ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК H04B1/04 H03G3/20 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи.

Известны технические решения (1), направленные на стабилизацию выходной мощности передатчиков регулированием напряжения возбуждения по сигналу с датчика мощности, проходящей в нагрузку. Однако такая стабилизация возможна только при неполном использовании транзисторов выходного каскада по напряжению, т. е. при пониженном КПД. Выходную мощность можно стабилизировать с большим КПД согласно (2), управляя напряжением питания выходного каскада по разнице напряжений питания и амплитуды импульса, т.е. по датчику остаточного натяжения.

Основным недостатком такой стабилизации является то, что сигнал с датчика (детектора) не характеризует форму импульса (содержание первой гармоники), а характеризует только амплитуду, что не позволяет точно поддерживать выходную мощность при изменении нагрузки в широких пределах.

Задачей изобретения является стабилизация выходной мощности передающего устройства с сохранением КПД при изменении нагрузки в широких пределах.

Задача решается тем, что в известном передающем устройстве, состоящем из соединенных последовательно возбудителя и выходного каскада со входом смещения транзисторов, из источника питания, состоящего из последовательно соединенных источника напряжения и регулирующего каскада, а также первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего каскада, между выходом регулирующего каскада и шиной питания выходного каскада введены резистор, второй дифференциальный усилитель, а также перемножитель.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного передающего устройства.

Передающее устройство состоит из возбудителя 1, выходного каскада 2 с нагрузкой R_x, источника 3 напряжения, регулирующего каскада 4 и первого дифференциального усилителя 5, а также из резистора 6, второго дифференциального усилителя 7 и умножителя 8, историка (U_о) опорного напряжения.

Выходной каскад 2 передающего устройства работает в классе B. С возбудителя 1 на выходной каскад 2 поступает сигнал, мощности которого при номинальной нагрузке достаточно для полного использования транзисторов по напряжению. В этом случае мощность сигнала в нагрузке передающего устройства зависит только от тока и напряжения питания выходного каскада 2. Ток и напряжение определяют мощность, потребляемую выходным каскадом 2.

Напряжение на резисторе 6 пропорционально потребляемому току. Оно через второй дифференциальный усилитель 7 приложено к входу перемножителя 8, к другому входу которого приложено напряжение питания выходного каскада. Таким образом, на выходе перемножителя 8 формируется сигнал, пропорциональный потребляемой мощности выходным каскадом 2. Этот сигнал после сравнения с напряжением опорного источника U_о в первом дифференциальном усилителе 5 поступает на управляющий вход регулирующего каскада 4 и изменяет его состояние таким образом, что потребляемая мощность остается постоянной.

Например, из-за изменения нагрузки увеличился ток выходного каскада 2. Увеличится напряжение на резисторе 6 и на исходе второго дифференциального усилителя 7 и перемножителя 8. Сигнал ошибки по отношению к опорному напряжению U_о с выхода первого дифференциального усилителя 5 будет закрывать регулирующий каскад 4, уменьшая напряжение питания до тех пор, пока ток и напряжение питания выходного каскада 2 не уменьшится до того значения, когда произведение падения напряжения на резисторе 6 на напряжение питания не станет таким, что напряжение на выходе перемножителя 8 станет равным опорному напряжению U_о. Таким образом, система регулирования сохранит потребляемую выходным каскадом мощность, увеличив ток и уменьшив обратно пропорционально напряжение. Увеличению тока соответствует увеличение напряжения на выходе второго дифференциального усилителя 7 и на входе смещения выходного каскада 2. Этим корректируется возбуждение и уменьшается остаточное напряжение на транзисторах выходного каскада 2.

Величина постоянной составляющей в импульсе тока выходного каскаде 2 прямо пропорционально связана с амплитудой первой гармоники (3). Следовательно, стабилизируя мощность источника питания, получим стабильную мощность и на выходе передающего устройства.

Напряжение и ток на выходе регулирующего каскада 4 будут связаны между собой следующим соотношением:

где E₀, I₀ - напряжение и ток при номинальной нагрузке R_о,
E_x, I_x - напряжение и ток при нагрузке R_x.

Следует отметить, что в предлагаемом передающем устройстве регулирование идет по энергетическому показателю и поэтому малые отклонения формы импульса от синусоидальной несущественны, т.к. они точно отражаются в потребляемой мощности.

Напротив, в прототипе (2) сигнал ошибки формируется амплитудным детектором, и незначительные искажения формы импульса ведут к ошибке.

В результате испытания опытных образцов предлагаемого передающего устройства нестабильность выходной мощности ниже 2% при разбросе нагрузки в 2 раза. Связь второго дифференциального усилителя 7 со входом смещения выходного каскада 2 дополнительно снизила нестабильность примерно в 1,5 раза.

Источники информации
1. Широкополосные радиопередающие устройства. М. "Связь", 1978 г., под редакцией Алексеева.

2. Авторское свидетельство N 1136306 (СССР) "Устройство автоматической стабилизации мощности". Вайнер Г.А., Корчагин Ю.В. и др. Опубл. 1985 г., БИ N 3.

3. Радиотехнический справочник, Х. Мейнке и Ф. Гундлах. М. Л., 1962 г.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи. Передающее устройство содержит возбудитель, выходной каскад со входом смещения транзисторов, источник питания, состоящий из последовательно соединенных источника напряжения и регулирующего каскада, два дифференциальных усилителя, перемножитель и резистор, первый вывод которого соединен с выходом регулирующего каскада и прямым входом второго дифференциального усилителя, а второй вывод резистора соединен с шиной питания выходного каскада и инверсным входом второго дифференциального усилителя, выход первого дифференциального усилителя соединен с управляющим входом регулирующего каскада, выход второго дифференциального усилителя соединен со входом перемножителя и входом смещения транзисторов выходного каскада со входом смещения транзисторов. 1 ил.

Передающее устройство, состоящее из соединенных последовательно возбудителя и выходного каскада со входом смещения транзисторов, источника питания, состоящего из последовательно соединенных источника напряжения и регулирующего каскада, а также первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего каскада, отличающееся тем, что между выходом регулирующего каскада и шиной питания выходного каскада введены резистор и второй дифференциальный усилитель, а также перемножитель, причем первый вывод резистора соединен с выходом регулирующего каскада и прямым входом второго дифференциального усилителя, второй вывод резистора соединен с шиной питания выходного каскада и инверсным входом второго дифференциального усилителя, выход которого соединен со входом перемножителя и входом смещения транзисторов выходного каскада, другой вход перемножителя соединен с первым выводом резистора, причем выход перемножителя соединен с инверсным входом первого дифференциального усилителя, прямой вход которого соединен с источником опорного напряжения.