146698. lajstromszámú szabadalom • Eljárás adott üzemi frekvenciával táplált rezgő rendszerek automatikus rezonanciára való hangolására és a rezonanciaponton való tartásra alkalmas, hibajel képzésre
2 146.698 lenti. Az 5. ábra jelölése a szokásos jelöléstől csupán abban különbözik, hogy a Ci kondenzátor a rezgőkör rezomanciapontjához tartozó kapacitást jelenti a hozzáadódó zavaró reaktanciákkal, míg a C2 kondenzátor egy X0 amplitúdójú referenciafrekvenciájú periodikus reaktanciaváltozást hoz létre. A találmány szerinti eljárást először matematikai összefüggések segítségével ismertetjük, majd szemléletesen magyarázzuk. Ismeretes, hogy egy adott függvény differenciálhányadosa és érintőjének iránytangense (tg a) között, fennáll a következő összefüggés: d (Unj) A (Un/) *a= dX * AX h Ami természetesen érvényes az Un /-re, mint X függvényére is. A 7. ábrán a tg „ (X) függvényt ábrázoltuk, amelynek alaki helyessége közvetlenül belátható. A diagramból látható, hogy differenciálgörbe teljesen hasonló alakú, mint a 4. ábrán bemutatott fázisdiszkriminátor karakterisztika, tehát rendelkezik az elhangolódás irányára és nagyságára jellemző adatokkal. Az 1. egyenletből adódik: A (Unj) «tg«.zfX 2. Ez az összefüggés annál pontosabb, minél inkább közeledik AX a zérushoz. A következőkben kis változásokról lesz szó, ezért egyenlőség jelet használunk. Amennyiben képesek vagyunk a 2. egyenlet összefüggése szerint folyamatosan képezni a A (Un f) értéket, akkor a hangoltsági állapotra egyértelműen jellemző feszültség rendelkezésünkre áll, csupán megfelelő elektromos erősítésre és a szabályozást végrehajtó elemre van szükségünk. Változzon a AX mint folyamatos szinusz függvény, azaz legyen: AX (t) = AXo sin <júr t 3. Ahol: AX0 = a reaktanciaváltozás amplitúdója, t = az idő, és a>r = a tetszőleges, de alkalmasan választott referenciafrekvencia. (A gyakorlatnak megfelelően ü)r = a hálózati 50 Hz, vagy a szervórendszerekben szokásos 400 Hz). A A (U„/) így folyamatos időfüggvénnyé válik, ezért jelöljük: A (Unf ) = Uh 4. A 2, 3, 4 egyenletek egybevetésével: Uh ^=z!X0 -tga-.sin a>r t 5. Az 5. egyenlet a találmány tárgyát képező' eljárás alapegyenlete. Fizikailag az történik, hogy reaktanciaváltoztatás segítségével a szabályozandó hangolású rezgőrendszer üzemifrekvenciájú áramát o)r körfrekvenciával amplitúdóban moduláljuk, majd a modulációs terméket leválasztjuk; így eredményképpen az; elhangolódás irányára és nagyságára jellemző Uh hibajelet kapjuk. Az Uh hibajel egyenesen arányos a tag a-val, tehát a rezonanciaponttól jobbra negatív, balra pozitív, a rezonanciaponton pedig zérussal egyenlő. Ebből következik, hogy a rezonanciagörbe jobboldalán a nyert hibafeszültség — sin wr t, baloldalán + sin cúr • t függvény szerint változik a tg a — mindenkori értékével arányos amplitúdóval. Az előzőekben matematikailag leírt folyamatot szemléletesen a 8. ábra alapján lehet vizsgálni. A referenciafrekvenciájú periodikus reaktanciaváltozást hozzuk létre pl. kapacitásváltozással (ugyanígy lehetne induktív változással, vagy a gerjesztő generátor frekvenciájának változtatásával is). így a 6. ábra vízszintes tengelyét kapacitással (C)-vel kell jelölni; AC megfelel /IX-nek. (8. ábra.) Tételezzünk fel három hangoltsági állapotot ,,A" rezonanciapontiból balra, ,,B" a rezonanciaponton, ,,C" a rezonanciaponttól jobbra. A referenciafrekvenciájú kapacitásváltozás ezen pontok környezetében fog történni, mindig állandó fázisban egy fix referenciafeszültség fázisához képest. Az „A" hangolási pontnál a következőképpen alakul ki a hibajel. A AC kapacitás zérus értékénél (baloldali függőleges szinuszgörbe) a rezonanciagörbe ,,A" pontjánál vagyunk; ti idő múlva a AC kapacitás eléri az ,,a"-t, közben a rezonanciagörbén felfelé haladva az „a" pontot érjük el, amit kivetítve a jobboldalra a középső szinuszgörbe ,,a" pontját kapjuk. A AC kapacitás a to pontban zérus lesz, hozzá a rezonancia görbe „A" pontja tartozik és az U/, görbe t2-vel jelzett pontja. A kapacitás a t$ időben a ,,b" pontot éri el a rezonanciagörbén, akkor a ,,b" pont tartozik az Uft görbén pedig a ,,b" pont. Egy teljes kapacitásváltozási periódusidő után minden a kezdeti állapotba kerül. Teljesen hasonló módon lehet megszerkeszteni a ,,B", illetve a ,,C" pontokhoz tartozó hibafeszültséget is. A szerkesztési eljárás során három hibafeszültséggörbét nyertünk, amely szerint: rezonanciaponton a nagyfrekvenciás jel amplitúdója a kapacitásmoduláció hatására úgy változik, hogy nem tartalmaz a kapacitás moduláció frekvenciájával (referencia frekvencia) megegyező frekvenciájú jelet. A rezonanciagörbe baloldalán -+- sina)r t, jobboldalán — sin u>r t függvény szerint változik az (Un /) feszültség amplitúdója. Ezen amplitúdómodulációt szokásos demodulator kapcsolásokkal leválaszthatjuk és így rendelkezésünkre áll az automatikus hangolásnál szükséges, a hangoltsági állapotot egyértelműen jellemző hibafeszültség. A 8. ábra jobboldalán az alsó szinuszgörbe a referencia feszültséget (kapacitás modulátort tápláló) ábrázolja mint időfüggvényt. Meg kell jegyeznünk, hogy a nyert hibafeszültség a rezonanciagörbe görbültsége miatt mindig tartalmaz magasabb harmonikusokat, amelyeknek hatását egyszerű hangolt szelektív erősítővel meg lehet, szüntetni. Az ismertetett eljárás előnyét a régebben szokásos fázisdiszkriminátoros eljárással szemben a működés egyszerűsége jelenti. Nem tartalmaz nehezen beállítható áramköri elemeket és általában minden különösebb áramköri beavatkozás nélkül lehet alkalmazni a már meglevő, működő berendezéseknél. A leírásiban több helyen használt üzemi és nagyfrekvefteiás (feszültség kifejezések ekvivalensek. Nagyfrekvencia alatt általában a leírásban a referencia frekvenciánál legalább egy nagyságrenddel nagyobb rezgésszámot értünk. Pl.
