Двухтактный усилитель Советский патент 1986 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилительных устройствах систем автоматического регулирования,

Цель изобретения - повьшение коэффициента полезного действия и расширение динамического диапазона.

На чертеже представлена структурная электрическая схема двухтактного усилителя.

Двухтактный усилитель содержит два плеча 1 и 2, выполненные на операционных усилителях (ОУ) 3 и 4, резисторах 5 и 6, выходных каскадах на транзисторах 7 и 8, элементах отрицательной обратной связи, выполненных в виде дополнительных обмоток 9 и 10, выходного трансформатора , цепях 11, в каждом плече двухтактного усилителя, вьтолненных из включенных встречно-последовательно двух стабилитронах, резисторах обратной связи (ОС) 12 и 13,. диодах 14 и 15, дополнительных резисторах 16 и 17, первичных обмЪт- ках 18 и 19 выходного трансформатора, резистор 20.

Двухтактный усилитель работает следующим образом.

Двухтактньй .усилитель при положительной волне входного сигнала, на выходе операционного усилителя 4 имеет положительный полупериод. Транзистор 8 открыт и ток через выходной трансформатор течет в направлении: конец первичной обмотки 19 (начало обозначено точкой) , начало первичной обмотки 19, открытьш транзистор 8, конец дополнительной обмотки 10, начало дополнительной обмотки 10, общая шина источника питания. Обратная связь, образованная диодом 15 и резисторами 13 (ОС) и 20, действует, так.как на эмиттере транзистора 8 будет также положительная полуволна напряжения по амплитуде меньше, чем положительная полуволна на выходе операционного усилителя 4 - на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 8. При максимальном входном напряжении, напряжение на выходе операционного усилителя 4 ограничивается цепью 11.

При этом в обмотках 18 и 9 индуцируется напряжение таким образом, что к коллектору транзистора 7 прикладывается плюс (положительная по2184442

луволна) , а к эмиттеру - минус (отрицательная полуволна), которая смещает дИод 14 в обратном направлении, размыкая цепь обратной свя5 зи операционного усилителя 3.

В этот же полупериод входного сигнала на выходе операционного усилителя 3 устанавливается максимальная отрицательная полуволна напряже10 ния (ввиду того, что Цепь отрицательной обратной связи, образованной резистором (ОС) 12 и диодом 14 оборвана) , которая замыкается через цепь 11 на вход операционного усили15 теля 3, образовывая на инвертирующем входе фактическую землю, а.на выходе - напряжение, равное напряжению стабилизации одного стабилитрона цепи 11, которое по абсолютной вели20 чине больше отрицательного напряжения, приложенного к эмиттеру транзистора 7 на величину, равную падению напряжения на цереходе база-эмиттер транзистора 8 (при максимальном

25 входном сигнале), поэтому в этот

полупериод транзистор 7 всегда зак- . рыт, поддерживая в разорванном состоянии цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 3.

30

При отрицательной полуволне входного напряжения на выходе операцион- ного усилителя 3 имеется положительный полупериод, который при максимальном входном сигнале огра ничива- 35 ется цепью 11. Транзистор 7 открыт и ток через выходной трансформатор течет в направлении; +Е, начало первичной обмотки 18, конец первичной обмотки 18, открытый транзистор 7,

начало дополнительной обмотки 9, конец дополнительной обмотки 9, общая шина источника питания..Обратная связь, образованная диодом 14 и резистором (ос) 12 действует, так как

на эмиттере транзистора 7 будет также положительная полуволна напряжения, по амплитуде меньше, чем на выходе операционного усилителя 3 (на величину падения напряжения

50 на переходе база-эмиттер транзистора 7). В этот полупериод в первичной и дополнительной обмотках 19 и 10 также индуцируется напряжение, причем к коллектору транзистора 8

55 приложен плюс (положительная полуволна) , а к эмиттеру - минус (отрицательная полуволна), которая смещает диод 15 в обратном направлении.

размыкая цепь обратной связи операционного усилителя 4.

В этот же полупериод входного сигнала на выходе операционного усилителя 4 устанавливается максимальная отрицательная полуволна напряжения (ввиду того, что цепь отрицательной обратной связи, образованная резистором (ОС) 13, резистором 20 и диодом 15 разорвана), которая замыкается на инвертирующий вход операционного усилителя 4 через цепь 11, образовьшая на инвертирующем входе ОУ 4 фактическую землю, а на выходе - отрицательную полуволну напряжения, равную напряжению стабилизации одного стабилитрона цепи 11, которое по абсолютной величине больше, чем напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора 8, на величину падения напряжения на, переходе база-эмиттер транзистора 8 при максимальном входном сигнале. В этот полупериод транзистор 8 закрыт, поддерживая в разорванном состоянии цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 4.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель, содержа- .щий в каждом плече последовательно

Редактор Л.Авраменко

/

Составитель И.Бодяхина Техред А.Бабинёц Корректор М.Максимишинец

Заказ 1137/59Тираж 818Подписное

ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

10

15

218444

соединенные операциоиньй усилитель, резистор и выходной каскад на включенном по схеме с общим эмиттером транзисторе, между эмиттером кото- 5 рого и шиной нулевого потенциала включен элемент отрицательной обратной связи, при этом инвертирующий вход операционного усилителя соединен с первым выводом резистора об- ратной связи, причем между источни- ком входного сигнала и инвертирующим входом операционного усилителя первого плеча и неинвертируюпщм входом операционного усилителя второго плеча включены соответствующие дополнительные резисторы, отличающийся темJ что, с целью повышения коэффициента полезного действия и расширения динамического диапазона, в каждом плече мелсду выходом операционного усилителя и его инвертирующим входом включена цепь из включенных встречно-последовательно двух стабилитронов, между эмиттером транзистора и вторым выводом резистора обратной связи включен диод, прямосмещенный относительно эмиттерного тока транзистора, коллекторная нагрузка которого вьшолнена в виде первичной обмотки выходного трансформатора, а элемент отрицательной обратной связи выполнен в виде дополнительной обмотки выходного трансформатора.

20

25

30

Изобретение может быть использовано в усилительных устройствах систем автоматического регулирования. Повьшается коэффициент полезного действия и расширяется динамический да1апазон. Усилитель выполнен по. двухтактной схеме, содержащей два операционных усилителя (ОУ) 3 и 4, два транзистора (Т) 7 и 8, две цепи 11, состоящих каждая из двух встречно-последовательно включен ых стабилитронов, два диода 14 и 15, семь резисторов 5, 6, 12, 13, 16, 17, 20 и выходной трансформатор (ВТ) с обмотками 9, 10, 18, 19. При положительной (отрицательной) полуволне входного напряжения на выходе ОУ 4 (3) имеется положительный полупериод, который при максимальном входном сигнале ограничивается цепью 11. Т 8 (7) открыт и через обмотки 19,.10 (18,9) ВТ течет ток, при этом на выходе ОУ 3 (4) устанавливается максимальная отрицательная полуволна напряжения и Т 7 (8) закрыт , поддерживая в разорванном состоянии цепь отрицательной обратной связи ОУ 3 (4). 1 ил. (Л .