9е цЯк+Ка,. ца.+3 F

К е Ц )c Ê (1+ 3 К ) ос к s v (-+- -. (1+

1 К ое Я» Я К

Uàk:

8 Еек А = 35

j — )

Е вх„ь| °

В общем случае Zsê,ü" Z.6 е э

Jg где Е„, —, модуль импедайса Z „ - фазовый угол импеданса Е

1 Кое кроме того, — - R - на основааС 45 нии ранее приведенных выкладок.

Поэтому, (1-(1+3 — ) к

be

Е1в е 1. ае

F Z принимают: — = (); - = S

Kàå ос

Кае S Roe Uq» = ць1. тогда ц „= U ((1- P(1+j9 ) -e ).

Аналогично можно показать, что

U„„=U 11-Р(1 jо) е

50 т.е. 11, = О при Евх Rîe t и Отличвх, но от нуля при нарушении этого условия.

Для дальнейшего анализа заменяют

5 на схеме (фиг. 2 a) источник тока T/n, нагруженный на два последовательно соединенных равных резистора величины

R = R = r на два последовательно ñ включенных источника напряжения е = I/n r, причем пренебрегают внутренними сопротивлениями этих имточников, принимая (- вк IIZsx 1 » r.

Емкостные делители, соединяющие

15 точки и с, c и а, заменяют на четырехполюсники с:коэффициентами передачи КЯс и Кае соответственно; эквивалентйая схема устройства приобретает вид, изображенный на фиг.21.

Согласно этой схеме на входы вспомогательных амплитудных детекторов 6 и 7 действуют напряжения, Uf g Цск Ucf Rgevgg+Racva»+ Е 1 З5

Uh». Uc»+vcr )(ае Ц к Как Цак Е ф цак г при этом е = — гЗх„

3 F Uo»>

Произведя подстановку е q = cosip +

+j sin y, имеют

Vf „= V (.(1- )- cos М+ Рв sinV)

-jp (9 cos kp + sinkp) )

U«= ц ((1-p cos V- p6) sing) +

+ jp(9 cos (— sinkp))

Вспомогательные амплитудные детекторы 6 и 7, к входам которых прикладывают высокочастотные напряжения U< и

К

Uf„, обеспечивают на выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде (модулю) высокочастотного напряжения, действующего на вход детектора поэтому

U . = k (U(l k U

-8 sinkp Я + Р (В cosy+ sing)

= k U 1+ Р2 (1-8)> + 2 Р(esin — coskI )

U, k,lUg,l k„U, Ñ1-р(e sine+

+соз"(1)3 +. P (всозч- sin v)

= k Uî 1-Р2 (1+9)2 - 2p(esiny+

+ COSkP) где Ць, U - постоянные напряжения на выходах вспомогательных амплитудных детекторов

6 и 7 соответственно;

kв,1с - коэффициенты передачи вспомогательных амплитудных детекторов 6 и 7,соответственно;

Цапряжение на выходе дополнительного элемента сравнения 8 равно (6) (1) (I U f » l ц = k (l Ug„l- lU),„l) (3) (eI (1)

npH ks k„= ks k1 kk k ° (e) (1) где k u k — коэффициенты передачи дополнительности элемента сравнения

8 для выходных сигналов вспомогательных амплитудных детекторов 6 и 7 соответственно.

Подкоренные выражения для (Ц „1, IU„„I отличаются только третьими слагаемыми; для оценки зависимости Щ

1238200 от Р оценивают разность этих слагаемых

A 26(9 sin v -cos v ) -(-2Р(9в1пУ+

+ cosy)) РРО siny, при этбм

ЬОиБ® Опри Ч 0;

ЬсО и Us а О при у а О;

Ь>0 и Us vО пРи V>0.

Фи2.Г

Составитель С. Даниэлян

Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Редактор Л. Повхан

Заказ 3302/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Такий образом, на выходе дополнительного элемента сравнения 8 форми«f5 руется сигнал постоянного тока, поляр ность которого зависит от знака фазы настраиваемого импеданса нагрузки лампы 2 и равный нулю при настройке нагрузки в резонанс, т.е. при у О.

Аналогично работает индикатор настрой- ки и ври включении трансформатора тока последовательно с конденсатором, подключенным к сетке лампы.

Формула изобретения

Индикатор настройки резонансного усилительного каскада по авт.св. У 881989, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индикации, последовательно с одним из конденсаторов, подключенных соответственно к аноду и сетке лампы, включен трансформатор тока, параллельно вторичной обмотке которого вклю-. чены последовательно соединенные первый и второй резисторы, величины сопротивления которых одинаковы, точка соединения первого и второго резисторов подключена к входу амплитудного детектора высокочастотного напряжения, к выходам вторичной обмотки трансформатора тока подключены соответственно первый и второй вспомогательные амплитудные детекторы, выходы которых подключены к дополнительному элементу сравнения.