Устройство для автоматического согласования генератора с нагрузкой Советский патент 1992 года по МПК H03H7/40 

сл

с

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах, требующих постоянного согласования сопротивления генератора с комплексным сопротивлением нагрузки, для согласования радиопередатчика с антенной. Целью изобретения является повышение точности согласования. Устройство содержит датчик коэффициента стоячей волны (ДКСВ) 1, блок 2 элементов согласования, управляемый напряжением генератор (ГУН) 3, формирователь 4 импульсов реверса, формирователь 5 импульсов запуска, первый и второй счетчики 6,7. Перечисленные блоки соединены следующим образом:.1-2, 1-3-6-2, 1-4-6, 4-5- 7-2. С помощью формирователей 4 и 5 управляются реверсивные счетчики 6,7, которые задают состояния элементов блока 2. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах, требующих постоянного согласования сопротивления генератора с комплексным сопротивлением нагрузки для согласования радиопередатчика с антенной.

Целью изобретения является повышение точности согласования.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для автоматического согласования генератора с .нагрузкой; на фиг.2 - схема формирователя импульсов реверса; на фиг. 3 - схема формирователя импульсов запуска.

Устройство для автоматического согласования генератора с нагрузкой содержит (фиг. 1) датчик коэффициента стоячей волны (ДКСВ) 1, блок 2 элементов согласования, управляемый напряжением генератор (ГУН)

3, формирователь 4 импульсов реверса, формирователь 5 импульсов запуска, первый и второй счетчики 6,7. Формирователь 4 содержит М-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, триггеры 9 - 12, блок 13 сравнения, ключ 14, дополнительный триггер 15. Формирователь 5 содержит блок 16 определения наличия локального минимума КСВ, в который входит инвертор 17, первый и второй D-триггеры 18,19, элемент-совпадения 20, сдвиговый регистр 21, состоящий из двух триггеров 22,23.

Устройство для автоматического согласования генератора с нагрузкой работает следующим образом.

При наличии рассогласования между сопротивлением нагрузки и генератора в линии передачи появляется КСВ 1 и, соответственно, появляется постоянное напряXIЈь

1Ю СЛ 00

жение на выходе КСВ 1. Скорость следования счетных импульсов на выходе ГУН 3 пропорциональна U, т.е. чем больше рассогласование в линии передачи, тем быстрее производится подстройка. Эти импульсы поступают на счетные входы реверсивных счетчиков 6,7, но в каждый момент времени работает только один счетчик. В соответствии с изменением числа на выходе счетчика изменяется состояние блока 2 согласующих элементов, тем самым осуществляя согласование импедансов генератора и нагрузки. Направление изменения числа на выходе реверсивных счетчиков 6 ,7 выбирается таким образом, чтобы каждое изменение этого числа приводило к уменьшению КСВ в линии передачи. Изменение (или неизменение) направления счета осуществляется формирователем 4 импульсов реверса. Можно полагать, что в начальный момент работы реверсивных счетчиков 6,7 направление счета, установленное на выходе 4, случайное. После прохождения очередного счетного импульса с выхода ГУН 3 состояние одного из реверсивных счетчиков 6,7 изменится на одну единицу, соответственно изменится и состояние блока 2 исполнительных элементов. В формирователе 4 произойдет сравнение старого значения КСВ с новым. Если новое значение КСВ окажется меньше предыдущего, то первоначальное направление счета будет сохранено и после поступления следующего счетного импульса с выхода ГУН 3 состояние с одного из реверсивных счетчиков 6,7 изменится на одну единицу в том же направлении и т.д. Если же новое значение КСВ окажется больше старого, то направление счета будет изменено на обратное путем изменения сигнала на выходе формирователя 4 и после поступления очередного счетного импульса один из реверсивных счетчиков 6,7 сделает один шаг назад и т.д.

Наиболее просто анализ величин КСВ осуществляется в цифровом виде, поэтому на входе формирователя 4 импульсов счета стоит АЦП 8, преобразующий сигнал с выхода DKCB 1 в четырехразрядный код. Этот код импульсом с выхода ГУН 3 запоминается на триггерах 9-12. В блоке 13 сравнения осуществляется непрерывное сравнение величины сигнала, поступающего с выхода АЦП 8, с предыдущим значением, запомненным на триггерах 9-11. Если поступающее число меньше запомненного, то сигнал с выхода блока 13 сравнения размыкает ключ 14, не допуская изменения состояния триггера 15. Если текущее число больше предыдущего, то сигнал с выхода блока 13 сравнения замыкает ключ 14 и под действием счетного импульса состояние триггера 15 изменится на обратное. Обновление числа на триггерах 9-12 под действием счетных импульсов переменной частоты с выхода

ГУН 3 обеспечивает более быстрое обновление информации при большой скорости подстройки и более медленное при малой скорости подстройки. Тем самым поддерживается примерно постоянная точность опре0 деления знака приращения КСВ во всем диапазоне значений КСВ.

Процесс настройки данным реверсивным счетчиком будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут локальный ми5 нимум КСВ. (7осле достижения локального минимума КСВ данный реверсивный счетчик останавливается, включается второй, затем опять первый и т.д.

Переключение реверсивных счетчиков

0 6,7 осуществляется под управлением формирователя 5 импульсов запуска, пример реализации которого показан на фиг. 3, Легко показать, что признаком достижения локального минимума КСВ является дважды

5 изменение сигнала на выходе формирователя 4 импульсов реверса счета. Для определения наличия этой ситуации в формирователе 5 импульсов запуска служит блок 16. В момент включения очередного

0 счетчика триггеры 18,19 устанавливаются в нулевое состояние. После двукратного изменения сигнала на выходе формирователя 4 импульсов реверса состояние обоих триггеров 18,19 изменится на обратное вне за5 висимостиотвремении

последовательности поступления О или 1 на вход блока 16, При одновременном наличии 1 на выходе обоих триггеров 18,19 изменится состояние схемы И 20, им0 пульс с выхода этой схемы вновь установит триггеры 18,19 в исходное состояние и произойдет переключение реверсивных счетчиков 6,7. Включение и выключение реверсивных счетчиков 6,7 при наличии им5 пульса с выхода схемы И 20 осуществляется с помощью регистра 21 сдвига. В начальный момент времени при включении напряжения питания триггер 22 устанавливается в состояние О, триггер 23 - в состояние 1,

0 что обеспечивает работу реверсивного счетчика 6 и запрет работы реверсивного счетчика 7. Импульс с выхода элемента совпадения 20 является сигналом считывания для триггеров 22,23, изменяя состояние

5 каждого из них на обратное. Тем самым обеспечивается поочередное включение и выключение реверсивных счетчиков 6,7. Выбранная схема формирователя 5 импульсов запуска обеспечивает управление любым, количеством счетчиков путем простого увеличения числа триггеров в сдвиговом регистре 21.

Таким образом, предложенное устройство для автоматического согласования генератора с нагрузкой обеспечивает большую по сравнению с прототипом точность согласования сопротивлений, т.к. в нем отсутствует датчик фазы, вносящий большую, по сравнению с датчиком КСВ, ошибку в измерение рассогласования; дат- чик КСВ используется в режиме сравнения, а не измерения КСВ, что обеспечивает меньшее влияние изменения мощности в линии передачи на точность согласования; эффективный алгоритм обработки сигналов от датчика КСВ путем последовательных приближений позволяет достичь предельной точности согласования сопротивлений, ограниченной только разрядностью реверсивных счетчиков; дополнительное повышение точности согласования может быть достигнуто путем увеличения числа реверсивных счетчиков и расширения возможностей блока согласующих элементов изменения алгоритма работы и структуры формирователей импульсов реверса и запуска.

Формула изобретения 1. Устройство для автоматического согласования генератора с нагрузкой, содержащее последовательно соединенные датчик коэффициента стоячей волны и блок элементов согласования, первый и второй реверсивные счетчики, счетные входы которых подключены к выходу управляемого напряжением генератора, а выходы которых подключены к соответствующим входам блока элементов согласования, выход которого является выходом устройства автоматического согласования генератора с нагрузкой, при этом вход управляемого на- пряжением генератора подключен к другому выходу датчика коэффициента стоячей волны, вход которого является входом устройства автоматического согласования генератора с нагрузкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности согласования, введены формирователь импульсов запуска и формирователь импульсов реверса, первый вход которого подключен к выходу управляемого напряжением генератора, второй вход которого подключен к входу управляемого напряжением генератора, при этом выход формирователя импульсов реверса соединен с входами реверса счета первого и второго реверсивных счетчиков и с входом формирователя импульсов запуска, а входы запрета первого и второго реверсивных счетчиков соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов запуска.

71741258

От генератора

If

Л нагрузке

фиг. 2