Датчик активной составляющей комплексного сопротивления нагрузки

О п И С А Н И Е (() 419806

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскил

Социалистических

Республик (61) Зависимое от а вт. свидетельства (22) Заявлено 29.11.72 (21) 1851126!18-10 (51) М. Кл. С 01г 27/00 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет

Совета Мииистрав СССР по делам изооретеиий и аткрьпий (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 24.09.74 (53) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. А. Кыштымов (71) Заявитель (54) ДАТЧИК АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ

Настоящее изобретение относится к области радиотехники, в частности, к элементам радиопередающей аппаратуры и может быть использовано в антенных согласующих устройствах радиопередатчиков.

В общем виде задача настройки выходной части радиопередатчика сводится к согласованию параметров излучающего устройства (антенны) с передатчиком (мощным выходным каскадом) для излучения максимальной (для данных условий) мощности, т. е. получения возможно большего к. п. д. участка усилитель мощности — антенна.

Широкое применение в системах автоматической настройки нашли датчики фазы и модуля сопротивления нагрузки.

Однако наличие взаимной связи между каналами настройки в этих системах затрудняет получение высокого быстродействия и устойчивости.

Применение датчика активной составляющей комплексного сопротивления нагрузки совместно с датчиком фазы в системах автонастройки согласующих устройств позволяет существенно уменьшить взаимное влияние между- каналами настройки и, следовательно, значительно повысить быстродействие системы.

Известны датчики, позволяющие контролировать отклонение активной составляющей комплексного сопротивления нагрузки от оптимального значения, определяемого волновым сопротивлением фидера.

Однако таким датчикам требуется значи5 тельная мощность для нормальной работы фазочувствительного устройства и, следовательно, наличие большой мощности в самом фидере; они имеют малый диапазон частот и перекрытие по частотс нз-за того, что индуктив10 ное сопротивление обмотки трансформатора тока сравнимо с сопротивлением нагрузки, а коррекция сдвига фаз опорного напряжения с помощью RC-цепочки в широком диапазонс частот затруднена; принципиально нсвозмож15 но использование усилителей ВЧ при малых мощностях в фидерс из-за недопустимых фазовых искажений, вносимых этим усилителем в схему.

С целью расширения динамического диа20 пазона измерений и повышения экономичности фазочувствительное устройство перенесено из высокочастотной цепи в низкочастотную цепь амплитудного детектора, а в высокочастотную цепь датчика включен амплитудный

25 модулятор напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемо,о датчика активной составляющей сопротивления нагрузки, содержагцсго трансформатор тока высоко)астотного фидера !, конденсатор

30 связи с ВЧ фндером 2, амплитудный детектор

419806

3, фазочувствительный элемент 4, источник опорного напряжения 5, нагрузо шый резистор емкостной связи 6, разделительные конденсаторы 7, 8, переключающий диод 9, развязывающие дроссели 10, 11, нагрузка датчика 12, комплексная нагрузка выходного каскада Z».

Напряжение на резисторе 6 определяется значением конденсатора связи 2 и опережает напряжение фидера на угол, близкий к 90 .

Напряжение вторичной обмотки трансформатора тока 1 определяется током фидера и опережает его на угол, близкий к 90, В случае, когда сопротивление нагрузки активно и равно волновому сопротивлению фидера, напряжения на резисторе 6 и обмотке трансформатора тока 1 будут равны и направлены встречно, напряжение на резисторе 12 и на выходе амплитудного детектора 3 будет малым или равным нулю.

Это состояние будет соблюдаться в широком диапазоне частот.

При отклонении сопротивления нагрузки Z, от волнового сопротивления фидера напряжения на резисторе 6 и обмотках трансформатора тока 1 изменятся и будут сдвинуты по фазе друг относительно друга на величину, определяемую фазой комплексной нагрузки

Z».

Увеличение сопротивления нагрузки Z» приведет к возрастанию напряжения на резисторе

6, а напряжение на выходе трансформатора тока 1 уменьшается. Уменьшение сопротивления нагрузки вызовет изменение напряжений, обратные описанным выше.

Если при этом напряжение трансформатора

1 каким-либо способом уменьшить по амплитуде без изменения фазы напряжения, то на выходе датчика напряжение увеличится при

R») р (где К, — сопротивление нагрузки, а р — волновое сопротивление фидера) и уменьшится при R»(p.

Следовательно, если периодически изменять (модулировать) напряжение трансформатора

1, то на выходе амплитудного детектора появится переменное напряжение, фаза которого будет определять направление отклонений активной составляющей сопротивления нагрузки от волнового сопротивления.

При фазочувствительном детектировании напряжения с выхода датчика появится постоянное напряжение, полярность которого определит знак отклонения.

Следует отметить также, что влияние реактивной составляющей на чувствительность датчика к изменениям активной составляющей нагрузки можно скомпенсировать применением в схеме усилителя с автоматической регулировкой усиления по постоянной составляющей напряжения амплитудного детектора.

15 Кроме того, применение в схеме высокочастотного усилителя, к которому не предъявляются требования по фазовым искажениям, позволяет существенно уменьшить мощность в фидере при настройке тракта перед рабо20 той.

Предмет изобретения

Датчик активной составляющей комплексного сопротивления нагрузки, содержащий

25 трансформатор тока, конденсатор связи, амплитудный детектор, фазочувствительный элемент, источник опорного напряжения, отл ич а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений и повы30 шения экономичности, он снабжен амплитудным модулятором, выполненным в виде двух разделительных конденсаторов и последовательно соединенных с ними дросселей, между точками соединения которых включен диод, 35 причем вторые обкладки конденсаторов связаны со средней и одной из крайних точек обмотки трансформатора тока, которая соединена одновременно со входом амплитудного детектора и резистора, вторая же крайняя

40 точка через конденсатор связи подключена к нагрузке и второму резистору, причем выход амплитудного детектора подключен к первому входу фазочувствительного элемента, второй вход которого соединен с выводом одного из

45 дросселей и выходом источника опорного напряжения, а выход фазочувствительного элемента является выходом датчика.

419806

В/Ч родер

Составитель В. Скоробогатова

Редактор Л. Цветкова Техред Л. Акимова Корректор Л. Царькова

Заказ 2800/9 Изд. № 1526 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2