Индикатор согласования передатчика с нагрузкой

) М. присоединением заявки Государственный Совета ВЮнннстро мнтетй а опубликования описания 20.03.75 2) Авторы изобретения алишина и В. Н, Чугаев(54) ИНДИКАТОР СОГЛАСОВАНИЯ ПЕРЕДАТЧИК С НАГРУЗКОИотносится к льзовано в р Изобретение радиотехнике и может быть испо адиопередающих устройствах.Известен индикатор согласования передатчика с нагрузкой, выполненный в виде резистивного моста, в одну диагональ которого включены последовательно соединенные резистор и эмиттерно-базовый переход транзистора, а в другую диагональ - выход,передатчика.Цель изобретения - обеспечить работоспособность при больших уровнях входных сигналов.Это достигается тем, что между коллектором транзис;ора и местом соедипенич дросселя с эмиттерным резистором транзистора дополнительно включен конденсатор, имеющий малое реактивное сопротивление на частоте сигнала.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фнг. 2 - график зависимости напряжения на выходе индикатора от изменения сопротивления нагрузки.Предлаггемь 1 й индикатор согласования представляет собой мост с плечами, составленными резисторами 1 - 4, где резистор 4 - сопротивление нагрузки.В одну диагональ этого моста (между точками соединения резисторов 1 и 4 и резисторов 2 и 3) включены последовательно резистор 5 и промежуток эмиттер-база транзистора 6. В другую диагональ (между точками соединения резисторов 1, 2, 3 и 4) включен выход передатчика. Коллектор транзистора 6 5 соединен через резистор 7 с одним полюсомисточника питания, другой полюс которого (заземленный) подключен чсрез последовательно соединенные резистор 8, шунтированный конденсатор 9 и дроссель 10 к точке сое динепия резисторов 1 и 5.Работает этот индикатор следующим образом.При согласованной нагрузке мост из резисторов 1 - 4 сбалансирован, в результате чего 15 напряжения на резисторах 1 (Ур,) и 2/р,) равны по величине и в любом направлении обхода по контуру (резисторы 1, 5 - транзистор 6 - резистор 2) противофазны.При этом напряжение на входе транзистора отсутствует, транзистор закрыт, и напряжение на выходе индикатора У, равно нулю(фиг. 2, точка К).С уменьшением сопротивления нагрузки токчерез резистор 1 возрастает, в результате чего напряжение Ур, становится больше Ьр и на эмиттерпом переходе транзистора появляется переменное напряжение. Однако, до тех пор пока амплитуда этого напряжения 30 не достигнет величины, достаточной для от50 55 60 65 пирания эмиттерного перехода, сколько-нибудь заметный ток в транзисторе, а следовательно, и выходное напряжение отсутствуют. Аналогичная картина наблюдается и при увеличении сопротивления нагрузки с той лишь разницей, что увеличение напряжения на эмиттерном переходе транзистора в этом случае происходит за счет уменьшения напряжения Гр, и увеличения напряжения Гр,. Описанные процессы отображены на фиг, 2 кривой СД: изменение сопротивления нагрузки вблизи оптимального значения не вызывает заметного увеличения выходного постоянного напряжения индикатора.Изменение сопротивления нагрузки в ббльших по сравнению с рассмотренными пределах приводит к более существенному преобладанию одного из напряжений Ур, или Ур что значительно увеличивает ток эмиттера, а следовательно, и выходное напряжение Ую. Этот процесс показан на фиг. 2 кривыми: СВ при уменьшении нагрузки и ДЕ при увеличении ее. Крутизна и кривизна этих участков кривой определяется, главным образом, величиной сопротивления резисторов 1, 2, 5: чем меньше сопротивление резисторов 1, 2 и чем больше сопротивление резистора 5, тем меньше абсолютные значения указанных характеристик.При дальнейшем изменении сопротивления нагрузки увеличение напряжения на эмиттерном переходе приводит к таким значениям тока коллектора, при которых из-за падения напряжеия на резисторах 5, 7, 8 постоянное напряжение между коллектором и эмиттером достигает величин, близких к напряжению насыщения, что в свою очередь, сказывается на токе коллектора: наступает режим ограничения. На фиг. 2 этот режим показан кривыми ВА и ЕГ. Скорость перехода в режим ограничения и величина выходного напряжения индикатора в этой области зависит, в основном, от суммы величин сопротивлений резисторов 7 и 8: чем она больше, тем быстрее наступает ограничение и тем ниже при постоянном сопротивлении резистора 8 величина Уо. Индикатор остается работоспособным и в случае, когда меняется не только величина, но и характер нагрузки. Так, при комплексном нагрузочном сопротивлении между напряжениями Гр, и Гр, возникает фазовый сдвиг, величина которого зависит от соотношения активной и реактивной составляющих нагрузки,При наличии такого сдвига, естественно, меняется суммарное напряжение Од, +Ур а это приводит к изменению сигнала на эмиттерном переходе транзистора, и следовательно, к отклонению уровня выходного напряжения индикатора У, т. е. наличие реактивной нагрузки в конечном итоге равносильно рассмотренному выше нарушению бал 5 10 15 20 25 30 35 40 45 лапса системы при изменении активного сопротивления нагрузки.При использовании индикатора в качестве воспринимающего и преобразующего элементов датчика схемы автоматического согласования передатчика с нагрузкой наиболее важными являются рабочие режимы двух участков характеристики индикатора: СД, когда система согласования настроена, а исполнительный элемент датчика включен, и АВ и ЕР, когда система не настроена, а исполнительный элемент датчика находится в рабочем состоянии. Промежуточные участки ВС и ДЕ при таком применении должны быть как можно короче, что достигается при малых величинах сопротивления резистора 5 и больших резистора 7.Область нечувствительности СД, определяемая величинами сопротивлений резисторов 1, 2 и (при рассматриваемом нулевом начальном смещении эмиттерного перехода) типом используемого транзистора, оказывается весьма полезной, особенно при применении индикатора в переносных радиостанциях. Действительно, в зависимости от местных климатических условий, положения оператора и т. п. факторов всегда имеет -место некоторое отклонение входного сопротивления антенны от оптимальной величины. Это отклонение невелико и на работе передатчика практически не сказывается. Если индикатор не будет реагировать на такие отклонения, то при ручной регулировке согласования не будет лишний раз отвлекаться внимание оператора, а при автоматической слишком часто происходить включение и выключение системы согласования.Описанное устройство работает достаточно надежно при напряжениях переменного сигнала, не превышающих напряжения источника питания. Однако это условие не реализуется в радиопередатчиках, выходные каскады которых работают в ключевом режиме пли используют трансформаторы с повышением напряжения. Последнее характерно для любых транзисторных передатчиков большой мощности, работающих на стандартную 50 пли 75-омную нагрузку. Но в этих случаях нормальное функционирование индикатора в том виде, в каком он был рассмотрен, невозможно: даже при согласованной нагрузке на его выходе появляется сигнал рассогласования. Это происходит вследствие обратимого пробоя транзистора. Первопричиной этого явления служит периодическое (в такт с высокочастотным сигналом) отпирание коллектор- ного перехода импульсами напряжения прямого смещения, появляющимися при превышении сигналом напряжения источника питания.Отсюда следует, что для восстановления нормальной работы индикатора при больших уровнях сигнала необходимо действующее на коллекторе переменное напряжение уменьшить настолько, чтобы сго амплитуда не пре440796 Предмет изобретения От передгг, ика Ж"Н Оот Составитель Э. ГилинскаяРедактор Г. Мозжечкова Техред Г. Васильева Корректор А. Дзесова Заказ 616/3 Изд.354 Тираж 678 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова. 2 вышала постоянного напряжения. С этой целью в схему индикатора включен конденсатор 11 достаточно большой емкости, связывающий коллектор транзистора 6 с точкой соединения резисторов 1, 5 и дросселя 10. Этот конденсатор резко уменьшает переменное напряжение на коллекторном переходе, исключая тем самым возможность появления на нем напряжения прямого смещения и обеспечивая таким образом работу индикатора на большом сигнале. Индикатор согласования передатчика с нагрузкой, выполненный в виде резистивного моста, в одну диагональ которого включены последовательно соединенные резистор и эмиттерно-базовый переход транзистора, а в другую диагональ включен выход передатчика, при этом один конец псточнпка питания 5 подключен к резистору, включенному в коллекторную цепь транзистора, а другой полюс - через последовательно соединенные резистор, зашунтированный конденсатором, ц дроссель, подключен к резистору, включенно му в эмиттерную цепь транзистора, о т л и ч аю щи й с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности при больших уровнях входных сигналов, между коллектором транзистора и местом соединения дросселя с эмиттер ным резистором транзистора дополнительновключен конденсатор, имеющий малое реактивное сопротивление на частоте сигнала.