JPH0827309B2 - Adaptive impedance mismatch detector system - Google Patents
Adaptive impedance mismatch detector systemInfo
- Publication number
- JPH0827309B2 JPH0827309B2 JP61506181A JP50618186A JPH0827309B2 JP H0827309 B2 JPH0827309 B2 JP H0827309B2 JP 61506181 A JP61506181 A JP 61506181A JP 50618186 A JP50618186 A JP 50618186A JP H0827309 B2 JPH0827309 B2 JP H0827309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- circle
- smith chart
- mismatch
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 33
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/04—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies
- G01R27/06—Measuring reflection coefficients; Measuring standing-wave ratio
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
- H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/486—Indexing scheme relating to amplifiers the current in the load of an amplifying stage being sensed by a torus
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/78—A comparator being used in a controlling circuit of an amplifier
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は伝送線路と負荷インピーダンスの間のインピ
ーダンス不整合を検出する検出器に関する。特に、本発
明は、不整合の存在を決定する基礎として反射係数大き
さ情報だけでなく反射係数位相情報を処理するインピー
ダンス不整合検出システムに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a detector for detecting impedance mismatch between a transmission line and a load impedance. In particular, the present invention relates to impedance mismatch detection systems that process reflection coefficient magnitude information as well as reflection coefficient magnitude information as a basis for determining the presence of a mismatch.
無線電子工学では、しばしば伝送線路が負荷インピー
ダンスと整合しているかしていないかを知ることが有用
である。第1図に示されたような方向性結合器回路はこ
の決定を行なうのに用いることができる。方向性結合器
のこの例は、1985年1月8日にワレン・ビー・ブリュー
ン(Warren B. Bruene)に発行された米国特許第4,49
3,112号のアンテナチューナ弁別器における部品の1つ
である。この結合器回路の要素は、結合器を通るRF伝送
線路がたとえば50オームの適当な負荷インピーダンスで
終端されている場合に、抵抗R1の電圧降下が分圧器C1〜
C2の容量C2両端の電圧と等しくかつ同位相となるように
選ばれる。上述のように正しく終端されているとき、順
方向電圧Vfは正の値となる。また、抵抗R2の電圧降下も
容量C2両端の電圧降下と大きさは同じになるが、位相は
逆位相となる。終端は正しいから、電圧反射波はない。
すなわち、反射波の電圧Vrは大きさがゼロである。しか
し、負荷のインピーダンスが適当な終端抵抗、この例で
は50オームでない場合は、反射電圧波が生じることにな
る。したがってVrはゼロでない大きさになる。本例で
は、抵抗R1、R2の抵抗値は等しく、インダクタLのイン
ピーダンスよりかなり小さい。In wireless electronics it is often useful to know if the transmission line is matched or not with the load impedance. A directional coupler circuit such as that shown in FIG. 1 can be used to make this determination. An example of this directional coupler is US Pat. No. 4,494, issued to Warren B. Bruene on January 8, 1985.
It is one of the parts in the 3,112 antenna tuner discriminator. The elements of this combiner circuit are such that when the RF transmission line through the combiner is terminated with a suitable load impedance of, for example, 50 ohms, the voltage drop across resistor R1 is divided by voltage divider C1.
The capacitance of C2 is chosen to be equal and in phase with the voltage across C2. When properly terminated as described above, the forward voltage Vf has a positive value. The voltage drop across the resistor R2 is the same as the voltage drop across the capacitor C2, but the phase is opposite. Since the termination is correct, there is no voltage reflected wave.
That is, the voltage Vr of the reflected wave is zero in magnitude. However, if the load impedance is not a suitable terminating resistor, 50 ohms in this example, a reflected voltage wave will result. Therefore Vr has non-zero magnitude. In this example, the resistances of the resistors R1 and R2 are equal and are considerably smaller than the impedance of the inductor L.
上記方向性結合器は負荷インピーダンスがいつ伝送線
路と不整合となるのかを決定する検出器として用いるこ
とができることを当業者は理解できるであろう。不整合
の程度は反射電圧波Vrの大きさによって示される。不
整合が大きくなるにつれて、反射電圧波が大きくなり、
それに応じて電圧定在波比(VSWR)が大きくなる。One of ordinary skill in the art will appreciate that the directional coupler can be used as a detector to determine when the load impedance is mismatched with the transmission line. The degree of mismatch is indicated by the magnitude of the reflected voltage wave Vr. The larger the mismatch, the larger the reflected voltage wave,
The voltage standing wave ratio (VSWR) increases accordingly.
前述したように、上記した方向性結合器は不整合負荷
インピーダンスがいつ存在するのかを示すのに用いるこ
とができる。しかし、負荷インピーダンスの特性につい
ての情報、すなわち容量性であるか、誘導性であるか、
抵抗性であるか、それらの組合せであるかについては何
ら情報を与えない。いいかえれば、第1図の方向性結合
器はテスト中のインピーダンスについて何ら位相情報を
与えない。As mentioned above, the directional coupler described above can be used to indicate when a mismatched load impedance is present. However, information about the characteristics of the load impedance, that is, whether it is capacitive or inductive,
No information is given as to whether it is resistant or a combination thereof. In other words, the directional coupler of Figure 1 provides no phase information about the impedance under test.
第2図には、負荷インピーダンスを表わすスミス図表
が示されている。一般的に、このスミス図表は負荷イン
ピーダンスがとることのできる全てのインピーダンスを
表わす。当業者は、このようなインピーダンスの抵抗
性、容量性、誘導性またはそれらの結合の程度を示す態
様で負荷インピーダンスをプロットするのにスミス図表
を用いる。A Smith chart showing the load impedance is shown in FIG. In general, this Smith chart represents all the impedances that the load impedance can take. Those skilled in the art will use Smith charts to plot the load impedance in a manner that indicates the degree of resistance, capacitive, inductive, or their coupling of such impedances.
特定領域の負荷インピーダンスは所定のRF電力増幅器
に発振を起しやすいことがわかる。第2図のスミス図表
は、この例のために、このような不安定領域の1つであ
ると定義されている斜線領域10を含む。すなわち、スミ
ス図表の領域10は、このようなインピーダンスに結合さ
れた増幅器を不安定にする負荷インピーダンスの種々の
値を示す領域を表わす。スミス図表の領域10の右上の各
部は安定した増幅器動作を生じさせる負荷インピーダン
スを表わす領域20を形成する。第2図にみられるよう
に、領域20は形が大体円形で、中心22を含む。不安定領
域10の境界となる領域20の端部は、円24が安定増幅器動
作と不安定増幅器動作の間の境界を表わすから境界円
(thresholdcircle)24と呼ばれる。中心22も境界中心
と呼ばれる。It can be seen that the load impedance in the specific region easily causes oscillation in a given RF power amplifier. The Smith chart of FIG. 2 includes a shaded area 10 which, for the purposes of this example, is defined to be one such unstable area. That is, area 10 of the Smith diagram represents the area that exhibits various values of load impedance that destabilize an amplifier coupled to such an impedance. The upper right parts of the area 10 of the Smith chart form an area 20 which represents the load impedance which results in stable amplifier operation. As seen in FIG. 2, the region 20 is generally circular in shape and includes a center 22. The ends of the region 20 bounding the unstable region 10 are called threshold circles 24 because the circle 24 represents the boundary between stable amplifier operation and unstable amplifier operation. Center 22 is also called the boundary center.
本発明の検出器以前に、不整合検出器は、特定の負荷
インピーダンスがスミス図表の原点を中心とした後で説
明する境界円30のような境界円の内にあるのか外にある
のを決定することができた。しかし、このような従来の
検出器は、負荷インピーダンスが原点以外のスミス図表
上の点を中心とした境界円24のような境界円の内にある
のか外にあるのかを決定するという問題に取組んでいな
かった。Prior to the detectors of the present invention, mismatch detectors determined that a particular load impedance was within or outside a bounding circle, such as bounding circle 30 described below centered on the origin of the Smith chart. We were able to. However, such conventional detectors address the problem of determining whether the load impedance is inside or outside a bounding circle, such as the bounding circle 24 centered on a point on the Smith diagram other than the origin. It wasn't.
上記方向性結合器は特定の負荷インピーダンスから生
じる反射電圧信号の大きさを決定するにすぎないという
ことが想起される。したがって、結合器は、特定の負荷
インピーダンスが所定値を越えるVSWRを生じるかどうか
を決定するのに用いることができる。すなわち、結合器
はある負荷インピーダンスが原点を中心とした境界円、
たとえば、2.5〜1のVSWRの境界円30、の内にあるのか
外にあるのかを決定するのに用いられる。スミス図表の
中心または原点は完全整合負荷を表わす。スミス図表の
中心から任意の方向に離れるにつれて、不整合の程度、
およびVSWRの大きさは増大する。たとえば、境界円30上
の全ての点は、2.5〜1のVSWRを生じさせる種々の不整
合負荷インピーダンスを表わす。2.5〜1のVSWRの境界
円30は斜線部の不安定領域10に接することが注意され
る。何らかの不整合があると、いくらかのVSWRが生じる
が、多くのインピーダンス不整合は不安定の問題は生じ
ないことが再び注意される。多くの場合、斜線領域10の
ようなある領域の負荷インピーダンスだけが不安定を生
じさせる。次に説明するように、従来の方向性結合器検
出器回路はこれらの状況では応用が限定される。これ
は、スミス図表の中心以外の中心を有する境界円内にあ
るインピーダンスがあるのかないのかを決定できないか
らである。It is recalled that the directional coupler only determines the magnitude of the reflected voltage signal resulting from the particular load impedance. Therefore, the combiner can be used to determine if a particular load impedance produces a VSWR that exceeds a predetermined value. That is, the coupler has a boundary circle with a certain load impedance centered on the origin,
For example, it is used to determine if it is within or outside the bounding circle 30 of a VSWR of 2.5 to 1. The center or origin of the Smith chart represents a perfectly matched load. As you move away from the center of the Smith chart in any direction, the degree of misalignment,
And the magnitude of VSWR increases. For example, all points on the bounding circle 30 represent various mismatched load impedances that result in a VSWR of 2.5-1. It is noted that the boundary circle 30 of VSWR of 2.5 to 1 touches the unstable region 10 in the shaded area. It is again noted that some mismatch will cause some VSWR, but many impedance mismatches will not cause instability problems. In many cases, only the load impedance of some area, such as the shaded area 10, will cause instability. As will be explained below, conventional directional coupler detector circuits have limited application in these situations. This is because it is not possible to determine if there is an impedance within a bounding circle having a center other than the center of the Smith diagram.
第2図に関しては、斜線部の不安定領域10は円30に接
することが注意される。また、円30の中心はスミス図表
の原点にあることが注意される。いま、第1図の方向性
結合器は、負荷インピーダンスが高くまたは低くなっ
て、このような負荷インピーダンスが円30内に存しなく
なるのはいつかを検出するのに用いられるとする。換言
すれば、このような方向性結合器は負荷インピーダンス
が所定のVSWR(たとえば2.5〜1)を越えさせられるの
はいつかを決定するのに用いられる。この状態の出現は
適当な増幅器安定化回路をトリガするのに用いることが
できる。この態様で安定化を達成できる回路について
は、1984年3月27日にハーベイ・エヌ・ターナ・ジュニ
ア(Harvey N.Turner,Jr)に発行された“Stabillized
High Efficiency Radio Frequency Amplifier"と
題し、本発明の譲受人であるモトローラ社に譲渡された
米国特許第4,439,741号を参照されたい。この米国特許
第4,439,741号の開示は参考としてこの明細書に取入れ
られている。With respect to FIG. 2, it is noted that the shaded unstable region 10 touches the circle 30. Also note that the center of circle 30 is at the origin of the Smith chart. Now assume that the directional coupler of FIG. 1 is used to detect when the load impedance is high or low and such load impedance no longer exists within circle 30. In other words, such directional couplers are used to determine when the load impedance is forced to exceed a given VSWR (eg 2.5-1). The appearance of this condition can be used to trigger the appropriate amplifier stabilization circuit. For circuits that can achieve stabilization in this manner, see “Stabillized” published on Harvey N. Turner, Jr., March 27, 1984.
See US Patent No. 4,439,741 entitled "High Efficiency Radio Frequency Amplifier" and assigned to Motorola, Inc., the assignee of the present invention. The disclosure of US Patent No. 4,439,741 is incorporated herein by reference. There is.
第2図のスミス図表を調べることによって、第1図の
方向性結合器が不整合検出器として用いられた場合、安
定化回路は境界円30の外の各点で活性化してそれに接す
る斜線部不安定領域10内の増幅器保護を確保しなければ
ならないことは明らかである。応用によっては、このよ
うは配列は、電力を消費する安定化回路が実際には必要
でない多くの負荷インピーダンス値すなわち斜線部不安
定領域10外にあって円30内にない負荷インピーダンス値
に対して活性化されるため望ましくなくかつ効率的でも
ないかもしれない。この問題は、特定の負荷インピーダ
ンスがスミス図表の原点を中心とした境界円にあるかな
いかを決定することに従来の不整合検出器が限定されて
いたために生じた。従来の不整合検出器に対して、本発
明は、スミス図表の正規化された原点以外のものでよい
スミス図表上の中心をもつ境界円の外にある値の領域内
に負荷インピーダンスが存在するかどうかを検出するこ
とに関するものである。By examining the Smith diagram of FIG. 2, when the directional coupler of FIG. 1 is used as a mismatch detector, the stabilizing circuit is activated at each point outside the boundary circle 30 and the shaded area tangent to it. It is clear that the amplifier protection in the unstable region 10 must be ensured. Depending on the application, such an arrangement may be useful for many load impedance values where a power consuming stabilizing circuit is not actually needed, i.e., load impedance values outside the shaded instability region 10 and not within the circle 30. It may be undesirable and inefficient because it is activated. This problem arises because the conventional mismatch detectors were limited to determining if a particular load impedance was in a bounding circle centered on the origin of the Smith chart. In contrast to conventional mismatch detectors, the present invention allows the load impedance to be in a region of values that lies outside the bounding circle with the center on the Smith chart, which can be other than the normalized origin of the Smith chart. It is about detecting whether or not.
新規であると信じられる発明の特徴は添付請求の範囲
に示されている。しかし、本発明自身は、その構造、動
作の方法とも、添付図面を考慮した次の説明を参照する
ことによって最もよく理解できるであろう。The features of the invention believed to be novel are set forth in the appended claims. However, the invention itself, as well as its structure and method of operation, may best be understood by reference to the following description in view of the accompanying drawings.
発明の開示 本発明の1つの目的は、ある特定のインピーダンスが
スミス図表の中心または原点でなくてもよいスミス図表
上の1点を中心とする境界円の外部のインピーダンス値
を有するのかどうかを検出できる適応インピーダンス不
整合検出器システムを提供することである。DISCLOSURE OF THE INVENTION One object of the present invention is to detect whether a particular impedance has an impedance value outside a bounding circle centered on a point on the Smith chart that need not be the center or origin of the Smith chart. An adaptive impedance mismatch detector system is provided.
本発明の別の目的は、回路動作状態の変化に応答して
スミス図表境界円の中心を変えることのできる適応イン
ピーダンス不整合検出器システムを提供することであ
る。Another object of the present invention is to provide an adaptive impedance mismatch detector system capable of changing the center of the Smith chart boundary circle in response to changes in circuit operating conditions.
本発明のさらに別の目的は、回路動作状態の変化に応
答してスミス図表境界円の半径を変えることのできる適
応インピーダンス不整合検出器システムを提供すること
である。Yet another object of the present invention is to provide an adaptive impedance mismatch detector system capable of changing the radius of the Smith chart boundary circle in response to changes in circuit operating conditions.
本発明の他の目的は、前述した他の不整合検出器の欠
陥を補正する適応インピーダンス不整合検出器システム
の提供することである。Another object of the present invention is to provide an adaptive impedance mismatch detector system that corrects for the deficiencies of the other mismatch detectors described above.
本発明の1実施例に従って、インピーダンス不整合検
出器システムがそれに結合した第1、第2のインピーダ
ンス指示回路(impedance exhibiting circuits)間
のインピーダンス不整合を検出するために与えられる。
このシステムは、スミス図表の原点以外のスミス図表上
の1点に中心を有する選択されたスミス図表境界円内に
第1のインピーダンス指示回路があるのかないのかを決
定する検出器回路を有する。システムはさらに、動作状
態またはパラメータの変化に応答して境界円の半径を変
える半径制御回路を有する。In accordance with one embodiment of the present invention, an impedance mismatch detector system is provided for detecting impedance mismatch between first and second impedance exhibiting circuits coupled thereto.
The system has a detector circuit that determines if there is a first impedance indicating circuit within a selected Smith chart boundary circle centered at a point on the Smith chart other than the origin of the Smith chart. The system further includes a radius control circuit that changes the radius of the bounding circle in response to changes in operating conditions or parameters.
本発明の別の実施例に従って、インピーダンス不整合
検出器システムがそれに結合した第1、第2のインピー
ダンス表示回路間のインピーダンス不整合を検出するた
めに与えられる。このシステムは、第1のインピーダン
ス指示回路のインピーダンスがスミス図表の原点以外の
スミス図表上の1点に中心を有する選択されたスミス図
表境界円内にあるのかないのかを決定する検出器回路を
有する。システムはさらに、動作状態またはパラメータ
の変化に応答してスミス図表上の境界円の中心の位置を
変える中心制御回路を有する。In accordance with another embodiment of the present invention, an impedance mismatch detector system is provided to detect an impedance mismatch between the first and second impedance indicating circuits coupled thereto. The system has a detector circuit that determines if the impedance of the first impedance indicating circuit is or not within a selected Smith chart boundary circle centered at a point on the Smith chart other than the origin of the Smith chart. . The system further includes a central control circuit that changes the position of the center of the bounding circle on the Smith chart in response to changes in operating conditions or parameters.
図面の簡単な説明 第1図は、方向性結合器の概略回路図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a directional coupler.
第2図は、従来の方向性結合器が検出できる負荷イン
ピーダンスの領域および本発明によって検出できるイン
ピーダンス領域を示すスミス図表グラフである。FIG. 2 is a Smith chart graph showing the load impedance region that can be detected by the conventional directional coupler and the impedance region that can be detected by the present invention.
第3図は、本発明の検出器の1実施例の概略回路図で
ある。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of one embodiment of the detector of the present invention.
第4図は、本発明の検出器の別の実施例の概略回路図
である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram of another embodiment of the detector of the present invention.
第5図は、第3図のインピーダンス不整合検出器を用
いる適応インピーダンス不整合検出器システムのブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram of an adaptive impedance mismatch detector system that uses the impedance mismatch detector of FIG.
第6図は、不整合検出器システムによって用いられる
所定の中心、半径をもった第1の境界円を示すスミス図
表グラフである。FIG. 6 is a Smith chart graph showing a first bounding circle with a predetermined center and radius used by the mismatch detector system.
第7図は、第6図の境界円とは異なった所定の中心、
半径をもった第2の境界円を示すスミス図表グラフであ
る。FIG. 7 shows a predetermined center different from the boundary circle of FIG.
3 is a Smith chart graph showing a second boundary circle having a radius.
発明の詳細な記述 第3図において、本発明の不整合検出器の1実施例は
検出器10として示されている。検出器10は、ノード22、
24によって形成されるポート20に接続された伝送線路ま
たは他の装置と図示のように検出器出力ポート35に結合
された負荷インピーダンス30の間のインピーダンス不整
合の存在を検出するのに用いられる。ノード24は接地さ
れている。ノード22はインダクト40によって負荷インピ
ーダンス30に結合されている。インピーダンス30の残り
の端は接地されている。この特定実施例では、インダク
ト40はトロイド50の中心を通る導電線によって形成され
る。また、インダクタ40、トロイド50はドーナツ形(to
roidal)変圧器60を構成し、インダクト40が1次巻線、
トロイド50が2次巻線となる。VHF周波数では、1.5μH
のインダクタンスがトロイドインダクタ50に対する満足
できるインイダクタンス値であることがわかった。ドー
ナツ形変圧器60の2次巻線は端部61、62として示されて
いる2つの端部を有している。巻線端61は可変インピー
ダンス素子70の一端に結合されている。巻線端62は可変
インピーダンス素子80の一端に結合されている。第3図
に示されるように、インピーダンス70、80の残りの端同
志は結合されている。可変インピーダンス素子70、80は
それぞれ制御端子72、82を含む。後述する適当な制御信
号を制御端子72、82に供給してインピーダンス素子70、
80にそれぞれ適合した特定のインピーダンスを選択す
る。巻線端61とインピーダンス素子70の間に形成される
ノードは電圧V1がそこで測定されるノード75として示さ
れている、巻線端62とインピーダンス素子80の間に形成
されるノードは電圧V2が測定されるノード85として示さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In FIG. 3, one embodiment of the mismatch detector of the present invention is shown as detector 10. The detector 10 has a node 22,
It is used to detect the presence of an impedance mismatch between the transmission line or other device connected to the port 20 formed by 24 and the load impedance 30 coupled to the detector output port 35 as shown. Node 24 is grounded. Node 22 is coupled to load impedance 30 by induct 40. The remaining end of impedance 30 is grounded. In this particular embodiment, the induct 40 is formed by a conductive line running through the center of the toroid 50. In addition, the inductor 40 and toroid 50 are donut shaped (to
roidal) The transformer 60 is configured, the induct 40 is the primary winding,
The toroid 50 becomes the secondary winding. 1.5 μH at VHF frequency
It has been found that the inductance of is a satisfactory in-inductance value for the toroid inductor 50. The secondary winding of the donut transformer 60 has two ends, shown as ends 61,62. The winding end 61 is coupled to one end of the variable impedance element 70. Winding end 62 is coupled to one end of variable impedance element 80. As shown in FIG. 3, the remaining ends of impedances 70, 80 are connected. The variable impedance elements 70 and 80 include control terminals 72 and 82, respectively. Supplying appropriate control signals, which will be described later, to the control terminals 72 and 82, the impedance element 70
Select specific impedances that each match 80. The node formed between winding end 61 and impedance element 70 is shown as node 75 at which voltage V1 is measured, while the node formed between winding end 62 and impedance element 80 is at voltage V2. Shown as node 85 being measured.
インピーダンス素子70と80の間の共通接点はインダク
タ90を介して接地される。インダクタ90はドーナツ形イ
ンダクタ100の中心を通る導電線によって形成される。
また、インダクタ90、トロイド100はドーナツ形変圧器1
05を構成し、ここでトロイド100が1次巻線、インダク
タ90が2次巻線となる。このようなドーナツ形変圧器10
5の1次巻線100は巻線端102、104を含む。巻線端102は
不整合検出器10の入力でノード22に結合されている。残
りの巻線端104は図示のように接地されている。ドーナ
ツ形変圧器105は変圧器60と実質的に同じである。The common contact between impedance elements 70 and 80 is grounded via inductor 90. The inductor 90 is formed by a conductive wire passing through the center of the toroidal inductor 100.
In addition, the inductor 90 and toroid 100 are the donut transformer 1
05, where the toroid 100 is the primary winding and the inductor 90 is the secondary winding. Such a donut transformer 10
The five primary winding 100 includes winding ends 102, 104. Winding end 102 is coupled to node 22 at the input of mismatch detector 10. The remaining winding ends 104 are grounded as shown. The donut transformer 105 is substantially the same as the transformer 60.
ポート20がRFエネルギで駆動されるとき、比|V2/V1|
は負荷インピーダンス30が境界円24内にあるか外にある
かの表示を与える。以下の説明はこのインピーダンス不
整合の決定がどのようになされるのかを詳細に説明す
る。When port 20 is driven with RF energy, the ratio | V2 / V1 |
Gives an indication of whether the load impedance 30 is inside or outside the bounding circle 24. The following description details how this impedance mismatch determination is made.
以下の説明で挙げられる式、関係式用にそれぞれ、L
40、L50として表わされるインダクタスを示すインダク
タ40、50でドーナツ形変圧器60が構成されることに注意
を要する。インダクタ40、50間の結合係数はK60で示さ
れる。ドーナツ形変圧器105はそれぞれ、L90、L100で示
されるインダクタンスを有するインダクタ90、100によ
って構成される。インダクタ40、100間の結合は係数K
105で示されている。インピーダンス素子70、80、変圧
器60、105が次の条件、 1) L50=L100 2) L40=L90 3) L60=L105 4) |Z70|>>ωL40(1−K60 2) 5) |Z80|>>ωL40(1−K60 2) 4) |Z70+Z80|<<ωL50 を満す場合、 ここでZ30は負荷インピーダンス30のインピーダンスで
ある。便宜上、Z30はZLとする。For each of the equations and relations listed in the following explanation, L
Note that the inductor 40 , 50 , which represents the inductor as 40 , L 50 , constitutes a toroidal transformer 60. The coupling coefficient between the inductors 40 and 50 is indicated by K 60 . The doughnut-shaped transformer 105 is composed of inductors 90 and 100 having inductances L 90 and L 100 , respectively. Coupling between inductors 40 and 100 is a factor K
Shown at 105 . Impedance elements 70, 80 and transformers 60, 105 meet the following conditions: 1) L 50 = L 100 2) L 40 = L 90 3) L 60 = L 105 4) | Z 70 | >> ωL 40 (1- K 60 2 ) 5) | Z 80 | >> ωL 40 (1-K 60 2 ) 4) | Z 70 + Z 80 | << ωL 50 Here, Z 30 is the impedance of the load impedance 30. For convenience, let Z 30 be Z L.
さらに、 8) Z70=Z80=Z0 (ここでZ0はインピーダンス不整合検出器10に結合され
た伝送線路の特性インピーダンスである)の場合、式
7)は 9) |V2/V1| =|(ZL−Z0)/(ZL−Z0)| =ρ となる。これは反射係数ρ(ロー)の大きさを表わす。Further, in the case of 8) Z 70 = Z 80 = Z 0 (where Z 0 is the characteristic impedance of the transmission line coupled to the impedance mismatch detector 10), Equation 7) is 9) | V2 / V1 | = | (Z L −Z 0 ) / (Z L −Z 0 ) | = ρ. This represents the magnitude of the reflection coefficient ρ (low).
今、インピーダンスを正規化形式で、すなわち、 10) z=Z/Z0 とすると、 11) z70=r70+jx70 12) z80=r80+jx80 となる。Now, if the impedance is in the normalized form, ie 10) z = Z / Z 0 , then 11) z 70 = r 70 + jx 70 12) z 80 = r 80 + jx 80 .
式7)の正規化形式で表わされるρ面(スミス図表)
境界円は、以下の様に表わされる中心(u0,v0)および
半径Pをもった円であることがわかる。Ρ plane (Smith chart) expressed in the normalized form of Equation 7)
It can be seen that the boundary circle is a circle having the center (u 0 , v 0 ) and the radius P expressed as follows.
13) u0=(1−r0 2−x0 2+R0 2)/(1 +r0 2+2r0+x0 2+R0 2) 14) v0=2x0/(1 +r0 2+2r0+x0 2+R0 2) 15) P=2R0/(1 +r0 2+2r0+x0 2+R0 2) 16) ρ=u+jv 17) r0=−(T2r70+r80)/(T2−1) 18) x0=−(T2x70+x80)/(T2−1) 19) R0 2=[T/(T2−1)]2[(r70+r80)2 +(x70+x80)2] さらに 20) z70=1+j0 とすると、 21) v0=2x80/[(1+r80)2+x80 2] 22) u0=(r80 2+x80 2−1)/[(1 +r80)2+x80 2] 23) P=2T/[(1+r80)2+x80 2]1/2 となる。スミス図表を用いる当業者は式21)、22)はス
ミス図表のインピーダンス座標を示すことが理解できる
であろう。こうして、Z70=1+j0の場合、境界円の中
心はスミス図表にプロットされるようにr80+jx80にあ
る。13) u 0 = (1-r 0 2 -x 0 2 + R 0 2 ) / (1 + r 0 2 + 2r 0 + x 0 2 + R 0 2 ) 14) v 0 = 2x 0 / (1 + r 0 2 + 2r 0 + x 0 2 + R 0 2 ) 15) P = 2R 0 / (1 + r 0 2 + 2r 0 + x 0 2 + R 0 2 ) 16) ρ = u + jv 17) r 0 =-(T 2 r 70 + r 80 ) / (T 2 -1) 18) x 0 = - (T 2 x 70 + x 80) / (T 2 -1) 19) R 0 2 = [T / (T 2 -1)] 2 [(r 70 + r 80) 2 + (X 70 + x 80 ) 2 ] Further 20) If z 70 = 1 + j0, then 21) v 0 = 2x 80 / [(1 + r 80 ) 2 + x 80 2 ] 22) u 0 = (r 80 2 + x 80 2 -1 ) / [(1 + r 80 ) 2 + x 80 2] 23) P = 2T / [(1 + r 80) 2 + x 80 2] becomes 1/2. One of ordinary skill in the art using the Smith chart will understand that equations 21), 22) represent the impedance coordinates of the Smith chart. Thus, for Z 70 = 1 + j0, the center of the bounding circle is at r 80 + jx 80 , as plotted in the Smith chart.
本発明に従って、次の説明は、たとえば第2図に示さ
れるような境界円24を達成するのに必要な種々の検出器
回路パラメータの選択を詳説する。可変インピーダンス
素子70の正規化インピーダンスを次のように選択する。In accordance with the present invention, the following description details the selection of various detector circuit parameters necessary to achieve the bounding circle 24 as shown, for example, in FIG. The normalized impedance of the variable impedance element 70 is selected as follows.
24) Z70=1+j0 次に、第2図にようにスミス図表の所望の境界円の中
心点をプロットする。この例では、中心は中心22として
示され、1+j2に位置する。この所望の中心をもった境
界円を達成するために、インピーダンス素子80のインピ
ーダンスz80はその中心値、この例では1+j2、と等し
くなるように選択する。24) Z 70 = 1 + j0 Next, as shown in Fig. 2, plot the center point of the desired boundary circle on the Smith chart. In this example, the center is shown as center 22 and is located at 1 + j2. To achieve this desired centered boundary circle, the impedance z 80 of the impedance element 80 is chosen to be equal to its center value, 1 + j2 in this example.
25) z80=r80+jx80 となることに注意を要する。また、式23)を書換える
と、境界すなわちトリガ比Tは、 26) T=(P/2)[(1+r80)2 +x80 2]1/2 で与えられ、ここでPは境界円の所望半径を表わす。25) Note that z 80 = r 80 + jx 80 . Further, when rewriting the equation 23), the boundary i.e. trigger ratio T is, 26) T = (P / 2) is given by [(1 + r 80) 2 + x 80 2] 1/2, where P is the boundary circle Represents the desired radius.
トリガ比Tは、選択された半径をもつ特定の境界円を
達成するのに必要な|V2|と|V1|の比と定義される。たと
えば、第2図のように、z80=1+j2、P=1.15のとき
は、トリガ比は式26)によって1.6となる。境界円24お
よびこの円の外の斜線領域10に関して、|V2|と|V1|の比
がTより小さい場合、負荷インピーダンス30は境界円24
内のインピーダンス値を有する。換言すれば、V2の値が
V1の値の1.6倍より小さいときは、負荷インピーダンス3
0はスミス図表の境界円24内に位置する。逆に、|V2|と|
V1|の比がTより大きい場合、負荷インピーダンス30は
境界円24外のインピーダンス値を有し、望ましくないイ
ンピーダンス値を示すことになる。言い換えれば、V2の
値がV1の値の1.6倍を越える場合、負荷インピーダンス3
0はスミス図表の斜線部10内にある。こうして、不整合
検出器10の出力電圧|V1|、|V2|の比は、インピーダンス
素子30のインピーダンスの表示、すなわち、このインピ
ーダンスが境界円24の内にあるか外にあるかを示すこと
がわかる。The trigger ratio T is defined as the ratio of | V2 | and | V1 | required to achieve a particular bounding circle with a selected radius. For example, as shown in FIG. 2, when z 80 = 1 + j2 and P = 1.15, the trigger ratio is 1.6 according to equation 26). For the boundary circle 24 and the shaded area 10 outside this circle, if the ratio of | V2 | and | V1 | is less than T, the load impedance 30 is
Has an impedance value within. In other words, the value of V2 is
If it is less than 1.6 times the value of V1, the load impedance is 3
0 is located within the boundary circle 24 of the Smith chart. Conversely, | V2 | and |
If the ratio of V1 | is greater than T, the load impedance 30 will have an impedance value outside the bounding circle 24 and will exhibit an undesired impedance value. In other words, if the value of V2 exceeds 1.6 times the value of V1, the load impedance 3
0 is in the shaded area 10 of the Smith chart. Thus, the ratio of the output voltage | V1 |, | V2 | of the mismatch detector 10 can be an indication of the impedance of the impedance element 30, that is, whether this impedance is inside or outside the boundary circle 24. Recognize.
第4図は本発明の不整合検出器の別の実施例を検出器
110として示す。検出器110は、ノード122、124によって
形成されるポート120に接続された伝送線路または他の
装置と、図示のように検出器出力ポート135に結合され
た負荷インピーダンス130の間のインピーダンス不整合
の存在を検出するのに用いられる。ノード124は接地さ
れている。ノード122は第4図に示されるようにインダ
クタ140によって負荷インピーダンス130に結合されてい
る。この特定実施例では、インダクタ140はトロイドイ
ンダクタ150の中心を通過する導電線によって形成され
る。また、インダクタ140、トロイド150はドーナツ形変
圧器160を構成し、インダクタ140はその1次巻線、トロ
イド150は2次巻線となる。VHF周波数で用いるには、1.
5μHのインダクタンスがトロイドインダクタ150のイン
ダクタンスとして満足すべき値であることがわかった。
ドーナツ形変圧器160の2次巻線150は161、162と示され
た2つの端部を含む。巻線端161は可変インピーダンス
素子170の一端に結合されている。巻線端161とインピー
ダンス素子170の間にこうして形成されたノードはノー
ド175と示され、そこでの電圧はV3で示されている。巻
線端162は可変インピーダンス素子180の一端に結合され
ている。巻線端162とインピーダンス素子180の間にこう
して形成されたノードはノード185と示され、そこでの
電圧はV4で示されている。FIG. 4 shows another embodiment of the mismatch detector according to the present invention.
Shown as 110. Detector 110 includes an impedance mismatch between a transmission line or other device connected to port 120 formed by nodes 122, 124 and a load impedance 130 coupled to detector output port 135 as shown. Used to detect presence. Node 124 is grounded. Node 122 is coupled to load impedance 130 by inductor 140 as shown in FIG. In this particular embodiment, the inductor 140 is formed by a conductive line passing through the center of the toroid inductor 150. Further, the inductor 140 and the toroid 150 form a donut transformer 160, the inductor 140 serves as its primary winding, and the toroid 150 serves as its secondary winding. To use at VHF frequency, 1.
It was found that the inductance of 5 μH is a value that should be satisfied as the inductance of the toroid inductor 150.
The secondary winding 150 of the donut transformer 160 includes two ends labeled 161, 162. Winding end 161 is coupled to one end of variable impedance element 170. The node thus formed between winding end 161 and impedance element 170 is designated node 175, and the voltage there is designated V3. Winding end 162 is coupled to one end of variable impedance element 180. The node thus formed between winding end 162 and impedance element 180 is designated node 185, and the voltage there is designated V4.
インピーダンス素子170の残りの端部はインダクタ190
を介して接地されている。インダクタ190はトロイドイ
ンダクタ200の中心を通過する導電線によって形成され
る。また、インダクタ190、トロイド200はドーナツ形変
圧器205を構成し、トロイド200は1次巻線、インダクタ
190は2次巻線となる。VHF用には、1.5μHのインダク
タンスが1次巻線200のインダクタンスとして満足でき
る値であることがわかった。このドーナツ形変圧器205
の1次巻線200は巻線端202、204を含む。巻線端202は不
整合検出器110の入力でノード122に結合されている。残
りの巻線端204は図示のように接地されている。The remaining end of the impedance element 170 is the inductor 190
Grounded through. Inductor 190 is formed by a conductive wire passing through the center of toroid inductor 200. The inductor 190 and the toroid 200 constitute a donut transformer 205, and the toroid 200 is the primary winding and inductor.
190 is the secondary winding. It has been found that for VHF, an inductance of 1.5 μH is a satisfactory value for the inductance of the primary winding 200. This donut transformer 205
Primary winding 200 includes winding ends 202, 204. Winding end 202 is coupled to node 122 at the input of mismatch detector 110. The remaining winding ends 204 are grounded as shown.
インピーダンス素子180の残りの端部はインダクタ210
によって接地されている。インダクタ210はトロイドイ
ンダクタ220の中心を通過する導電線によって形成され
る。また、インダクタ210、インダクタ220はドーナツ形
変圧器230を構成し、ここでインダクタ210は1次巻線、
トロイド220は2次巻線となる。VHF用には、1.5μHの
インダクタンスとして適当な値であることがわかった。
ドーナツ形変圧器230の2次巻線は巻線端222、224を含
む。巻線端222は第4図に図示のように、インダクタ140
およびインピーダンス素子130の一端に結合されてい
る。巻線端224は接地され、かつインピーダンス素子130
の残りの端に結合される。The remaining end of impedance element 180 is inductor 210
Grounded by. Inductor 210 is formed by a conductive wire passing through the center of toroid inductor 220. Further, the inductor 210 and the inductor 220 form a donut transformer 230, in which the inductor 210 is the primary winding,
The toroid 220 becomes the secondary winding. It has been found that a value of 1.5 μH is suitable for VHF.
The secondary winding of the donut transformer 230 includes winding ends 222,224. The winding end 222 is connected to the inductor 140 as shown in FIG.
And is coupled to one end of impedance element 130. Winding end 224 is grounded and impedance element 130
To be joined to the rest of the.
ポート120がRFエネルギで駆動されるとき、比|V4|/|V
3|は負荷インピーダンス130が境界円24内にあるか、外
にあるかの表示を与える。When port 120 is driven with RF energy, the ratio | V4 | / | V
3 | gives an indication of whether the load impedance 130 is inside or outside the bounding circle 24.
第4図の不整合検出器の実施例110は、第4図の負荷
インピーダンス130のインピーダンスが第2図の境界円2
4に位置するとき、 27) |V3|=|V4| の変換によって第3図の検出器の実施例10から得られ
る。式26)のように無線周波数(RF)電圧V3、V4の大き
さは通常、包絡線検波器として非理想ダイオードを用い
てV3、V4電圧を処理することによって得られる。所望の
境界を|V3|=|V4|のときに生じさせることによって、V
3、V4の絶対レベルへの依存性が除かれる。In the mismatch detector embodiment 110 of FIG. 4, the impedance of the load impedance 130 of FIG.
When located at 4, it is obtained from Example 10 of the detector of FIG. 3 by the conversion of 27) | V3 | = | V4 |. The magnitude of the radio frequency (RF) voltages V3, V4 as in Eq. 26) is usually obtained by processing the V3, V4 voltages using non-ideal diodes as envelope detectors. By creating the desired boundary when | V3 | = | V4 |
3, dependency on absolute level of V4 is removed.
検出器110の部品の値は以下の説明の便宜上次のよう
に表示する。変圧器160のインダクタ140、150はそれぞ
れL140、L150のインダクタンスを有し、相互インダクタ
ンスM160によって互いに結合されている。変圧器205の
インダクタンス190、200はそれぞれL190、L200のインダ
クタンスを有し、相互インダクタンスM205によって互い
に結合されている。変圧器230のインダクタンス210、22
0はそれぞれL210、L220のインダクタンスを有し、相互
インダクタンスM230によって相互結合されている。その
とき、 28) |V4/V3| =P0|Z130−P2Z180|/|Z130−P1Z170| となる。ここで 29) P1=(M160/M205)(L200/L150) 30) P2=(M160/M230)(L220/L150) 31) P0=(M230/M205)(L200/L220) =P1/P2 第2図のスミス図表に示されるような第3図の検出器
10の実施例の説明から、T=1.6、z70=1+j0、z80=
1+j2であることが想起される。いま、この例を検出器
110の実施例に転換する。検出器10の実施例の場合、 32) |V2/V1|=1.6(境界で) であるけれども、今は、 33) |V4/V1|=1(境界で) P0=1/1.6、P1=1、P2=1.6そして、 34) z170=1+j0 35) z160=1/1.6+j2/1.6 =0.625+j1.25 と設定すると、 36) |V4/V3| =(1/1.6)|[Z130−(1 +j2)]/(Z130+1)| したがって、負荷インピーダンス130が円24上にあると
きは、 37) |V4/V3|=1 38) |V4|/|V3| のときは、負荷インピーダンスz130は第2図の斜線部領
域24内に位置する。z180=0.625+j1.25という正規化イ
ンピーダンスを用いたとしてもスミス図表の境界中心は
なお1+j2にあることに注意を要する。The values of the components of the detector 110 are displayed as follows for convenience of description below. The inductors 140, 150 of the transformer 160 have an inductance of L 140 , L 150 , respectively, and are coupled together by a mutual inductance M 160 . The inductances 190 , 200 of the transformer 205 have an inductance of L 190 , L 200 respectively and are coupled to each other by a mutual inductance M 205 . Inductor 210, 22 of transformer 230
0 has the inductances of L 210 and L 220 , respectively, and are mutually coupled by the mutual inductance M 230 . Then, 28) | V4 / V3 | = P 0 | Z 130 −P 2 Z 180 | / | Z 130 −P 1 Z 170 |. Where 29) P 1 = (M 160 / M 205 ) (L 200 / L 150 ) 30) P 2 = (M 160 / M 230 ) (L 220 / L 150 ) 31) P 0 = (M 230 / M 205 ) (L 200 / L 220 ) = P 1 / P 2 Detector of FIG. 3 as shown in the Smith diagram of FIG.
From the description of the embodiment of 10, T = 1.6, z 70 = 1 + j0, z 80 =
It is recalled that it is 1 + j2. Now, let's use this example as a detector
Turning to 110 examples. For the detector 10 embodiment, 32) | V2 / V1 | = 1.6 (at the boundary), but now 33) | V4 / V1 | = 1 (at the boundary) P 0 = 1 / 1.6, P 1 = 1, P 2 = 1.6 Then, 34) by setting the z 170 = 1 + j0 35) z 160 = 1 / 1.6 + j2 / 1.6 = 0.625 + j1.25, 36) | V4 / V3 | = (1 / 1.6) | [Z 130 − (1 + j2)] / (Z 130 +1) | Therefore, when the load impedance 130 is on the circle 24, 37) | V4 / V3 | = 1 38) | V4 | / | V3 | The load impedance z 130 is located within the shaded area 24 in FIG. Note that the boundary center of the Smith chart is still at 1 + j2, even with the normalized impedance z 180 = 0.625 + j1.25.
P1、P2の式から、3個のドーナツ形変圧器160、205、
230の関係が得られる。P1=1であるから、変圧器160と
205は同じになる。自己インダクタンスおよび相互イン
ダクタンスに対する結合係数に関連した次の式、 39) M160=K160(L140/L150)1/2 40) M230=K230(L210/L220)1/2 がP2の式に代入すると、次の設計関係式 41) P2= (K160/K230)(L140/L210)1/2 (L220/L150)1/2 が得られる。いま、考えている例では、P2=1.6とな
る。他の変圧器パラメータを同一に保って、L140=10n
H、L210=3.9nHとすると、前述した所望の結果が得られ
る。From the equations P 1 and P 2 , three donut transformers 160, 205,
230 relationships are obtained. Since P 1 = 1
205 will be the same. The following equations relating the coupling coefficient for self-inductance and mutual inductance, 39) M 160 = K 160 (L 140 / L 150 ) 1/2 40) M 230 = K 230 (L 210 / L 220 ) 1/2 Substituting into the formula for P 2 , the following design relation 41) P 2 = (K 160 / K 230 ) (L 140 / L 210 ) 1/2 (L 220 / L 150 ) 1/2 is obtained. In the example under consideration, P 2 = 1.6. Keeping the other transformer parameters the same, L 140 = 10n
With H, L 210 = 3.9 nH, the desired result described above is obtained.
要約すると、不整合検出器110の出力電圧V4、V3はイ
ンピーダンス素子130のインピーダンスの表示すなわ
ち、このインピーダンスが境界円24の内にあるか外にあ
るかを示す。|V4|と|V3|の比がT(本例ではT=1)よ
り小さいときは、インピーダンス素子130は境界円24内
のインピーダンス値を有する。換言すれば、V4の値がV3
の値の1.0倍より小さい場合は、インピーダンス素子130
のインピーダンスはスミス図表の境界円24内にある。逆
に、|V4|と|V3|の比がTより大きいときは、負荷インピ
ーダンス30は境界円24外のインピーダンス値を有し、望
ましくないインピーダンス値を示す。換言すれば、V4の
値がV3の値の1.0倍を越えるときは、インピーダンス素
子130のインピーダンスは境界円24外で、スミス図表の
斜線領域10内にある。In summary, the output voltage V4, V3 of the mismatch detector 110 is an indication of the impedance of the impedance element 130, ie whether this impedance is inside or outside the bounding circle 24. When the ratio of | V4 | and | V3 | is smaller than T (T = 1 in this example), the impedance element 130 has an impedance value within the boundary circle 24. In other words, the value of V4 is V3
Is less than 1.0 times the value of
The impedance of is in the boundary circle 24 of the Smith chart. Conversely, when the ratio of | V4 | and | V3 | is greater than T, the load impedance 30 has an impedance value outside the bounding circle 24, exhibiting an undesirable impedance value. In other words, when the value of V4 exceeds 1.0 times the value of V3, the impedance of the impedance element 130 is outside the boundary circle 24 and within the shaded area 10 of the Smith chart.
第5図は第3図の不整合検出器10を用いた適応不整合
検出器システムを示す。第4図の検出器110も第5図の
不整合検出器システムの不整合検出器として用いること
できることは当業者は容易に理解できるであろう。第5
図の検出器システムは、同じ要素に同じ参照番号を付し
て、第3図の検出器回路と共通のいくつかの要素を有し
ている。検出器システムは、無線周波数信号が増幅のた
めに印加される入力300Aを有する無線周波数増幅器300
を有する。適当な電源電圧が電圧供給入力300Bに結合さ
れる。こうして増幅器出力300Cに発生した増幅された無
線周波数信号は不整合検出器10の入力ポート20に結合さ
れる。この実施例のために50オームの伝送線路が増幅器
300、検出器10およびインピーダンス30(後述)を結合
するのに用いられる。FIG. 5 shows an adaptive mismatch detector system using the mismatch detector 10 of FIG. Those skilled in the art will readily appreciate that the detector 110 of FIG. 4 can also be used as the mismatch detector of the mismatch detector system of FIG. Fifth
The detector system shown has some elements in common with the detector circuit of FIG. 3, with like elements given the same reference numbers. The detector system comprises a radio frequency amplifier 300 having an input 300A to which a radio frequency signal is applied for amplification.
Have. The appropriate power supply voltage is coupled to the voltage supply input 300B. The amplified radio frequency signal thus generated at the amplifier output 300C is coupled to the input port 20 of the mismatch detector 10. For this embodiment a 50 ohm transmission line amplifier
Used to couple 300, detector 10 and impedance 30 (discussed below).
インピーダンス素子30、たとえば、負荷インピーダン
スは図示のように、不整合検出器10の出力ポート35に結
合される。このインピーダンス素子30のインピーダンス
は不整合検出器10によって、選択された境界円の内にあ
るか外にあるかを判別するためにテストされる。第5図
の不整合検出器システムは、次に説明する変化する回路
条件およびパラメータの関数としてスミス図表の境界円
の位置および半径を変える機能を有する。これは、不整
合検出システムの非常に望ましい特徴である。なぜな
ら、ある動作条件ではインピーダンス素子30の特定のイ
ンピーダンス値は回路動作に何の問題も起さないが、他
の動作条件では(たとえば、温度、供給電圧、電流また
は駆動レベルの増加、または動作周波数の変化など)同
じインピーダンス値でもそれに結合された関連回路で望
ましくない効果をもたらすことがあるからである。Impedance element 30, eg, load impedance, is coupled to output port 35 of mismatch detector 10 as shown. The impedance of this impedance element 30 is tested by the mismatch detector 10 to determine whether it is within or outside the selected bounding circle. The mismatch detector system of FIG. 5 has the ability to change the position and radius of the bounding circle of the Smith chart as a function of changing circuit conditions and parameters, which will be described below. This is a highly desirable feature of mismatch detection systems. Because under certain operating conditions the particular impedance value of the impedance element 30 does not cause any problems in circuit operation, but under other operating conditions (e.g. temperature, supply voltage, increase in current or drive level, or operating frequency). The same impedance value may cause undesired effects in the associated circuit coupled to it.
前記検出器システムは、不整合検出器10に結合された
か、または不整合検出器10から離れた回路における変化
を回路条件およびパラメータを検知できる検知入力310E
を有する検知回路310を有する。第5図に示された実施
例では、検知回路310が増幅器300の動作温度を感知でき
るような態様でその増幅器300に結合されている。当業
者には、熱電対(図示せず)またはそれと同様の装置が
感知回路310にこのような温度情報を与えるのに用いる
のが便利であることが理解できるであろう。検知回路31
0は、不整合検出器制御ターミナル72および82にそれぞ
れ結合された検知出力310Aおよび310Bを有する。こうし
て不整合検出器10に供給された制御信号は、検出器10内
の可変インピーダンス素子70および80が有するインピー
ダンス値を決定する。インピーダンス素子70および80の
インピーダンス値は検出器10によって示される境界円の
中心を決定するということが想起される。こうして、本
発明のこの実施例ではスミス図表の境界円の位置は増幅
器300の温度によって制御されることがわかる。すなわ
ち、検知回路310によって検知された温度情報は、制御
端子72、82でインピーダンス素子70、80のインピーダン
ス値をそれぞれ選択する制御信号を生じさせ、それによ
って境界円の中心を決定する。The detector system is capable of sensing circuit conditions and parameters for changes in the circuit coupled to or away from the mismatch detector 10 at a sensing input 310E.
And a detection circuit 310 having. In the embodiment shown in FIG. 5, the sensing circuit 310 is coupled to the amplifier 300 in such a manner that it can sense the operating temperature of the amplifier 300. Those skilled in the art will appreciate that a thermocouple (not shown) or similar device may be conveniently used to provide such temperature information to the sensing circuit 310. Detection circuit 31
0 has sense outputs 310A and 310B coupled to mismatch detector control terminals 72 and 82, respectively. The control signal thus supplied to the mismatch detector 10 determines the impedance value of the variable impedance elements 70 and 80 in the detector 10. It is recalled that the impedance values of impedance elements 70 and 80 determine the center of the bounding circle represented by detector 10. Thus, it can be seen that in this embodiment of the invention, the position of the bounding circle on the Smith chart is controlled by the temperature of amplifier 300. That is, the temperature information sensed by sensing circuit 310 causes control terminals 72 and 82 to generate control signals that select the impedance values of impedance elements 70 and 80, respectively, thereby determining the center of the boundary circle.
本発明は温度を検知し、それに応答してスミス図表境
界円の位置を制御することに限定されない。温度動作条
件の検知は単に例示的なものにすぎない。当業者には、
検知回路310は増幅器入力300Aに供給されるRF駆動レベ
ル、増幅器300に供給される電源電圧、増幅器300または
他の装置によって消費される電流、増幅器300の動作周
波数、負荷30の温度などの他の動作条件および回路パラ
メータを感知するのに用いられることが理解できるであ
ろう。この場合、このような動作条件およびパラメータ
の変化は、それに応答してインピーダンス素子70および
80の値を変化させることによってスミス図表境界円の中
心を決定するのに用いられる。スミス図表を含むこのよ
うな境界円中心制御の2つの例は後述する。The present invention is not limited to sensing temperature and controlling the position of the Smith chart boundary circle in response. Sensing temperature operating conditions is merely exemplary. For those skilled in the art,
The sensing circuit 310 includes RF drive level supplied to the amplifier input 300A, power supply voltage supplied to the amplifier 300, current consumed by the amplifier 300 or other device, operating frequency of the amplifier 300, temperature of the load 30, etc. It will be appreciated that it can be used to sense operating conditions and circuit parameters. In this case, such changes in operating conditions and parameters are responsive to impedance element 70 and
Used to determine the center of the Smith chart boundary circle by varying the value of 80. Two examples of such a boundary circle center control including Smith chart will be described later.
ノード75、85は、それぞれ電圧V1、V2が測定される不
整合検出器10内の位置であることが想起される。また、
電圧V1とV2の比はインピーダンス素子30のインピーダン
スが選択されたスミス図表境界円の内にあるか外にある
かについての情報を与えることを想起すべきである。ノ
ード75、85はそれぞれ、包絡線検波器320、330に結合さ
れる。ダイオードがこのような包絡線検波器として用い
るのに都合がよい。包絡線検波器320、330はそこに与え
られたV1、V2RF信号の包絡線を検波するから、包絡線検
波器320、330の出力信号は入力信号の絶対値または大き
さ、すなわち、第5図に示されたようなV1の絶対値(|V
1|)およびV2の絶対値(|V2|)である。It is recalled that nodes 75, 85 are locations within the mismatch detector 10 where the voltages V1, V2 are measured, respectively. Also,
It should be recalled that the ratio of the voltages V1 and V2 gives information about whether the impedance of the impedance element 30 is inside or outside the selected Smith chart boundary circle. Nodes 75 and 85 are coupled to envelope detectors 320 and 330, respectively. Diodes are convenient to use as such an envelope detector. Since the envelope detectors 320 and 330 detect the envelopes of the V1 and V2 RF signals given thereto, the output signals of the envelope detectors 320 and 330 are the absolute value or magnitude of the input signal, that is, FIG. Absolute value of V1 (| V
1 |) and the absolute value of V2 (| V2 |).
包絡線検波器320、330の出力はそれぞれバイパス容量
340、350によって接地される。包絡線検波器320の出力
は電子的に付勢可能な分圧器360の入力360Aに結合され
る。分圧器360の出力360Bは比較器400の負端子400Aに結
合されている。この実施例では、比較器400はインピー
ダンス30が選択されたスミス図表の境界円の外にあると
きにターンオンするように形成されている。分圧器400
によって生じる分圧または減圧の程度は制御端子360Cに
与えられる制御信号によって決定される。分圧器400を
調べる1つの便利な方法は、抵抗部R1、R2が第5図で示
されるように表わされ、R1、R2の値が出力360Bに対応す
るワイパの位置によって決定されるポテンショメータ風
の機械的態様を考えることである。Outputs of envelope detectors 320 and 330 are bypass capacitors.
Grounded by 340 and 350. The output of envelope detector 320 is coupled to the input 360A of electronically activatable voltage divider 360. Output 360B of voltage divider 360 is coupled to negative terminal 400A of comparator 400. In this embodiment, the comparator 400 is configured to turn on when the impedance 30 is outside the bounding circle of the selected Smith chart. Voltage divider 400
The degree of partial pressure or pressure reduction caused by is determined by the control signal applied to control terminal 360C. One convenient way to look at the voltage divider 400 is to have a potentiometer style where the resistors R1, R2 are represented as shown in FIG. 5 and the values of R1, R2 are determined by the position of the wiper corresponding to the output 360B. To consider the mechanical aspects of
第2の分圧回路370、これは分圧回路360と実質的に同
じであるが、の出力端子370Bは比較器400の正端子400A
に結合されている。分圧器370の入力370A、出力370B、
制御端子370C、抵抗部R1′、R2′はそれぞれ、入力360
A、出力360B、制御端子360C、抵抗部R1、R2に対応す
る。分圧器入力端子370Aは包絡線検波器330の出力に結
合されている。The second voltage divider circuit 370, which is substantially the same as the voltage divider circuit 360, has an output terminal 370B of which is the positive terminal 400A of the comparator 400.
Is joined to. Input 370A, output 370B of voltage divider 370,
The control terminal 370C and the resistors R1 'and R2' are
Corresponds to A, output 360B, control terminal 360C, and resistors R1 and R2. Voltage divider input terminal 370A is coupled to the output of envelope detector 330.
要約すると分圧器360、370は|V1|、|V2|信号の電圧レ
ベルを、比較器400の入400A、400Bにこのような信号を
印加する以前に望まれる程度まで減少するためのもので
ある。再び、|V1|、|V2|信号の比は、インピーダンス30
が選択された境界円の内にあるのか外にあるのかについ
ての情報を有することが想起される。抵抗部(R1、R2、
R1′、R2′)の値を変化させると選択されたスミス図表
境界円の半径の変化が生じる。これは、比較器400がト
リガ・オンされる点がこのような変化によって変わるか
らである。In summary, the voltage dividers 360, 370 are for reducing the voltage level of the | V1 |, | V2 | signals to the desired degree before applying such signals to the inputs 400A, 400B of the comparator 400. . Again, the ratio of | V1 | and | V2 | signals is impedance 30
It is recalled to have information about whether is inside or outside the selected bounding circle. Resistance part (R1, R2,
Changing the values of R1 ', R2') causes a change in the radius of the selected Smith chart boundary circle. This is because the point at which the comparator 400 is triggered on will change due to such changes.
以前に、本発明の他の実施例において検知回路310が
増幅器300の温度、または他の動作条件およびパラメー
タを検知することが示された。検知回路310は、それぞ
れ制御端子360C、370Cに結合された出力310C、310Dを有
する。検知された温度、他の動作条件または他のパラメ
ータに応答して、|V1|、|V2|電圧が比較器400の入力へ
の印加の前にどの程度まで、分圧または減圧されるべき
かを分圧器360、370にそれぞれ指示する制御信号を検知
回路310が出力310C、310Dに発生する。このようにし
て、選択された境界円の半径が検知温度または他のパラ
メータとともに変化させられる。境界円の半径は選択さ
れた動作条件または他のパラメータとともに変化するこ
とができることを考慮すると、インピーダンス素子30の
インピーダンスが現在の半径および中心によって画定さ
れた境界円の外にあるように示されるときはいつでも比
較器400の出力400Cがターンオンすることが分る。こう
して望ましくないインピーダンス不整合が示される。Previously, it was shown that in other embodiments of the present invention the sensing circuit 310 senses the temperature of the amplifier 300, or other operating conditions and parameters. Sensing circuit 310 has outputs 310C, 310D coupled to control terminals 360C, 370C, respectively. To what extent the | V1 |, | V2 | voltages should be divided or reduced in response to sensed temperature, other operating conditions or other parameters before being applied to the input of the comparator 400. The detection circuit 310 generates control signals for instructing the voltage dividers 360 and 370 at the outputs 310C and 310D. In this way, the radius of the selected bounding circle is changed with the sensed temperature or other parameter. Considering that the radius of the bounding circle can vary with selected operating conditions or other parameters, when the impedance of impedance element 30 is shown to be outside the bounding circle defined by the current radius and center. At any time, it can be seen that the output 400C of the comparator 400 turns on. Thus, an undesired impedance mismatch is indicated.
比較器400の出力400Cは、該出力400Cが高くなるとき
にターンオンする条件制御回路410の入力に結合されて
いる。この実施例では、条件制御回路410は増幅器300に
結合されている。制御回路410として用いることのでき
る1つの条件制御回路は上記した米国特許第4,439,741
号に記載された安定化回路である。この場合、比較器出
力400Cが高くなると、望まない不整合が示され、安定化
回路は不整合の持続時間の間ターンオンされ増幅器300
を安定化する。本発明は他の条件制御回路も制御回路41
0として用いることを企図する。たとえば、本発明の1
実施例では、条件制御回路410は不所望のインピーダン
ス不整合の間に高くなる比較器出力400Cによって付勢さ
れる冷却装置である。このような冷却装置は不整合の持
続時間の間、増幅器300または他の関連回路を冷却する
ように作用する。また、公知の電圧電流保護回路も、増
幅器300または他の装置を望まないインピーダンス不整
合の期間の間望ましくない高電圧および電流レベルから
保護する条件制御回路410として用いることができる。
上記したように、条件制御回路410は増幅器300に結合さ
れている必要はない。条件制御回路410は検出器10と接
続または離隔した他の回路に結合され、このような他の
回路の1つまたは複数の条件、1つまたは複数のパラメ
ータを制御する。たとえば、1つの実施例では、条件制
御回路410は、テスト中のインピーダンス30に結合され
た電子的可変同調回路である。インピーダンス30が(比
較器出力300Cが高くなることによって示されるように)
境界円24の外にある値を示すとき、このような電子的可
変同調回路は誘導性または容量性リアクタンスの適当な
量をインピーダンス30に結合してこのような素子の結合
インピーダンスを(比較器出力300Cが低くなることによ
って示されるように)境界円24内に置かせる。すなわ
ち、このような電子的可変同調回路は比較器出力300Cが
低くなるまで同調する。当業者には、他の条件制御回路
が簡単に上述した回路に加えて用いることができること
が理解できるであろう。The output 400C of the comparator 400 is coupled to the input of a condition control circuit 410 which turns on when the output 400C goes high. In this embodiment, condition control circuit 410 is coupled to amplifier 300. One condition control circuit that can be used as the control circuit 410 is the above-mentioned US Pat. No. 4,439,741.
It is the stabilizing circuit described in No. In this case, a high comparator output 400C indicates an unwanted mismatch and the stabilization circuit is turned on for the duration of the mismatch and the amplifier 300
Stabilize. The present invention also controls other condition control circuits by the control circuit 41.
Intended to be used as 0. For example, one of the present invention
In the exemplary embodiment, condition control circuit 410 is a cooling device that is energized by comparator output 400C going high during an undesired impedance mismatch. Such a cooling device serves to cool amplifier 300 or other associated circuitry for the duration of the mismatch. Also, known voltage-current protection circuits can be used as condition control circuit 410 to protect amplifier 300 or other devices from unwanted high voltage and current levels during periods of unwanted impedance mismatch.
As mentioned above, the condition control circuit 410 need not be coupled to the amplifier 300. Condition control circuit 410 is coupled to other circuitry connected to or remote from detector 10 to control one or more conditions, one or more parameters of such other circuitry. For example, in one embodiment, condition control circuit 410 is an electronically tunable circuit that is coupled to impedance 30 under test. Impedance 30 (as indicated by the higher comparator output 300C)
When presenting a value outside the bounding circle 24, such an electronically tunable circuit couples an appropriate amount of inductive or capacitive reactance into the impedance 30 to determine the combined impedance of such an element (comparator output). Place it within the bounding circle 24 (as indicated by the lower 300C). That is, such an electronically tunable circuit tunes until the comparator output 300C goes low. Those skilled in the art will appreciate that other condition control circuits could simply be used in addition to the circuits described above.
不整合検出システムが異なった中心と半径を有する異
なったスミス図表境界円を示す2つの例を説明する。こ
のようにして、不整合検出システムが所定の動作条件ま
たはパラメータに応答して第1の境界円を示し、次に別
の動作条件またはパラメータに応答して第2の境界円を
示す態様が示される。Two examples are shown in which the mismatch detection system shows different Smith chart boundary circles with different centers and radii. Thus, an aspect is presented in which the mismatch detection system exhibits a first bounding circle in response to a predetermined operating condition or parameter, and then a second bounding circle in response to another operating condition or parameter. Be done.
第1の例の目的のために、第5図の検知回路310は増
幅器300の動作温度を感知する温度検知回路であるとす
る。また、増幅器300が通常の温度、たとえば40℃で動
作しているとき、スミス図表の反射座標スケール上で測
定されるような、1+j2での中心430と1.15の半径Pを
有するスミス図表境界円420を不整合検出器システムを
用いることが望まれるとする。これらの中心および半径
の値は第6図のスミス図表にプロットされる。インピー
ダンス不整合検出システムがこのような境界円420を用
いるようにするために、検知回路310は出力310Aおよび3
20Bに適切な制御信号を発生して可変インピーダンス7
0、80(z70、z80)がそれぞれ1+j0、1+j2を示すよ
うに指示する。これらの値をトリガ比方程式26)に代入
すると、トリガ比T=1.6であることがわかる。上記し
た所望の境界円420を達成するために、|V2|=1.6|V1|の
ときに比較器400がトリガ・オンしなければならない。
これを起させるためには、分圧器360、370の抵抗部は分
圧器360で何の分圧動作も生じないように適切に調整さ
れる。こうして、全電圧|V1|が比較器入力400Aに達し、
分圧器370では、R2′/(R1′+R2′)=1/1.6となる。
したがって、このような分圧動作によって、|V2|=1.6|
V1|のとき、比較器入力400Aおよび400Bに供給された電
圧は等しくなり、比較器400がターンオンする。もちろ
ん、分圧器360、370の抵抗部の上記調整は所望の場合、
手動で行なってもよい。しかし、第5図に示された実施
例では、検知された動作条件(たとえば、40℃の温度)
に応答して、検知回路310は出力310C、310Dに適切な制
御信号を発生し、分圧器360、370の抵抗部に、このよう
な動作条件に対して適切と思われる半径を有する境界円
420をインピーダンス不整合システムが示すのに必要な
抵抗値をとらせる。For the purposes of the first example, assume that the sensing circuit 310 of FIG. 5 is a temperature sensing circuit that senses the operating temperature of the amplifier 300. Also, when the amplifier 300 is operating at normal temperature, eg 40 ° C., the Smith chart boundary circle 420 has a center 430 at 1 + j2 and a radius P of 1.15, as measured on the Smith chart reflection coordinate scale. , It is desired to use a mismatch detector system. These center and radius values are plotted on the Smith chart of FIG. To allow the impedance mismatch detection system to use such a bounding circle 420, the sensing circuit 310 outputs 310A and 3A.
Variable impedance 7 by generating appropriate control signal to 20B
0, 80 (z 70 , z 80 ) indicate 1 + j0, 1 + j2, respectively. Substituting these values into the trigger ratio equation 26) reveals that the trigger ratio T = 1.6. In order to achieve the desired bounding circle 420 described above, the comparator 400 must trigger on when | V2 | = 1.6 | V1 |.
To cause this, the resistor sections of the voltage divider 360, 370 are appropriately adjusted so that no voltage dividing action occurs in the voltage divider 360. Thus, the total voltage | V1 | reaches the comparator input 400A,
In the voltage divider 370, R2 ′ / (R1 ′ + R2 ′) = 1 / 1.6.
Therefore, | V2 | = 1.6 |
At V1 |, the voltages applied to comparator inputs 400A and 400B are equal and comparator 400 turns on. Of course, if the above adjustment of the resistance part of the voltage divider 360, 370 is desired,
It may be done manually. However, in the embodiment shown in FIG. 5, detected operating conditions (eg, temperature of 40 ° C.)
In response, the sensing circuit 310 produces a suitable control signal at the outputs 310C, 310D, causing the resistive portion of the voltage divider 360, 370 to have a bounding circle with a radius which appears to be suitable for such operating conditions.
Allow 420 to have the resistance needed to present an impedance mismatch system.
こうして、不整合テスト中にインピーダンス、すなわ
ちインピーダンス30が、それが上記境界円420内にある
場合は、許容できるインピーダンスを示すが、しかし、
比較器400の作用によって、インピーダンス30がこのよ
うな境界円内にないことがわかった場合、条件制御回路
410はターンオンされ、増幅器300の選択された動作条件
を変化させ前述したようにたとえば増幅器300を安定化
する。Thus, during the mismatch test, the impedance, i.e., impedance 30, shows an acceptable impedance if it lies within the bounding circle 420, but
If the action of the comparator 400 reveals that the impedance 30 is not within such a boundary circle, the condition control circuit
410 is turned on, changing selected operating conditions of amplifier 300 and stabilizing amplifier 300, for example, as described above.
いま、増幅器300の温度動作条件が、第6図に示され
た第1の境界円420がもはや適切でなくなるように増加
すると仮定する。たとえば、増幅器温度が高温、たとえ
ば75℃に増大すると、前には何ら安定の問題を起さなか
ったインピーダンス30の負荷インピーダンス値が今度は
増幅器300を不安定にしようとする。境界円420よりは小
さい半径とそれとは異なった中心450を有する第7図に
示された第2のスミス図表境界円440が今度は適切にな
る。境界円440は、スミス図表で反射係数スケールが測
定された1+j1に位置した中心450と0.8の半径を有す
る。Now assume that the temperature operating conditions of the amplifier 300 increase such that the first bounding circle 420 shown in FIG. 6 is no longer suitable. For example, as the amplifier temperature increases to a higher temperature, eg, 75 ° C., the load impedance value of impedance 30, which previously did not cause any stability problems, now attempts to destabilize amplifier 300. A second Smith chart boundary circle 440, shown in FIG. 7, having a radius smaller than the boundary circle 420 and a different center 450 is now appropriate. Boundary circle 440 has a center 450 located at 1 + j1 where the reflection coefficient scale was measured on the Smith chart and a radius of 0.8.
インピーダンス不整合検出システムがこのような境界
円440を用いるようにするために、検知回路310は出力31
0A、320Bに適当な制御信号を発生し、1+j0、1+j1の
インピーダンスを示すよう可変インピーダンス70、80
(z70、z80)に指示する。これらの値をトリガ比方程式
26)に代入することによって、トリガ比T=0.89である
ことがわかる。したがって、上述した所望の境界円440
を達成するために、比較器400は|V2|=0.89|V1|のとき
にトリガ・オンしなければならない。これを起させるた
めに、分圧器360、370の抵抗部は、分圧器360で、R2/
(R1+R2)=0.89となり、分圧器370は何ら分圧動作を
せず、全電圧|V1|が比較器入力400Bに達するように適切
に調整される。こうして、このような分圧動作によっ
て、|V2|=0.89|V1|のとき、比較器入力400A、400Bに供
給された電圧が等しくなり、比較器400がターンオンす
るようになる。分圧器360、370の抵抗部の上記調整は所
望の場合、手動で行なってもよい。しかし、第5図に示
された実施例では、変化した検知動作条件(たとえば、
75℃の増大温度)に応答して、検知回路310は出力310
C、310Dで適切な制御信号を発生し、分圧器360、370の
抵抗部がR2/(R1+R2)=0.89となる値をとるようにす
る。こうして、不整合検出システムは第7図に示された
境界円440を用いることになる。In order for the impedance mismatch detection system to use such a bounding circle 440, the sensing circuit 310 outputs 31
0A, 320B generates an appropriate control signal, and the variable impedance 70, 80 to show the impedance of 1 + j0, 1 + j1
Instruct (z 70 , z 80 ). These values are the trigger ratio equation
By substituting in (26), it can be seen that the trigger ratio T = 0.89. Therefore, the desired bounding circle 440 described above
To achieve, comparator 400 must trigger on when | V2 | = 0.89 | V1 |. In order to cause this, the resistance part of the voltage divider 360, 370 is R2 /
Since (R1 + R2) = 0.89, the voltage divider 370 does not perform any voltage dividing operation and is appropriately adjusted so that the total voltage | V1 | reaches the comparator input 400B. Thus, by such a voltage dividing operation, when | V2 | = 0.89 | V1 |, the voltages supplied to the comparator inputs 400A and 400B become equal, and the comparator 400 turns on. The above adjustment of the resistive portion of the voltage divider 360, 370 may be done manually if desired. However, in the embodiment shown in FIG. 5, changed sensing operating conditions (eg,
Sensing circuit 310 outputs 310
Appropriate control signals are generated by C and 310D so that the resistances of the voltage dividers 360 and 370 have values such that R2 / (R1 + R2) = 0.89. Thus, the mismatch detection system will use the boundary circle 440 shown in FIG.
いま述べた、温度が増大した場合(第7図)では、前
の場合(第6図)に比較して、境界円中心が変化し、境
界円半径を減少したことがわかる。結局、不整合テスト
中のインピーダンス、すなわちインピーダンス30に対し
て少数のインピーダンス値が許容されることになる。そ
れに応じて、インピーダンスの少数の値が新しい境界円
440内に入る。これは、この例では増大温度では増幅器3
00の安定性がより危なくなって負荷インピーダンス30の
より多くの値が電位安定性の問題を生じることになるた
め適当といえる。他の増幅器が低温で不安定の問題を生
じることがあることはもちろんである。当業者には、本
発明はこのような状況に適応できるように修正できるこ
とが理解できるであろう。It can be seen that, when the temperature is increased (FIG. 7), the center of the boundary circle is changed and the radius of the boundary circle is decreased, as compared with the previous case (FIG. 6). Eventually, a small number of impedance values will be allowed for the impedance during the mismatch test, i.e. impedance 30. Correspondingly, a small number of values of impedance
Enter within 440. This is because the amplifier 3
It can be said that the stability of 00 becomes more dangerous and more value of the load impedance 30 causes the potential stability problem. Of course, other amplifiers can cause instability problems at low temperatures. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be modified to accommodate such situations.
これまで、境界円の外のインピーダンス値は許容でき
ない値として示されたけれども、これは単に習慣の問題
にすぎない。境界円内のインピーダンス値が許容でき、
境界内外のインピーダンスは許容できないという状況は
想像が可能である。So far, impedance values outside the bounding circle have been shown as unacceptable values, but this is merely a matter of practice. Impedance value within the boundary circle is acceptable,
It is possible to imagine a situation where the impedance inside and outside the boundary cannot be tolerated.
いままでの説明はインピーダンス不整合検出器および
このような検出器を用いる適応インピーダンス不整合検
出器システムについてのものであった。検出器は、特定
のインピーダンスがスミス図表の中心または原点以外で
もよいスミス図表の1点を中心とする境界円の外の値を
有するかどうかを検出する利点を有する。上記した不整
合検出器システムに関連して用いられるとき、検出器は
適応態様で動作する。すなわち、上記したように適切に
指示されるとき、異なった選択領域の不整合負荷インピ
ーダンスを検出できる。The description so far has been for impedance mismatch detectors and adaptive impedance mismatch detector systems using such detectors. The detector has the advantage of detecting if a particular impedance has a value outside the bounding circle centered on a point on the Smith chart which may be other than the center or origin of the Smith chart. When used in connection with the mismatch detector system described above, the detector operates in an adaptive manner. That is, the mismatched load impedances of different selected regions can be detected when properly directed as described above.
本発明の一定の望ましい特徴だけを例示したが、多く
の変形、修正が当業者には明らかであろう。したがっ
て、請求の範囲が、本発明の真の精神内にある全ての変
形、修正を含むことを意図するものと理解されるべきで
ある。While only certain desirable features of the present invention have been illustrated, many variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the claims should be understood to include all variations and modifications that are within the true spirit of the invention.
Claims (3)
れに結合された第2のインピーダンス指示回路(20)の
間のインピーダンス不整合を検出するインピーダンス不
整合検出器であって、 前記第1のインピーダンス指示回路(30)のインピーダ
ンスが選択されたスミス図表境界円の内にあるか外にあ
るかに応じて大きさが相対的に変化する第1および第2
の電圧(V2およびV1或いはV4およびV3)を検出し、該第
1および第2の電圧の大きさを比較して前記第1のイン
ピーダンス指示回路(30)のインピーダンスが選択され
たスミス図表境界円の内にあるか外にあるかを決定する
回路手段(10)を含み、 前記境界円はスミス図表の原点以外の位置に中心を有す
ると共に、前記第1および第2の電圧(V2およびV1或い
はV4およびV3)は前記境界円の中心に対するものとして
得られ、 それによって、前記第1のインピーダンス指示回路(3
0)のインピーダンスが前記スミス図表境界円外にある
ときインピーダンス不整合の存在が検出されることを特
徴とする前記インピーダンス不整合検出器。1. An impedance mismatch detector for detecting an impedance mismatch between a first impedance indicating circuit (30) and a second impedance indicating circuit (20) coupled thereto, comprising: The first and second magnitudes change relative to each other depending on whether the impedance of the impedance indicating circuit (30) is inside or outside the selected Smith chart boundary circle.
Voltage (V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) of the first impedance indicating circuit (30) is selected and the impedance of the first impedance indicating circuit (30) is selected by comparing the magnitudes of the first and second voltages. Circuit means (10) for determining whether it is inside or outside the Smith chart boundary circle, the boundary circle having a center at a position other than the origin of the Smith chart, and the first and second voltage ( V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) are obtained with respect to the center of the boundary circle, whereby the first impedance indicating circuit (3
The impedance mismatch detector is characterized in that the presence of impedance mismatch is detected when the impedance of 0) is outside the Smith diagram boundary circle.
れに結合された第2のインピーダンス指示回路(20)の
間のインピーダンス不整合を検出するインピーダンス不
整合検出器システムであって、 前記第1のインピーダンス指示回路(30)のインピーダ
ンスが選択されたスミス図表境界円の内にあるか外にあ
るかに応じて大きさが相対的に変化する第1および第2
の電圧(V2およびV1或いはV4およびV3)を検出し、該第
1および第2の電圧の大きさを比較して前記第1のイン
ピーダンス指示回路(30)のインピーダンスが選択され
たスミス図表境界円の内にあるか外にあるかを決定する
検出器回路手段(10)を含み、前記境界円はスミス図表
の原点以外の位置に中心を有すると共に、前記第1およ
び第2の電圧(V2およびV1或いはV4およびV3)は前記境
界円の中心に対するものとして得られ、 さらに、前記検出器回路手段に結合され、所定の制御信
号に応答して前記境界円の半径を制御する半径制御回路
手段(360、370、400)を含むことを特徴とするインピ
ーダンス不整合検出器システム。2. An impedance mismatch detector system for detecting impedance mismatch between a first impedance indicating circuit (30) and a second impedance indicating circuit (20) coupled to the first impedance indicating circuit (30). First and second magnitudes change relatively depending on whether the impedance of the impedance indicating circuit (30) is inside or outside the selected Smith chart boundary circle
Voltage (V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) of the first impedance indicating circuit (30) is selected and the impedance of the first impedance indicating circuit (30) is selected by comparing the magnitudes of the first and second voltages. A detector circuit means (10) for determining whether it is inside or outside the Smith chart boundary circle, said boundary circle having a center at a position other than the origin of the Smith chart and said first and second The voltage (V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) is obtained relative to the center of the bounding circle and is further coupled to the detector circuit means and is responsive to a predetermined control signal the radius of the bounding circle. An impedance mismatch detector system comprising radius control circuit means (360, 370, 400) for controlling.
れに結合された第2のインピーダンス指示回路(20)の
間のインピーダンス不整合を検出するインピーダンス不
整合検出器システムであって、 前記第1のインピーダンス指示回路(30)のインピーダ
ンスが選択されたスミス図表境界円の内にあるか外にあ
るかに応じて大きさが相対的に変化する第1および第2
の電圧(V2およびV1或いはV4およびV3)を検出し、該第
1および第2の電圧の大きさを比較して前記第1のイン
ピーダンス指示回路(30)のインピーダンスが選択され
たスミス図表境界円の内にあるか外にあるかを決定する
検出回路手段(10)を含み、前記境界円はスミス図表の
原点以外の位置に中心を有すると共に、前記第1および
第2の電圧(V2およびV1或いはV4およびV3)は前記境界
円の中心に対するものとして得られ、 さらに、前記検出器回路手段に結合され、所定の制御信
号に応答してスミス図表上の前記境界円の中心の位置を
制御する中心制御回路手段(310)、を含むことを特徴
とするインピーダンス不整合検出器システム。3. An impedance mismatch detector system for detecting an impedance mismatch between a first impedance indicating circuit (30) and a second impedance indicating circuit (20) coupled to the first impedance indicating circuit (30), wherein First and second magnitudes change relatively depending on whether the impedance of the impedance indicating circuit (30) is inside or outside the selected Smith chart boundary circle
Voltage (V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) of the first impedance indicating circuit (30) is selected and the impedance of the first impedance indicating circuit (30) is selected by comparing the magnitudes of the first and second voltages. Detecting circuit means (10) for determining whether it is inside or outside the Smith chart boundary circle, said boundary circle having a center at a position other than the origin of the Smith chart, and said first and second voltages. (V 2 and V 1 or V 4 and V 3 ) is obtained as to the center of the boundary circle, and is further coupled to the detector circuit means and is responsive to a predetermined control signal to define the boundary on the Smith diagram. An impedance mismatch detector system comprising central control circuit means (310) for controlling the position of the center of the circle.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/800,832 US4647871A (en) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | Adaptive impedance mismatch detector system |
| US801181 | 1985-11-22 | ||
| US800832 | 1985-11-22 | ||
| US06/801,181 US4704573A (en) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | Impedance mismatch detector |
| PCT/US1986/002484 WO1987003378A1 (en) | 1985-11-22 | 1986-11-14 | Adaptive impedance mismatch detector system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63501447A JPS63501447A (en) | 1988-06-02 |
| JPH0827309B2 true JPH0827309B2 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=27122263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61506181A Expired - Lifetime JPH0827309B2 (en) | 1985-11-22 | 1986-11-14 | Adaptive impedance mismatch detector system |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0247157A4 (en) |
| JP (1) | JPH0827309B2 (en) |
| KR (1) | KR880700939A (en) |
| CA (1) | CA1261002A (en) |
| WO (1) | WO1987003378A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008521319A (en) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Apparatus with control alignment stage |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182800B1 (en) | 2000-08-24 | 2009-04-15 | Continental Automotive GmbH | Antenna diversity receiving system |
| CN100444621C (en) * | 2005-06-18 | 2008-12-17 | 深圳Tcl新技术有限公司 | A Processing Method of Critical Signal |
| US7557653B2 (en) * | 2006-10-26 | 2009-07-07 | Infineon Technologies Ag | Shared linearity maintenance in power amplifiers |
| US8427238B2 (en) * | 2011-06-07 | 2013-04-23 | Raytheon Company | Performance optimization of power amplifier |
| DE102011106234A1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-12-27 | Tesat-Spacecom Gmbh & Co.Kg | Method and apparatus for protecting a high frequency power amplifier against mismatch |
| EP3057229B1 (en) * | 2015-12-11 | 2019-11-20 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | A power amplifier, a radio frequency electronic device and a method for operating a power amplifier |
| US10015607B2 (en) | 2016-02-22 | 2018-07-03 | Cirrus Logic, Inc. | Temperature compensation for load identification |
| US9800984B2 (en) | 2016-02-22 | 2017-10-24 | Cirrus Logic, Inc. | Identification of a load with a search algorithm that controls application of signals to the load and a reference generator |
| US9986351B2 (en) | 2016-02-22 | 2018-05-29 | Cirrus Logic, Inc. | Direct current (DC) and/or alternating current (AC) load detection for audio codec |
| US9712906B1 (en) | 2016-02-22 | 2017-07-18 | Cirrus Logic, Inc. | Alternating current (AC) load identification technique using a search algorithm |
| GB2563699B (en) * | 2016-06-24 | 2022-03-02 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Temperature compensation for load identification |
| US10255876B2 (en) | 2016-11-28 | 2019-04-09 | Dell Products, Lp | System and method for display auto-correction impedance mismatch control |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1207566A (en) * | 1958-06-26 | 1960-02-17 | Trt Telecom Radio Electr | Improvements to automatic tuning devices on widely varying load |
| US3249863A (en) * | 1962-08-21 | 1966-05-03 | Delta Electronics Inc | Operating impedance determining device having a coupling unit utilizing a pick-up line terminated in a variable impedance |
| US3683274A (en) * | 1970-06-04 | 1972-08-08 | Peter G Martin | Lumped component standing wave ratio indicators for radio frequency transmission lines |
| US3870957A (en) * | 1973-10-15 | 1975-03-11 | Itt | VSWR alarm system |
| JPS54109585U (en) * | 1978-01-20 | 1979-08-01 | ||
| US4350958A (en) * | 1980-01-17 | 1982-09-21 | Motorola, Inc. | Impedance matching circuitry for radio frequency signal power amplifiers |
| US4373581A (en) * | 1981-01-19 | 1983-02-15 | Halliburton Company | Apparatus and method for radio frequency heating of hydrocarbonaceous earth formations including an impedance matching technique |
| US4493112A (en) * | 1981-11-19 | 1985-01-08 | Rockwell International Corporation | Antenna tuner discriminator |
| US4439741A (en) * | 1982-06-28 | 1984-03-27 | Motorola, Inc. | Stabilized high efficiency radio frequency amplifier |
| US4506209A (en) * | 1982-12-27 | 1985-03-19 | Rockwell International Corporation | Tracking impedance measuring system |
-
1986
- 1986-11-13 CA CA000522853A patent/CA1261002A/en not_active Expired
- 1986-11-14 EP EP19860907199 patent/EP0247157A4/en not_active Withdrawn
- 1986-11-14 JP JP61506181A patent/JPH0827309B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-14 WO PCT/US1986/002484 patent/WO1987003378A1/en not_active Ceased
-
1987
- 1987-07-22 KR KR870700636A patent/KR880700939A/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008521319A (en) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Apparatus with control alignment stage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880700939A (en) | 1988-04-13 |
| EP0247157A1 (en) | 1987-12-02 |
| JPS63501447A (en) | 1988-06-02 |
| WO1987003378A1 (en) | 1987-06-04 |
| EP0247157A4 (en) | 1988-04-18 |
| CA1261002A (en) | 1989-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4704573A (en) | Impedance mismatch detector | |
| US4647871A (en) | Adaptive impedance mismatch detector system | |
| US6990323B2 (en) | RF power amplifier circuit | |
| CA1156320A (en) | Amplifier protection circuit | |
| JPH0827309B2 (en) | Adaptive impedance mismatch detector system | |
| US6414562B1 (en) | Circuit and method for impedance matching | |
| EP0639890B1 (en) | Directional detector for power level control | |
| EP1400014B1 (en) | Power amplifier (pa) with improved power regulation | |
| US4673886A (en) | Adaptively stabilized RF amplifier | |
| US5117203A (en) | Phase stable limiting power amplifier | |
| US4114108A (en) | Overdrive protection circuit | |
| GB2313263A (en) | Circuit for adjusting transmit power in a radiotelephone | |
| US5367268A (en) | Transmission signal output control circuit | |
| US3355667A (en) | Automatically tuned coupled resonant circuits | |
| US4613830A (en) | Proximity switch having variable gain oscillator | |
| NO170377C (en) | PROCEDURE FOR AUTOMATIC IMPEDANCE ADAPTATION OF A SENDER TO AN ANTENNA | |
| US4583050A (en) | Gain control circuit | |
| JPH0653770A (en) | Antenna matcher | |
| US3980965A (en) | Frequency response control circuit apparatus | |
| JP4387759B2 (en) | Detection circuit | |
| US3786355A (en) | Radio frequency resistance discriminator having dead zone output characteristic | |
| JP3211919B2 (en) | Transmission power control circuit | |
| JP2514483Y2 (en) | Variable attenuator | |
| US3445781A (en) | Temperature compensated transformer circuit | |
| JPH0529968A (en) | Transmission output control circuit |