DE3883883T2 - Regelbares Dämpfungsglied zum Einfügen zwischen einem Emitterkreis und einem Belastungskreis. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein regelbares Dämpfungsglied zum Einfügen zwischen einem Sendekreis mit einer bestimmten inneren Impedanz und einem Belastungskreis, wobei dieses Glied mindestens einen Parallel-Dämpfungszweig aufweist, der aus einem Element mit veränderlichem Widerstand (insbesondere einer PIN-Diode) und einem Vorspannkreis besteht zum Vartieren des Widerstandes des Elementes als Funktion einer Dämpfungssteuergröße, wobei dieser Parallel-Dämpfungszweig ein Verbrauchselement enthält, das mit dem Element veränderlichen Widerstandes in Reihe geschaltet ist, und dessen Wert die Anpassung der inneren Impedanz des Sendekreises gewährleistet.
• Derartige Anordnungen sind durchaus bekannt und werden insbesondere als Amplitudenmodulator für einen Radiosender verwendet, wobei die Modulation als Dämpfungssteuergröße wirksam ist. In diesem Anwendungsbereich bemüht man sich, eine relativ hohe Ausgangsleistung des Sendekreises zu erhalten, damit eine gute Modulationsdynamik erzielt wird.
• Die bekannten Dämpfungsglieder, beispielsweise diejenigen, die in der DE 29 12 434 beschrieben werden, sind nicht geeignet, weil sie sich nicht über einen großen Frequenzbereich regeln lassen.
• Die vorliegende Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Dämpfungsglied zu schaffen, das eine hohe Ausgangsleistung bewältigen kann und nach wie vor über einen großen Frequenzbereich regelbar ist.
• Eine derartige Anordnung weist dazu das Kennzeichen auf, daß zum Dämpfen von Wellen von etwa 100 bis 400 MHz das veränderliche Widerstandselement eine PIN-Diode ist mit einer Lebensdauer der Minoritätsträger von etwa 3 bis 5 us und wobei die Neigung der Kennlinie Rs/If einen Wert hat zwischen 35 und 80 Ohm für einen Strom If = 1 mA und einen Wert über 350 Ohm für If = 100 uA.
• In dem beabsichtigten Anwendungsbereich hat die Anmelderin gefunden, daß zum Erhalten einer einwandfreien Wirkung als Modulator die Wahl einer PIN- Diode wesentlich ist. Nach einem wesentlichen Kennzeichen der Erfindung sind die veränderlichen Widerstandselemente PIN-Dioden mit einer Lebensdauer der Minoritätsträger zwischen 3 und 5 us und wobei die Neigung der Kennlinie Rs/If einen Wert hat zwischen 35 und 80 Ohm für einen Strom If = 1 mA und einen Wert über 350 Ohm für If = 300 uA.
• Rs ist dabei der Wert des Widerstandes und
• If der Strom durch die PIN-Diode.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 den Schaltplan des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes,
• Fig. 2 den Schaltplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes.
• In Fig. 1 bezeichnet die Nummer 1 das Dämpfungsglied zum Einfügen zwischen dem Eingang des Sendekreises 2, der zwischen der Eingangsklemme 4 und Erde liegt, und einem Belastungskreis 5, der zwischen der Ausgangsklemme 6 und Erde liegt. Die Anordnung besteht aus PIN-Dioden 10,11, 12 und 13, die entweder parallelgeschaltet sind (Dioden 10 und 12) oder die in Reihe geschaltet sind (Dioden 11 und 13). Um die Leitung dieser Dioden zu ändern ist ein Vorspannkreis vorgesehen, der in Fig. 1 nur gestrichelt dargestellt ist, wodurch die PIN-Dioden auf geeignete Weise auf Basis einer der Steuerklemme 20 zugeführten Steuerspannung vorgespannt werden können.
• Nach dem Stand der Technik sind in Reihe mit den Dioden 10 und 12 Widerstandselemente 25 und 26 vorgesehen, und der Widerstandswert dieser Elemente ist derart, daß er die Anpassung des inneren Widerstandes des durch das Bezugszeichen 30 angegebenen Sendekreises, sowie die Anpassung des Belastungskreises 5 gewährleistet.
• Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Ausführungsform der Anordnung und gibt Einzelheiten des Vorspannkreises der Dioden 10, 11, 12, 13. Die Bezugszeichen, die Elemente angeben, die bereits in Fig. 1 beschrieben wurden, bleiben ungeändert. Zur Gleichstromtrennung der Anordnung aus den Sendekreisen und dem Belastungskreis ist ein erster Trennkondensator 40 zwischen der Klemme 6 und der Kathode der Diode 11 vorgesehen, sowie ein zweiter Trennkondensator 41 zwischen der Klemme 6 und der Kathode der Diode 13. Die Anoden der Dioden 11 und 13 sind mittels einer Induktivität 42 und eines durch eine Parallelschaltung eines Widerstandes 43 und eines Kondensators 45 gebildeten RC-Gliedes mit der Klemme 20 verbunden. Ein Kondensator 48 verbindet den gemeinsamen Punkt der Induktivität 42 und des RC-Gliedes mit Erde. Die Anoden der Dioden 11 und 13 sind mittels eines Elementes 26 über eine Induktivität 50 und einen Widerstand 52 gleichstrommäßig nach Erde verbunden. Die Kathode der Diode 13 ist mittels einer Induktivität 55 und des obengenannten Widerstandes 52 nach Erde verbunden. Die Kathode der Diode 11 ist noch immer, was den Gleichstrom anbelangt, mittels eines durch das Element 25, eine Induktivität 58 und einen Widerstand 60 gebildeten ersten Kreises, sowie mittels eines durch eine Induktivität 62 und des obengenannten Widerstandes 60 gebildeten zweiten Kreises nach Erde verbunden.
• Die Anoden der Dioden 10 und 12 bekommen über die Induktivitäten 70 bzw. 72 eine von der Spannungsquelle 69 herrührende Gleichspannung zugeführt.
• Kondensatoren 73 und 75 verbunden mit den Anoden der Dioden 10 und 12 gewährleisten eine Strecke nach Erde für HF-Ströme. Es kann auch ein Kondensator 78 parallel zu der Spannungsquelle 69 vorgesehen sein. Die Anmelderin hat weiterhin gefunden, daß dadurch, daß ein Kondensator 80 mit einer relativ niedrigen Kapazität mit den Klemmen eines Elementes 26 verbunden wird, die Anpassung der Schaltungsanordnung verbessert wird.
• Wenn an der Klemme 20 keine Steuerspannung vorliegt, liefert die Spannungsquelle 69 eine derartige Spannung, daß die Dioden 10 und 12 sich in dem leitenden Zustand befinden und die Dioden 11 und 13 gesperrt sind; die Dämpfung ist folglich maximal und der Sendekreis ist durch das Element 25 überbrückt, dessen Wert dem inneren Widerstand entspricht.
• Wenn die Spannung an der Klemme 20 ansteigt, werden die Dioden 11 und 13 leitend und die Dioden 10 und 12 werden weniger leitend. Wenn die Dioden 11 und 13 sich in dem völlig leitenden Zustand befinden und die Dioden 10 und 12 sind völlig gesperrt, ist die Dämpfung minimal.
• Anmelderin hat nun gefunden, daß die Werte der in der nachfolgenden Tabelle gegebenen Elemente die besten Ergebnisse liefern in dem Frequenzbereich von 100 MHz bis 400 MHz. TABELLE Wert der Widerstände in Ohm Wert der Induktivitäten in uH Wert der Kondensatoren
• Nebst diesen Dämpfungs- und Verbrauchsparametern spielen die charakteristischen Eigenschaften der PIN-Dioden eine wesentliche Rolle, insbesondere in bezug auf die Modulationsverzerrung und die harmonische Dämpfung. Unter diesen speziellen Gebrauchsbedingungen sind zwei Parameter besonders wichtig:
• a) die Lebensdauer der Minoritätsträger: diese soll zwischen 3 und 5 us liegen.
• b) die Neigung der Rs/If-Kennlinie. Diese kann durch den Wert des "Reihenwiderstandes" an zwei Stellen der Kennlinie bestimmt werden: dieser Wert soll zwischen 35 Ohm und 80 Ohm liegen für IF = 1 mA, und über 350 Ohm für IF = 100 uA. Die (speziellen) Dioden:
• DH 493-19, hergestellt von THOMSON-CSF, FRANCE und DSB6479-42, hergestellt von ALPHA INDUSTRIES, UNITED STATES sind für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung geeignet.
• Mit diesen Werten und Sendekreisen mit einem inneren Widerstand von 50 Ohm entsprechend dem des Belastungskreises bleibt der Welligkeitsfaktor (Stehwellenverhältnis) unter 1,6 für eine Dämpfung schwankend von weniger als 2 dB bis über 50 dB, wobei die Eingangsleistung mehrere Watt beträgt, wobei die Modulationsfrequenzen von 0 bis 25 kHz gehen mit einer Spannung an der Klemme 20 von 0 bis 10 Volt.
• Es sei bemerkt, daß die Dämpfung nicht eine lineare Funktion der an die Steuerklemme 20 angelegten Spannung ist und daß es dem Gebraucher klar sein wird, daß er jede nicht lineare Schaltung, die ihm die gewünschte Dämpfungscharakteristik bringen soll, vor der Klemme 20 anbringen muß.

Claims (2)

1. Regelbares Dämpfungsglied zum Einfügen zwischen einem Sendekreis mit einer bestimmten inneren Impedanz und einem Belastungskreis, wobei dieses Glied mindestens einen Parallel-Dämpfungszweig aufweist, der aus einem Element mit veränderlichem Widerstand (insbesondere einer PIN-Diode) und einem Vorspannkreis besteht zum Variieren des Widerstandes des Elementes als Funktion einer Dämpfungssteuergröße, wobei dieser Parallel-Dämpfungszweig ein Verbrauchselement enthält, das mit dem Element veränderlichen Widerstandes in Reihe geschaltet ist, und dessen Wert die Anpassung der inneren Impedanz des Sendekreises gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dämpfen von Wellen von etwa 100 bis 400 MHz das veränderliche Widerstandselement eine PIN-Diode ist mit einer Lebensdauer der Minoritätsträger von etwa 3 bis 5 us und wobei die Neigung der Kennlinie Rs/If einen Wert hat zwischen 35 und 80 Ohm für einen Strom If = 1 mA und einen Wert über 350 Ohm für If = 100 uA.

2. Dämpfungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens einen Reihendämpfungszweig zwischen dem Sendekreis und dem Belastungskreis aufweist.