203412. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nemlineáris áramkörök kimenő impedanciájának mérésére
1 HU 203 412 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés nemlineáris áramkörök kimenő impedanciájának mérésére, amely lehetővé teszi az üzem közbeni mérést tetszés szerinti kivezérlési állapotban. Az optimális teljesítményerősítés elérése érdekében a nemlineáris áramkör kimenő impedanciáját illeszteni kell a terheléshez, emiatt a nemlineáris áramkör kimenete és a terhelés közé ún. illesztő hálózatot kell kapcsolni, amely biztosítja a szükséges impedancia transzformációt az áramkör kiemenete és a terhelés között. Az illesztő hálózat üzem közbeni beállítására, valamint az illesztés mértékének vizsgálatára eddig nem ismeretes alkalmas mérési módszer vagy mérőeszköz. Hasonló célra csak közvetett mérési eljárás létezik, amely csak megközelíti a tényleges üzemi állapotot. Ilyen mérési eljárás ismert az alábbi publikációból: Nationalische Technische Zeitung 21 1968. okL 644. Müller O.: Large Signal S-Parametcr Measurmcnts of Clas- C Operated Transistors. Ez a mérési eljárás az S-paraméter mérését a bemeneti jellemzők mérésén keresztül a kimeneti lezárás kismértékű változtatásával teszi lehetővé, majd a mérési eredmények felhasználásával, számítással határozza meg az S-paramétereket. Mindezekből következik, hogy csak pontonkénti mérést tesz lehetővé, és a számítások miatt rendkívül nehézkes. Csak ellenőrzésre és nem beállításra alkalmas. További ismert hasonló megoldás az illesztő hálózat beállítása ún. „dummy-load” hálózat segítségével. Ez egy passzív R-L-C hálózat, amely modellezi az aktív eszköz kimenő impedanciáját Az így beállított hálózat csak erősen közelítő eredményt ad az optimális beállításhoz képest Célunk egy olyan kapcsolási elrendezés kialakítása, amely alkalmas nemlineáris áramkörök kimenő impedanciájának közvetlen, üzem közbeni mérésére. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a mérendő áramkör terhelését (a kimeneti lezárás reflexiós tényezőjét) egy kellően alacsony frekvenciás jellel (előnyösen néhány kHz-cel) moduláljuk, akkor egy AM-modulált reflektált jel jön létre, amely a mérendő áramkör kimenetéről az illesztés mértékétől függően visszaverődik és hozzáadódik a haladó jelhez. A haladó jelről az alacsony frekvenciás jelet leválasztva, annak amplitúdója arányos lesz a mérendő áramkör reflexiós tényezőjével. Akitűzött célt úgy érjük el, hogy kapcsolási elrendezésünket amelyben a mérendő áramkör kimenetére kettős iránycsatoló fővonala csatlakozik, az jellemzi, hogy a kettős iránycsatoló fővonalának kimenete modulált reflexiójú lezárásra csatlakozik, amely modulált reflexiójú lezárásra egy alacsonyfrekvenciás generátor is kapcsolódik, a kettős iránycsatoló mellékvonalának mérőága demodulátoron és egyenirányítón keresztül analóg osztó egyik bemenetére csatlakozik, míg a kettős iránycsatoló mellékvonalának referenciaága további demodulátoron és egyenirányítón keresztül az analóg osztó másik bemenetére kapcsolódik, az analóg osztó kimenete skalár hálózat analizátoron át a mérendő áramkör bemenetére van kapcsolva. A továbbiakban a találmányt és annak előnyös kiviteli formáit ábrák alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés legáltalánosabb megvalósítási módjának blokkvázlatát, a 2. ábra a találmány egy előnyös kiviteli formájának blokkvázlatát, a 3. ábra a 2 modulált reflexiójú lezárás egy kiviteli példáját, a 4. ábra az 5 egyenirányító egy kiviteli alakját, az 5. ábra a 6 analóg osztó egy kiviteli alakját, a 6. ábra pedig a 7 automatikus szintszabályozó áramkör egy kiviteli alakját mutatja. Amint az az 1. ábrán látható a 10 mérendő áramkör kimenetére 1 kettős iránycsatoló f fővonalának bemeneté kapcsolódik, míg kimenete 2 modulált reflexiójú lezárása csatlakozik. A 2 modulált reflexiójú lezárásra egy 3 alacsonyfrekvenciás generátor is kapcsolódik. Az 1 kettős iránycsatoló m mellékvonalának M mérőága 4 demodulátoron és 5 egyenirányítón keresztül 6 analóg osztó egyik bemenetére csatlakozik. Az 1 kettős iránycsatoló m mellékvonalának R referenciaága további 4 demodulátoron és 5 egyenirányítón keresztül a 6 analóg osztó másik bemenetére kapcsolódik. A 6 analóg osztó kimenete 9 skalár hálózat analizátoron át a 10 mérendő áramkör bemenetére van kapcsolva. Az áramkör működése a következő: A 10 mérendő áramkör kimenetét az 1 kettős iránycsatoló f fővonalának bemenetére kapcsoljuk, amelynek kimenete a 2 modulált reflexiójú lezárással van lezárva. A 2 modulált reflexiójú lezárást a 3 alacsonyfrekvenciás generátorral moduláljuk, ezáltal az 1 kettős iránycsatoló f fővonalán a 2 modulált reflexiójú lezárás modulációjának megfelelő reflektált hullám lép fel, amely a 10 mérendő áramkör kimenete felé halad és annak kimenő impedanciáján ütközési csillapítást szenvedve hozzáadódik a haladó hullámú jelhez. Ennek következtében az 1 kettős iránycsatoló m mellékvonalának M mérőágán a reflexió moduláció amplitúdója az ütközési csillapítás mértékével kisebb lesz, mint az 1 kettős iránycsatoló m mellékvonalának R referenciaágán a reflexió moduláció amplitúdója. A 4 demodulátorok és az 5 egyenirányítók mindkét ágról a reflexió modulációt leválasztják, és a 6 analóg osztó az M mérőág jelét az R referenciaág jeléhez arányítja, és kimenetén a 10 mérendő áramkör kimenő impedanciájával arányos jelet szolgáltat A 2. ábrán a találmány egy előnyös kiviteli formája látható, ahol az 1 kettős iránycsatlakozó f fővonalának kimenetére 7 automatikus szintszabályozó áramkör bemeneté kapcsolódik, amelynek kimenete egy 8 vezérelt erősítő egyik bemenetére van kötve. A 8 vezérelt erősítő másik bemenetére a 9 skalár hálózat analizátor csatlakozik, és a 8 vezérelt erősítő kimenete a 10 mérendő áramkör bemenetére van kötve. Az áramkör felépítése egyebekben megegyezik az 1. ábrán elmondottakkal. Az áramkör működése is megegyezik az 1. ábránál elmondottakkal azzal a különbséggel, hogy a 7 automatikus szintszabályozó áramkör és a 8 vezérelt erősítő feladata a 10 mérendő áramkör kimenőszintjének állandó értéken tartása. A 3. ábrán látható 2 modulált reflexiójú lezárásban Dl dióda anódja L2 induktivitásra és R2 ellenálláson keresztül RÍ ellenállás egyik pontjára, míg katódja az RÍ ellenállás másik pontjára és L1 induktivitáson keresztül földre van kapcsolva. Az RÍ ellenállás két pontjára az 1 kettős iránycsatolót, míg az L2 induktivitás szabad végéhez a 3 alacsonyfrekvenciás generátort csatlakoztatni. A 4. ábra szerint 5 egyenirányító egy egyszerűsített kiviteli formájában El erősítő invertáló bemenetéhez 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
