DE1591089C - Funksender für Phasenvergleichs-Navigationssysteme mit einer Mehrzahl von Verstärkungskanälen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Funkserider kungsregelungsschaltung normalerweise die Rechtfür Phasenvergleichs-Navigationssysteme mit einer eckschwingung um einen Wert vermindern, welcher Hochfrequenz-Sinusschwingungsquelle und mit einer den kombinierten Amplituden der Endverstärker-Mehrzahl von parallelen ,Verstärkungskanälen, von stufe entspricht. Bei einer geringeren Amplitude des denen jeder eine Zwischenverstärkerstufe und eine 5 Ausgangs einer Endverstärkerstufe — beispielsweise Endverstärkerstufe sowie eine automatische Ver- bei einem KurzschlußJn einer solchen Stufe — wird stärkungsregelungsschaltung enthält und die eine dagegen die Verminderung der Arhplitude der Rechtjemeinsame Antenne erregen. eckschwingung in Abhängigkeit_: von den kombi-

Bei einem Phasenvergleichs-Navigationssystero ist nierten Amplituden an den Ausgängen der Zwischenes für einen ungestörten Navigationsbetrieb wichtig, io verstärkerstufen geregelt. Daher wird die Amplitude daß die Funksender ihre Ausgangsleistung über der Rechteckschwingung in diesem Fall um einen längere Zeiträume ohne größere Änderung beibe- geringeren Betrag vermindert als im Normalfall, halten. Um den Betrieb eines Funksenders für d. h. diesem gegenüber vergrößert. Auf Grund der Phasenvergleichs-Navigationssysteme auch bei einem Begrenzung der Rechteckschwingung auf ein Maxi-Ausfall einzelner oder mehrerer Bauteile dieses Sen- is mum kann die Vergrößerung der Amplitude jedoch ders aufrechtzuerhalten, ist es üblich, bei solchen niemals über dieses Maximum hinaus erfolgen, so Funksendern eine Mehrzahl von parallelen Verstär- daß eine Regelungsinstabilität mit Sicherheit verkungskanälen vorzusehen, von denen jeder eine mieden ist.

Zwischenverstärkerstufe und eine Endverstärkerstufe Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen seien sowie eine automatische Verstärkungsregelungsschal- 20 im folgenden an Hand der Zeichnungen näher ertung enthält, wobei alle Verstärkungskanäle eine läutert, in denen eine Ausführungsform des neuen gemeinsame Antenne erregen. Hierbei erfolgt mittels Funksenders dargestellt ist. Es zeigt
der Verstärkungsregelungsschaltungen jeweils die F i g. 1 eine schematische Darstellung des Funk-Regelung der Verstärkung einer Verstärkerstufe in senders,

Abhängigkeit von einem Regelsignal, das von den 25 F i g. 2 die Schaltung eines Teils eines Verstär-

Ausgangsschwingungen einer nachfolgenden Stufe kungskanals des Funksenders gemäß Fig. 1,

abgeleitet ist. Die Verwendung bekannter Verstär- F i g. 3 und 4 Wellenformen von Schwingungen,

kungsregelungsschaltungen in den einzelnen Verstär- die an verschiedenen Punkten in der Schaltung der

kungskanälen des Funksenders bringt jedoch bei F i g. 2 auftreten.

dessen bekanntem Aufbau nachteiligerweise die Ge- 30 Gemäß F i g. 1 erzeugt eine Hochfrequenz-Sinus-

fahr von Regelungsinstabilitäten mit sich. Wenn Schwingungsquelle eine Eingangs-Sinusschwingung,

nämlich beispielsweise in einer Endverstärkerstufe die über einen gemeinsamen Eingang 10 unterein-

ein Kurzschluß auftritt, dann übersteuert die auto- ander ähnlichen Verstärkungskanälen I, II, III und IV

matische Verstärkungsregelungsschaltung die Ver- zugeführt wird. Wie an Hand der genauer dargestell-

stärkung der dieser Endverstärkerstufe vorgeschalte- 35 ten Verstärkungskanäle I und II zu erkennen ist,

ten Stufe. Damit wird zumindest ein übermäßiger wird die Eingangs-Sinusschwingung mittels einer

Leistungsverbrauch verursacht, und die Gefahr des Rechteckschaltung 11 in eine Rechteckschwingung

Ausfalls von Bauteilen wird vergrößert. umgeformt. Eine der Rechteckschaltung 11 nach-

Demgegenüber ist es die der Erfindung zugrunde geschaltete Klemmschaltung 12 begrenzt die Ampli-

liegende Aufgabe, diese nachteiligen Regelungsinsta- 40 tude der Rechteckschwingung auf ein Maximum. Wie

bilitäten üblicher Funksender für Phasenvergleichs- später noch im einzelnen beschrieben wird, liegt die

Navigationssysteme zu vermeiden. Amplitude der Rechteckschwingung auf Grund einer

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem automatischen Verstärkungsregelung normalerweise Funksender der eingangs genannten Art gelöst durch beträchtlich unter diesem Maximum. Die begrenzte eine Rechteckschaltung zur Umformung der Sinus- 45 Rechteckschwingung wird anschließend über ein Schwingung in eine Rechteckschwingung, durch eine Tiefpaßfilter 13 einem Verstärker 14 zugeführt. Das Klemmschaltung zur Begrenzung der Amplitude der Tiefpaßfilter 13 dient vor allem dazu, die Rechteck-Rechteckschwingung auf ein Maximum und durch schwingung in eine für eine Phasenvergleichs-Navieine Schaltung zur Rückumformung der Rechteck- gation übliche Sinusschwingung zurückzuformen, Schwingung in eine Sinusschwingung und zur Spei- 50 indem es nur die Grundwelle der Rechteckschwinsung der Zwischenverstärkerstufe in jedem der gung durchläßt. Die erzeugte Sinusschwingung wird Kanäle sowie dadurch, daß die automatisqhe Ver- mittels eines in Eintaktschaltung arbeitenden Verstärkungsregelungsschaltung derart ausgebildet ist, stärkers 14 verstärkt. Der Verstärker 14 speist die daß sie die Amplituden der Schwingungen an den Primärwicklung eines Transformators 15, dessen Ausgängen der Zwischenverstärkerstufen miteinander 55 Sekundärwicklung eine Mittelanzapfung aufweist, und diejenigen der Schwingungen an den Ausgängen während ihre freien Wicklungsenden zu je einem der Endverstärkerstufen miteinander kombiniert und von zwei Verstärkern einer Zwischenverstärkerstufe in jedem Kanal die auf ein Maximum begrenzte 16 führen. Die Verstärker der Zwischenverstärker-Rechteckschwingung um einen Wert vermindert, stufe 16 weisen vorzugsweise in Basisschaltung geweicher dem größeren der zwei kombinierten Ampli- 60 schaltete Transistoren und eine starke Gegenkopptuden entspricht. lung auf, um ihren Arbeitspunkt weitgehend stabil

Bei dem neuen Fuhksender sind jeweils die Ampli- zu halten.

tuden der Schwingungen an den Ausgängen der End- Der Verstärkungskanal II ist dem Verstärkungsversfärkerstufen bei ungestörtem Betrieb — wie kanal I bis zu seiner Zwischenverstärkerstufe 16 einüblich — entsprechend der Spannungsverstärkung 65 schließlich gleich. Die Zwischenverstärkerstufen 16 der Endverstärkerstufen etwas höher als die Ampli- beider Verstärkungskanäle I, II sind parallel geiuden der Schwingungen an den Ausgängen der schaltet. Daher werden die Amplituden der Sinus-Zwischenverstärkerstufen. Daher wird die Verstär- schwingungen an den Ausgängen der Zwischenver-

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stärkerstufen 16 dieser beiden Verstärkungskanälei, II den Ausgängen der Endverstärkerstufen miteinander

miteinander kombiniert. ;..·-.; ΐ :> : ·: . kombiniert werden. Die dadurch erzeugte Spannung

Die Ausgänge der Zwischenverstärkerstufen 16 wird an der die Endverstärker parallelschaltenden speisen die Primärwicklung 18 eines Transformators Sammelleitung mittels einer Regelleitung 38 für die 17. Die Primärwicklung 18 weist eine Mittelanzap- 5 Verstärkungskanäle I, II und einer Regelleitung 37 fung auf und ist über diese mit einer Stromquelle 23 für die Verstärkungskanäle III und IV abgegriffen,
verbunden. Parallel zur Primärwicklung 18 liegen Fig. 2 zeigt die Einzelheiten der Schaltungsanzwei in Serie geschaltete Kondensatoren, deren Ver- Ordnung eines einzelnen Verstärkungskanals bis zu bindungsstelle geerdet ist. . _: ■·/■.. , dessen Transformator 15 einschließlich. Die Ein- ; Die Verstärkungskanäle III und IV gleichen ίη ίο gangs-Sinusschwingung wird vom Eingang 10 über ihrem Aufbau dem Verstärkungskanal I bis hin zu einen Widerstand 51 zugeführt. Die positiven und ihren Zwischenverstärkerstufen, die jeweils gemein- negativen Amplituden werden durch die Begrenzersam mit den ihnen vorgeschalteten Schaltungsstufen dioden 52 und 53 beschnitten. Die Schwingung wird . als Block 33 dargestellt sind. Die Zwischenverstärker- anschließend in einem Verstärker 54 verstärkt, von stufen der Verstärkungskanäle III und IV sind wie 15 den Dioden 55 und 56 nochmals begrenzt und wieder die der Verstärkungskanäle I und II paarweise par- in einem Verstärker 57 verstärkt. Die Schwingung allel geschaltet. Mittels Schaltgliedern 24, 25 können an dessen Ausgang ist rechteckförmig. Die Teile 51 die Zwischenverstärkerstufen aller Verstärkungs- bis 57 entsprechen daher der Rechteckschaltung 11 kanäle parallel geschaltet, d. h. mit den freien Wick- in Fig. 1.

lungsenden der Primärwicklung 18 verbunden wer- ao Die Rechteckschwingung wird über eine Kapazität den. Bei geöffneten Schaltgliedern 24, 25 können 65 geführt, wiederum mittels einer Diode 66 begrenzt entweder die Verstärkungskanäle I und II oder die und in einer Pufferstufe 67 verstärkt. Der Ausgang Verstärkungskanäle III und IV bei Instandsetzungs- 68 der Pufferstufe 67 ist mit einer Zenerdiode 69 arbeiten abgetrennt werden. Vorzugsweise wird je- verbunden, deren Zenerspannung 7,5 V beträgt. Anweils ein derartiges Paar von Verstärkungskanälen I, 25 statt der Zenerdiode 69 könnte auch eine Avalanche-II bzw. III. IV so bemessen, daß es die gesamte Diode vorgesehen sein. Das Potential der Rechteck-Leistung erzeugen kann, die für die maximal von der schwingung am Ausgang 68 ist durch die Zenerdiode Antenne abzustrahlende Leistung notwendig ist. 69 auf etwa 7,5 V gegenüber der Masse E festgelegt.

An einem freien Wicklungsende 21 der Primär- Die begrenzte Rechteckschwingung wird einem wicklung 18 des Transformators 17 und einem ent- 30 Tiefpaßfilter 74 zugeführt, das eine Ausführungsform sprechenden Schaltungspunkt der Verstärkungs- des Tiefpaßfilters 13 der F i g. 1 ist. Die erzeugte kanäle III und IV ist jeweils eine Regelleitung 22 Sinusschwingung wird in einem Verstärker 14 mit und 35 angeschlossen, die dazu dient, die Schwin- hoher Verstärkung und starker Gegenkopplung vergungen am Ausgang der Zwischenverstärkerstufen stärkt und dann dem Transformator 15 zugeführt, zur Bildung eines Regelsignals einer später noch an 35 Die Sekundärwicklung dieses Transformators 15 ist Hand der F i g. 2 zu beschreibenden automatischen bei 77 angezapft und geerdet, und die beiden freien Verstärkungsregelungsschaltung zuzuführen. Da jedes Wicklungsenden der Sekundärwicklung, nämlich die der Paare von Verstärkungskanälen I, II und III, IV Leitungen 75 und 76, führen zu den Zwischenvereine eigene Regelleitung22, 35 aufweist, ist auch stärkerstufen 16 in Fig. 1. Sie sind weiter mit gleichinsofern der Betrieb des Funksenders bei Ausfall des 40 artigen Leitungen in den anderen Verbindungseinen Paares gewährleistet. kanälen verbunden, wie aus F i g. 1 hervorgeht. Eine

Der Transformator 17 weist zwei Sekundärwick- weitere Sekundärwicklung des Transformators 15 lungen 19, 20 auf, deren Mittelanzapfungen geerdet speist ein Anzeigeinstrument über einen Gleichrichter sind. Die Sekundärwicklungen 19, 20 speisen jeweils und einen Begrenzungswiderstand. Das Anzeigedrei untereinander gleiche Endverstärker einer End- 45 instrument dient der Überwachung der Schaltung,
verstärkerstufe 26 bzw. 27. Die Endverstärker sind Die Stromversorgung der Verstärker 54 und 57 jeweils in Gegentaktschaltung betrieben und sind zu unter 12 V erfolgt über die Leitung 73 und die der Wartungszwecken auswechselbar. Die Ausgänge aller Pufferstufe 67 unter 115 V von der positiven Speise-Endverstärkerstufen 26, 27 sind dadurch parallel ge- spannungsklemme 70 her über die Sicherung 71 und schaltet, daß sie über Sicherungen 28 an eine gemein- 50 den Widerstand 72. Ein zusätzlicher Widerstand mit same Sammelleitung angeschlossen sind, mit der die entsprechendem Spannungsabfall versorgt die Speise-Primärwicklung 29 eines Ausgangstransformators 30 leitung 73 von der Speisespannungsklemme 70 her; verbunden ist. die Spannung der Leitung 73 wird durch eine Zener-

Ein den Zwischenverstärkerstufen nachgeschalteter diode auf 12 V stabilisiert.

Transformator, von dessen Sekundärwicklungen ge- 55 Die Rechteck- und die Klemmschaltung könnten speiste Endverstärker und Sicherungen sind in glei- bei einem Ausfall des Sinus-Eingangssignals ein eher Weise für die Verstärkungskanäle III und IV Rauschen mit maximaler Ausgangsspannung ervorgesehen und gemeinsam als Block 36 dargestellt. zeugen. Wenn dieses Rauschen von dem Funksender

Parallel zu der Primärwicklung 29 liegen zwei in abgestrahlt würde, ergäben sich aus der Vielzahl der

Serie geschaltete Kondensatoren, deren Verbindungs- 60 im Rauschen enthaltenen Frequenzen Schwierigkeiten

punkt geerdet ist. Die Sekundärwicklung 31 des Aus- für die Phasenvergleichs-Navigation, die voraussetzt,

gangstransformators 30 speist die Antenne beispiels- daß nur bestimmte Frequenzen von bestimmten

weise über eine Koaxialleitung. Koaxialleitung und Funksendern und zu bestimmter Zeit abgestrahlt

Antenne sind gemeinsam durch den äquivalenten werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die

Widerstand 32 dargestellt, der beispielsweise ein rein 65 Eingangs-Sinusschwingung zusätzlich einer bekannten

ohmscher Widerstand von etwa 75 Ohm sein kann. Spannungs-Verdopplerschaltung zugeführt, die aus

Die Parallelschaltung aller Endverstärkerstufen dem Kondensator 59, den Dioden 60, 61, dem Konbewirkt, daß die Amplituden der Schwingungen an densator 62 und dem Widerstand 63 besteht. Mit der

von der Spannungs-Verdopplerschaltung erzeugten, geglätteten Gleichspannung wird ein Schmitt-Trigger 64 beaufschlagt. Sinkt der Momentanwert ; dieser Gleichspannung . unter den Ansprechpegel des Schmitt-Triggers, so schließt der Schmitt-Trigger 64 den Ausgang 58 des Verstärkers 57 praktisch kurz. Dadurch ist verhindert, daß ein in diesem Fall auftretendes Rauschen am Ausgang 58 einer der folgenden Stufen zugeführt wird. ^ r ;(- ^'■■'■*. "S
" Die automatische Verstärkungsregelungsschaltung ist im rechten, unteren Teil der Fig.2 dargestellt. Ihr werden über die Regelleitungen 22, 38 Schwingungen zugeführt, deren Form F i g. 3 zeigt. Die Wellenform, der Schwingungen 43 entspricht den Schwingungen am Ausgang der parallelgeschalteten Endverstärkerstufen 26, 27; eine Sinusschwingung ist einem Bezugswert überlagert. Die Wellenform der Schwingung 42 entspricht den Schwingungen am Ausgang der parallelgeschalteten Zwischenverstärkerstufen und ist dem gleichen Bezugswert überlagert, ao Ist > die Amplitude einer der Schwingungen 42, 43 gegenüber dem Bezugswert gleich Null, so erreicht die Spannung am Ausgang 68 in F i g. 2 — wie bereits beschrieben — dasjenige Maximum, das durch die Zencrdiode 69 bestimmt ist. Der Ausgang 68 ist jedoch auch über eine Klemmdiode 79 mit dem Emitter 81 eines Transistors verbunden. Ist die Amplitude keiner der Schwingungen 42, 43 von Null verschieden, so könnte dadurch die Basis 90 des Transistors beispielsweise an eine Spannung vom 6,5 V gelegt sein. Der Emitter 81 hätte dann eine Spannung von etwa 7 V, wodurch der Ausgang 68 weiterhin an eine Spannung angeklemmt bliebe, die nahezu gleich demjenigen Maximum wäre, das durch die Zencrdiode 69 bestimmt ist. Tatsächlich ist die von der Klemmdiode 79 angeklemmte Spannung etwas höher als das von der Zcnerdiode 69 bestimmte Maximum, so daß die Zencrdiode 69 so lange die Klemmfunktion übernimmt, wie die Amplituden der Schwingungen 42, 43 etwa gleich Null sind.

Sind die Amplituden der Schwingung 42 verschieden von Null, dann werden deren Halbwellen einer Polarität über die Diode 84 und eine aus Glatt ungskondcnsatoren 85. 86 und einem Widerstand 87 bestehende Glättungsschaltung der Basis 90 zugeführt. Der Spannungspegel des so durch Gleichrichtung und Glättung gewonnenen Regelsignals ist in Fig. 3 als Pegel 44 dargestellt. Der Pegel 44 entspricht dem um die Amplitude 46 auf die durch den Pfeil 47 angedeutete Spannung verminderten urspriinglichen Bezugswert. In entsprechender Weise wird dann, w.cnn allein die Amplituden 48 der Schwingung 43 von Null verschieden sind, ein Pegel 45 des Pegelsienals erreicht, der dem um die Amplitude 48 auf die durch den Pfeil 49 angedeutete Spannunc verminderten Bezueswert entspricht.

Sind die Amplituden 46. 48 beider Schwingungen 42. 43 von Null verschieden, dann ist der Spannungspcccl an der Basis 90 gegenüber dem Bezueswert auf Grund der Ankopplune über die Dioden 83, 84 um die Amplitude der größeren der beiden Schwingungen 42. 43 vermindert. Normalerweise ist die Schwingung 43 am Ausgang der Endvcrstärkerstufen 26. 27 die größere, so daß der Spannungspegel des Recelsignals dem durch den Pfeil 49 angedeuteten Wert entspricht. Da durch das Regclsignal die Spannuns des Emitters 81 bestimmt ist. an dem ein Anschluß der Klemmdiode 79 liest, und da diese wiederum mit ihrem anderen Anschluß am Ausgang 68 der Pufferstufe 67 liegt, wird dort das Rechtecksignal normalerweise auf eine dem Pfeil 49 entsprechende Amplitude begrenzt. Eine Vergrößerung der Amplitude 48 der Schwingung 43 — beispielsweise bei Leerlauf der Endverstärkerstufen 26, 27 — bewirkt eine weitere Verringerung der Amplitude der begrenzten Rechteckschwingung am Ausgang 68, während eine Verringerung der Amplitude 48 solange zu einer Vergrößerung der Amplitude der Rechteckschwingung führt, wie die Amplitude 48 noch größer als die Amplitude 46 der Schwingung 42 ist. Wird die Amplitude 48 kleiner als die Amplitude 46, beispielsweise bei Kurzschluß in einem Endverstärker, dann, bestimmt das aus der Schwingung 42 hergeleitete Regelsignal die Amplitude des Rechtecksignals.

Die Wirkung der automatischen Verstärkungsregelungsschaltung auf das Rechtecksignal ist in F i g. 4 dargestellt. Bei Abwesenheit der Schwingungen 42, 43 ist das Regelsignal gleich einem Bezugswert, und die allein von der Zenerdiode69 begrenzte Rechteckschwingung hat die Wellenform 103 mit dem Maximalwert 107 seiner Amplitude. Unter normalen Arbeitsbedingungen ergibt sich für die Rechteckschwingung die Wellenform 101 mit der Amplitude 105, die dem Pfeil 49 in F i g. 3 entspricht. Wenn die Amplitude der Schwingung 43 unter die der Schwingung 42 sinkt, so ergibt sich die Wellenform 102 mit einer Amplitude 104, die dem Pfeil 47 in Fi g. 3 entspricht. Sie ist jedoch immer noch gegenüber dem Maximalwert 107 um den durch den Pfeil 46 a angedeuteten Wert vermindert.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Funksender für Phasenvergleichs-Navigationssystcme mit einer Hochfrequenz-Sinusschwingungsquelle und mit einer Mehrzahl von parallelen Verstärkungskanälen, von denen jeder eine Zwischenverstärkerstufe und eine Endverstärkerstufe sowie eine automatische Vcrstärkungsregelungsschaltung enthält und die eine gemeinsame Antenne erregen, gekennzeichnet durch eine Rechtcckschaltung (11) zur Umformung der Sinusschwingung in eine Rechteckschwingung, durch eine Klemmschaltung (12, 69) zur Begrenzung der Amplitude der Rcchtcckschwingung auf ein Maximum und durch eine Schaltung (13) zur Rückumformung der Rechtcckschwingung in eine Sinusschwingung und zur Speisung der Zwischenverstärkerstufe (16) in jedem der Kanäle (I bis IV) sowie dadurch, daß die automatische Verstärkuncsrcgelungsschaltung (83, 84, 87, 86. 81. 79) derart ausgebildet ist, daß sie die Amplituden (46) der Schwingungen (42) an den Ausgängen der Zwischenverstärkerstufen (16) miteinander und diejenigen (48) der Schwingungen (43) an den Ausgängen der Endverstärkerstufen (26) miteinander kombiniert und in jedem Kanal die auf ein Maximum begrenzte Rechteckschwingung um einen Wert vermindert, welcher dem größeren der zwei kombinierten Amplituden entspricht.

2. Funksender nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Verstärkungsregelungsschaltung aus einer Gleichrichter- und Verknüpfungsschaltung besteht und aus den

Schwingungen (42, 43) am Ausgang der Zwischenverstärkerstufen (16) und Endverstärkerstufen (26) ein Regelsignal erzeugt, dessen Spannungspcgel (49) einem Bezugswert entspricht, der um die Amplitude (48) der größeren (43) dieser S Schwingungen vermindert ist, und daß der Spannungspegel (49) des Regelsignals die Amplitude (49) der Rechteckschwingung (101) bestimmt.

3. Funksender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemmdiode (79) mit dem einen Anschluß an einer Spannung liegt, die durch das Regelsignal bestimmt ist, und daß sie mit dem anderen Anschluß (68) das Maximum des Rechteckschwingung-Spannungspcgels festklemmt, is

4. Funksender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zener- oder Avalanche-Diode (69) parallel zum Ausgang der Rechteck-und Klemmschaltung (11, 12) liegt.

5. Funksender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (13) zur Rüekumformung der Schwingungen ein Tiefpaßfilter ist, welches nur die Grundwelle der Rechteckschwingung durchläßt.

6. Funksender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Endverstärkerstufen (26, 27) als auch die Zwischenverstärkerstufen (16) parallel geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 633/93