Усилитель мощности Советский патент 1984 года по МПК H03F3/20 

1 Изобретение относится к усилител ной технике и может быть нспользовано для усиления с одной боковой по лосой частот. Известен усилитель мощности сигна лов с одной боковой полосой частот, содержащий амплитудный ограничнтель Ндетектор огибающей, выход которого соединен с входом управляемого источ ника питания, подключенного к выходу каскаду, вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителяГ1. Недостатками этого усилителя мощности являются невысокий коэффициент полезного действия и относительно большой коэффициент нелинейных искажений при малых уровнях усиливаемого сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усилитель мощности, содержащий h пар ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель, выходы которых через соединенные последовательно сумматор и полосовой фильтрподключены к нагрузке, причем вход первого ключевого усилителя каждой пары и вход дополнительного ключевого уси лителя соединены с выходом входного амплитудного ограничителя и входом фазоинвертора, а также h пар управляемых ключей, причем первый из каждой-пары управляемых ключей ёключен между входом второго ключевого усилителя каждой из h пар ключевых усилителей и выходом входного амплитудного ограничителя, а второй - между входом второго ключевого усилителя каждой из п пар ключевых усилителей и выходом фазоинвертора, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход которого соединен с вхо дом входного амплитудного ограничителя, аналого-цифровой преобразователь и дешифратор, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующргх управляемых ключей, Вычитатель, первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и управляемьш источник питания, подключенный к шине питания дополнительного ключевого усилителя 2, Однако этот усилитель мощности об ладает ВЫСОКИМ уровнем комбинационных искажений что обусловлено неодинако востью абсолютной величины приращения выходного напряжения для раз472личных соч-етаний ключевых усилителей. Целью изобретения является уменьшение комбинационньк искажений. Цель достигается тем, что в усилитель мощности, содержащий и пар ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель, выходы которых через соединенные последовательно сумматор и полосовой фильтр подключены к нагрузке, причем вход первого ключевого усилителя каждой пары и вход дополнительного ключевого усилителя соединены с выходом амплитудного ограничителя и входом фазоинвертора, а также п пар управляемых ключей, причем первый из каждой пары управляемых ключей включен между входом второго ключевого усилителя каждой из п пар ключевых усилителей и выходом входного амплитудного ограничителя, а второй - между входом второго ключевого усилителя каждой из п пар ключевых усилителей и выходом фазоинвертора, последовательно соединенные амплитудный детектор вход которого соединен с входом входного амплитудного ограничителя, аналого-цифровой преобразователь и дешифратор, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих управляемых ключей, вычитатель, первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и управляемый источник питания, подключенный к шине питания дополнительного ключевого усилителя, между выходом вычитателя и входом управляемого источника питания включены последовательно усилитель постоянного тока и дополнительный сумматор, другой вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а между выходом полосового .фильтра и вторым входом вычитателя включены последовательно аттенюатор и дополнительный амплитудный детектор. На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного усилителя мощности. Усилитель мощности содержит первый амплитудный детектор 1 и.вход- . ной амплитудный ограничитель 2, фазоинвертор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, дешифратор 5, управляемые ключи 6, управляемый источник 7 питания, дополнительный ключевой усилитель 8, ключевые усили31

тели 9, вычитатель 10, первьй сумматор 11, полосовой фильтр 12, аттенюатор 13,второй амплитудный детектор 14, второй сумматор 15, усилитель 16 постоянного тока, нагрузка 17.

Усилитель мощности работает следущим образом.

При малом уровне входного сигнала аналого-цифровой преобразователь 4 через дешифратор 5, через управляемые ключи 6 подключает второй ключевой усилитель 9 каждой пары к выходу фазоинвертора 3 и,таким образом, при данном состоянии аналого-цифрового преобразователя 4, первый и второй ключевые усилители 9. каждой пары возбуждаются в противофазе и их выходные сигналы взаимно компенсируются в сумматоре 11. При этом уси.пение входного сигнала осуществляется дополнительным ключевым усилителем 8, на шине питания которого от управляемого источника 7 питания поступает напряжение, пропорциональное выходному сигналу первого амплитудного дектора 1.

В случае отличия огибающей усиливаемого сигнала от напряжения на нагрузке 17 через вычитатель 10, ус литель постоянного тока 16 и второй сумматор 15 к управляющему входу управляемого источника 7 питания подводится корректирующее напряжение обратной связи, уменьшающее степень отличия огибающей усиливаемого сигнала и напряжения на нагрузке 17.

При достижении входным сигналом первого уровня квантования аналогоцифрового преобразователя 4 дешифратор 5 подключает через управляемые

4

ключи 6 одну из п пар ключевых усилителей 9 к выходу входного амплитудного ограничителя 2. При этом данная пара ключевых усилителей возб окдается синфазно.

В этом случае при отличии огибающей выходного сигнала от огибающей входного на шину питания дополнительного ключевого усилителя 8- через второй сумматор 15 и yci-шчтель постоянного тока 16поступает корректирующий сигнал, уменьшающий усиление дополнительного ключевого усилителя 8 и при величине входного сигнала, находящейся между первым и вторым уровнем кванторания аналого-цифрового преобразователя 4, выходное напряжение -усилителя мощности определяется суммарной величиной выходного напряжения дополнительного ключевого усилителя 8 и одной синфазно возбуждаемой пары ключевых усилителей 9.

По мере увеличения входного сиг- нала к сумматору. 11 подключаются различные сочетания пар ключевых усилителей 9, возбуждаемых синфазно, однако корректировка выходного напряжения между уровнями квантования огибающей входного сигнала осуществляется дополнительным ключевым усилителем 8 для всех уровней квантования.

Преимуществом предложенного усилителя мощности по сравнению с известньш является уменьшенный уровень комбинационных искажений, что достигается подведением.корректирующего сигнала обратной связи к управляющему источнику питания непосредственно с выхода усилителя мощности через аттенюатор и второй амплитудньй детектор.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий п пар ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель, выходы которых через соединенные последовательно сумматор и полосовой фильтр подключены к нагрузке, причем вход первого ключевого усилителя каждой пары и вход дополнительного ключевого усилителя соединены с выходом входного амплитудного ограничителя и входом фазоинвертора, а также п пар управляемых ключей, .причем первый из каждой пары управляемых ключей включен между входом второго ключевого усилителя каждой из п пар ключевых усилителей и выходом входного амплитудного ограничителя, а второй - между входом второго ключевого усилителя каждой из п пар .ключевых усилителей и выходом фазоинвертора, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход которого соединен с входом входного амплитудного ограничителя, аналого-цифровой преобразователь и дешифратор, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих управляемых ключей, вычитатель, п грвьй вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и управляемый источник питания, подключенный к шине питания дополнительного Ключевого i усилителя, о-тличающийся (Л С тем, что, с целью уменьшения комбинационных искажений, между выходом вычитателя и входом управляемого источника питания включены последоваS тельно усилитель постоянного тока и дополнительный сумматор, другой вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а между выходом полосового фильтра и вторым входом 4;; вычитателя включены последовательно о аттенюатор и дополнительньм ампли4;г тудный детектор.