Усилитель мощности Советский патент 1984 года по МПК H03F3/217 

Изобретение относится к радиотехн ке и может использоваться в радиопередающих устройствах большой мощност Известны усилители мощности, используемые в радиопередающих устройствах большой мощности, содержащие соединенные по входу детектор огибаю щей, последовательно соединенные детектор полярности и фазоинвертор, N -пар ключевых усилителей с суммато ром на выходе, где М - 1,2,3,.,., один усилитель каждой пары непосредственно соединен с выходом детектора . полярности, а другой через соответ-ствующий ключ - с выходом детектора полярности и выходом фазоинвертора, при этом выход детектора огибающей через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, (АЦП) и дешифратор подключен к управ ляющим входам всех ключей, а нагрузка соединена, с выходом.сумматора через фильтр С1Ъ . Однако в этом ус.илителе при воздействии дестабилизирующих факторов могут возйикнуть нелинейные искажени Наиболее близким по технй еской сущности к изобретению является усилитель мощности, содержащий последовательно соединенные, входной ограничитель и объединенных по входу ключевьпс усилителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через фильтр нижйих частот подключен к нагрузке усилителя мощности, последовательно соединенные реверсивный счетчик, к счетному входу которого подключен генератор тактовьгх импульсов, и кодер, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых усилителей, а также элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены к -входу и нагрузке усилителя мощности соответственно, а выход - к входу управЛенин направлением счета реверсивного счетчика С2. . Однако из-за больших фазовых на.бегов в канале прямой передачи возI можно самовозбуждение усилителя. Цель изобретения - повьшение устойчивости. Цель достигается тем, что в усилитель мощности, содержащий последо тельно соединенные входной ограИичи тель и f/ объединенных по входу кл чевьгх усилителей, выходы которых к входам сумматора, выход которого через фильтр нижних частот подключен к нагрузке усилителя мощности, последовательно соединенные реверсивный счетчик, к счетному входу которого подключен генератор тактовых импульсов, и кодер, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых усилителей, а также элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены к входу и нагрузке усилителя |1ощности соответственно, а выход к входу управления направлением счета реверсивного счетчика, введен цифроаналоговый преобразователь, подключенный к выходам реверсивного счетчика, а нагрузка усилителя мощности подключена к второму входу элемента сравнения через введенный суммирующий усилитель, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя.. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного усилителя мощности. Усилитель мощности содержит входной ограничитель 1,. элемент 2 сравнения, реверсивный счетчик 3, генератор 4 тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразовал-ель (ЦАП) 5, кодер 6, ключевые усилители 7, сумматор 8, фильтр 9 нижних частот, нагрузку 10 усилителя мощности и суммирующий усилитель 11. Усилитель работает следующим образом. При отсутствии сигнала на входе усилителя кодовая комбинация , возиикающая на выходе кодера 6 и управляющая работой Ы -ключевых усилителей 7, такая, что все ключевые усилители 7 закрыты. При появлении сигйала на входе усилите-ля мощности отсчеты его преобразуются в кодовые комбинации, действующие на выходе, кодера 6 и управляющие работой ключевых усилителей 7 таким образом, что на нагрузке 10 формируется усиленный по мощности сигнал, соответствующий входному сигналу. Случайные изменения выходного сигнала на нагрузке 10 уменьшаются путем введения цепи отрицательной обратной связи, при этом в элементе 2 сравнения выявляется ошибка между значениями входного и выходного сигналов. Выходной сигнал элемента 2 сравнения является функцией от разности сигналов, действующих на его входах. Если разность сигналов больше нуля, на его выходе появляется сигнал, соответствующей логической единице, если разность сигналов меньше нуля, на выходе элемента сравнения действует сигнал, соответствующий логическому нулю.

Сигналы, действующие на выходе элемента 2 сравнения, управляют направлением счета (прямой счет или обратный счет) реверсивного счетчика 3, на счетный вход которого подается сигнал от генератора 4 тактовых импульсов, при этом изменяется кодовая комбинация на выходе кодера 6, поступающая на управляющие входы ключевых усилителей 7, что приводит к уменьшению ошибки.

Однако при быстром изменении входного сигнала из-за временной задержки сигнала в цепи обратной связи, обусловленной, в частности, конечным временем нарастания сигнала в коммутируемых ключевых усилителях, на входах элемента 2 сравнения действует значительная разность сигналов, выражающаяся в относительно длительном по .времени наличии на выходе элемента 2 сравнения сигнала, соответствующего логическому нулю или единице, что приводит к изменению содержимого реверсивного счетчика 3 в одном направлении, что в свою очередь, приводит к выбросам напряжения на выходе усилителя мощности.

Для исключения этого явления служит малое кольцо регулирования, включающее в себя элемент 2 сравнения, реверсивный счетчик 3, ЦАП 5 и суммирующий усилитель 11, обладающее незначительным временем задержки.

При быстром изменении входного сигнала изменяется уровень сигнала на выходе ЦАП 5, что приводит к изменению сигнала на выходе суммирующего усилителя 11 и, следовательно, к уменьшению разности сигналов, действующих на входах элемента 2 сравнения.

Таким образом, взаимодействие двух панелей регулирования повьщ|ает устойчивость усилителя мощности.

Предложенный усилитель мощности может использоваться не только при работе с сигналами низкой частоты, йо и при работе с сигналами ДКМВ и MB диапазонов, при этом должна быть .обеспечена отрицательная обратная связь по огибающей сигнала. В предложенном усилителе мощности для этаго следует включить два детектора огибающей, один - между входом усилителя мощности и первым входом элемента сравнения, второй - между нагрузкой и вторым входом суммирующего усилителя.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий последовательно соединенные входной ограничитель и |/ объединенных по входу ключевых усилителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через фильтр ffff 13 illfcJiilO ... нижних частот подключен к нагрузке усилителя мощности, последовательно соединенные реверсивный счетчик, к счетному входу которого подключен генератор тактовых импульсов, и кодер, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых усилителей, а также элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены к входу и нагрузке усилителя мощности соответственно, а выход - к входу управления направлением счета реверсивного счетчика, отличаюп(и.йс я тем, что, с целью повышения устойчивости введен цифроаналоговый преобразователь, подключенный к выходам реверсивного счетчика, а нагруз(/) ка усилителя мощности подключена к ,второму входу элемента сравнения через С введенный суммирующий усилитель, второй вход которого подключен к выходу цифроаналоговОго преобразователя.