WO1993011606A1

WO1993011606A1 - Verfahren zur optimierung der ausgangsleistung von parallel geschalteten verstärkern sowie anordnung

Info

Publication number: WO1993011606A1
Application number: PCT/DE1992/000988
Authority: WO
Inventors: Günter JAUMANN
Original assignee: Ant Nachrichtentechnik Gmbh
Priority date: 1991-11-30
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1993-06-10
Also published as: DE4139557A1; DE4139557C2

Abstract

Zur Optimierung der Ausgangsleistung von mindestens zwei parallel arbeitenden Verstärkern (WV1, WV2) werden ihre Ausgangssignale bezüglich ihrer Phasenlage miteinander verglichen und bei Phasenunterschieden die Versorgungsspannung (UH) eines der Verstärker (WV1) so verändert, bis der Phasenunterschied zu Null wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für parallel arbeitende Wanderfeldröhrenverstärker. Bei einem dieser Wanderfeldröhrenverstärker wird die Helixspannung (UH) verändert bis Phasenkoinzidenz der Ausgangssignale herrscht.

Description

Verfahren zur Optimierung der Ausgangsleistung von parallel geschalteten Verstärkern sowie Anordnung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um die verfügbare Ausgangsleistung einer Verstärkeranordnung zu erhöhen, werden üblicherweise zwei oder mehrere Verstärker parallel an einer Last betrieben. Normalerweise ist die Ausgangsleistung dieser parallel arbeitenden Verstärker nicht völlig gleich, so daß am Vereinigungspunkt der eintreffenden Signale Phasenungleichheit herrscht. Diese Phaεenungleichheit führt zu einer Reduzierung der verfügbaren Leistung.

Aus der DE 37 15 083 AI ist es bekannt, in einen Verstärkerzweig einen geeichten Phasenschieber bzw. eine Verzögerungsleitung einzufügen, damit zwischen den Verstärkerausgangssignalen Phasenkoinzidenz herrscht und die maximal mögliche Ausgangsleistung entnommen werden kann.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zur Optimierung der Ausgangsleistung parallel geschalteter Verstärker anzugeben, wobei gewisse Nachteile bekannter Verfahren beseitigt werden sollen. Außerdem soll eine Anordnung hierzu aufgezeigt werden. Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Schritte des Anspruchs 1 und bezüglich der Anordnung durch die Merkmale der Ansprüche 3 oder 4 gelöst. Die weiteren Ansprüche beinhalten Weiterbildungen des Verfahrens/der Anordnung. Durch die Maßnahmen der Erfindung ist es mit einfachen Mitteln möglich, die Ausgangsleistung zu optimieren. Aufwendige Einstellungen oder Eichungen von Phasenschiebern oder Leistungsmessungen sind nicht mehr notwendig. Die Methode gemäß der Erfindung arbeitet zuverlässig und ist unkritisch gegenüber Temperatur- und Alterungse scheinungen. Manuelle Nachstellungen sind nicht erforderlich. Aus diesen Gründen eignet sich die Erfindung insbesondere zum Einsatz in Satelliten.

Anhand der Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Gewinnung eines Nachstellsignals für die Helixspannung eines Verstärkers unter Verwendung eines Mischers,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild zur Gewinnung eines Nachstellsignals für die Helixspannung eines Verstärkers unter Verwendung des am Differenzausgang eines Magischen T erscheinenden Signals,

Fig. 3 zeitliche Verläufe ausgewählter Signale,

Fig. 4 die Verwendung des Nachstellsignals für einen Helixspannungsregler.

Fig. 4 zeitliche Verläufe ausgewählter Signale.

Fig. 1 zeigt zwei parallel arbeitende Wanderfeldröhrenverstärker WVl und WV2, denen ein zu verstärkendes HF-Signal RF, beispielsweise über einen 3dB-90°- Hybridkoppler HK, zugeführt wird. Die Ausgänge AI und Ä2 der Wanderfeldröhrenverstärker WVl und WV2 führen zu jeweils einem Tor - hier Tore 1 und 2 - eines Magischen T, hier mit MT bezeichnet, zur Verknüpfung der beiden Ausgangssignale der Wanderfeldröhrenverstärker. Am Tor 3 des Magischen T erscheint die Summe aus den beiden Ausgangssignalen 2xRF_ader Wanderfeldröhrenverstarker WVl und WV2, die beispielsweise einer Antenne zugeführt werden kann. Ein geringer Teil des Ausgangssignalε jedes Wanderfeldröhrenverstärkers wird mittels eines Kopplers Kl bzw. K2 ausgekoppelt und einem Mischer M zugeführt. Dieεer Mischer M gewinnt aus den Ausgangssignalen ein Signal PA, welches proportional zur Phasenabweichung der beiden Ausgangssignale zueinander ist. Außerdem werden die beiden Ausgangssignale mittels Detektoren Dl, D2 gleichgerichtet und gemeinsam mit dem Signal PA einer Regellogik R zugeführt, die diese drei Signale zu einem Nachstellsignal für eine Versorgungsspannung einer der beiden Wanderfeldröhrenverstärker WVl, bzw. WV2 verknüpft.

Im gezeigten Beispiel wird das Nachstellsignal der Stromversorgungseinheit EPC 1 des Wanderfeldröhrenverstärkers WVl zugeführt. Die Stromversorgungseinheit EPC 1 variiert dann insbesondere die der Wanderfeldröhre zugeführte Helixspannung so lange, bis die Phasenabweichung als Ausgangssignal des Mischers-Signal PA zu 0 wird. In diesem Falle liefern die beiden Wanderfeldröhrenverstärker WVl und WV2 exakt die gleiche Ausgangsleistung. Die Phasen der Ausgangssignale der beiden Wanderfeldröhrenverstärker stimmen überein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig.2. Hier wird das Ausgangsεignal am Tor 4 des Magischen T benutzt. Das Tor 4 ist von den anderen drei Toren des Magischen T entkoppelt und führt kein Ausgangssignal, solange die Phase der beiden Ausgangssignale der Wanderfeldröhrenverεtärker WVl und WV2 übereinstimmt. Ist die Phasenlage unterschiedlich, erscheint am "Differenzausgang" - Tor 4 - deε Magischen T ein Signal, welches proportional zu dieser Phasenabweichung PAW ist. Diese Phasenabweichung PAW wird gleichgerichtet - Detektor D3 - und einem Schwellwertkomparator Kl zugeführt. Wenn die Phasenabweichung PAW (Spannung am Tor 4 des Magischen T) die Schwelle Url des Schwellwertkomparators Kl überschreitet, beginnt ein am Ausgang des

Schwellwertkomparators Kl angeschlossener Zähler Z zu arbeiten und zählt die ihm zugeführten Takti pulse Tl. Ein nachgeschalteter D/A-Wandler, der als integrierter Baustein oder als Widerstandsnetzwerk aufgebaut sein kann setzt das Zählergebnis in eine Spannung um, die als Referenz für die nachzustellende Helixspannung U_H der Wanderfeldröhre des Wanderfeldröhrenverεtärkers WVl dient. Diese Helixspannung U_H wird über die Einheit EPC 1 so lange verändert, bis die Spannung am Tor 4 des Magischen T zu Null wird. Es herrscht dann Phasenkoinzidenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Wanderfeldröhrenverstarker WVl und WV2. Der Zähler Z beendet das Hochzählen der Taktimpulse TI einen Takt nachdem der Komparator Kl sein Ausgangspotential von 1 auf 0 ändert (vgl. Fig.3) .

Das Nachstellsignal für die Helixspannung U_H kann vorteilhafterweise als Referenzspannung eines Helixspannungsreglers herangezogen werden. Die Figur 4 zeigt eine solche Anwendung. Der Helixspannungsregler besteht dort aus einem Längsregler mit einem Stellglied ein Form des Transistors VI, einem Längswiderstand Rl und einem Fehlersignalverstärker Nl. Die Ausgangsspannung des Längsreglers stellt gleichzeitig die Helixspannung einer angeschlossenen Wanderfeldröhre dar (Klemme UHE) . Der Fehlersignalverstärker Nl vergleicht die Ausgangsspannung des Längsreglers mit einem Referenzsignal - hier das vom D/A¬ Wandler oder von der Regellogik R gelieferte Nachstellsignal. Die Ausgangsspannung an der Klemme UHE wird somit automatisch so lange variiert, bis am Tor 4 des Magischen T die Spannung 0 erscheint. Der Längεregler ist an den Ausgang eines Hochspannungstransformators Tr mit Gleichrichterschaltung angeschlossen, der auch die Kathodenspannung UKA und die Kollektorspannung UKO der Wanderfeldröhre liefert. Der Differenzverstärker N2 dient zur Unterdrückung unerwünschter Störsignale. Nähere Einzelheiten hierzu sind der DE 38 34 880 C2 zu entnehmen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Optimierung der Ausgangsleistung von mindestens^" zwei parallel geschalteten Verstärkern, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärkern (WVl, WV2), dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Verstärker bezüglich ihrer Phasenlage miteinander verglichen werden und bei einem festgestellten Phasenunterschied eine Versorgungsspannung eines der beiden Verstärker (WVl, WV2) so verändert wird, daß der Phasenunterschied dem Wert Null zustrebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem festgestellten Phasenunterschied die Helixspannung eines der beiden Wanderfeldröhrenverstärker (WVl, WV2) verändert wird.

3. Anordnung zur Optimierung der Ausgangsleistung parallel geschalteter Verstärker, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärker (WVl, WV2) gekennzeichnet durch

- einen Mischer (M) , dessen Eingängen die Ausgangssignale der beiden Verstärker (WVl, WV2) zuführbar sind,

- einer Einrichtung (R) zur Verknüpfung der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WVl, WV2) und des Mischers (M) und zur Aufbereitung eines Nachstellεignals für eine

Versorgungsspannung/Helixspannung eines der beiden Verstärker (WVl, WV2), wenn zwischen den Ausgangssignalen der Verstärker (WVl, WV2) ein Phasenunterschied besteht.

4. Anordnung zur Optimierung der Ausgangsleistung parallel geschalteter Verstärker, insbesondere Wanderfeldröhrenverstärker (WVl, WV2) gekennzeichnet durch - ein Magisches T (MT) zur Addition der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WVl, WV2),

- einer Einrichtung (RE) zur Aufbereitung eines Nachstellsignals für eine Verεorgungsεpannung/Helixspannung eines der beiden Verstärker (WVl, WV2), wenn zwischen den Ausgangssignalen der Verstärker (WVl, WV2) ein Phasenunterschied besteht, wobei zur Aufbereitung des Nachstellsignals daε Signal an dem Tor (4) deε Magiεchen T (MT) verwendet wird, an dem die Differenz der Ausgangssignale der beiden Verstärker (WVl, WV2) erscheint.

5. Anordnung nach Anεpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwertkomparator (Kl) vorgesehen ist, mittels dessen ein Zähler (Z) aktivierbar ist, wenn die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Verstärker (WVl, WV2) einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, und daß eine Auswerteeinrichtung (DA) vorgesehen ist, die ein Nachstellsignal für die Helixspannung eines der Wanderfeldröhrenverstärker (WVl) aus der Zählsumme des Zählers (Z) erzeugt.

6. Anordnung nach einem der Anεprüche 3 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachstellsignal als Referenzsignal eines Helixspannungsreglers (HR) für einen der beiden Wanderfeldröhrenverstärker (WVl, WV2) dient.