Усилитель низкой частоты с защитой от перегрузки Советский патент 1987 года по МПК H03F1/52 

1.1302419 2

Изобретение относится к радиотех-ной схеме на последовательно соединике, в частности к усилителям низкой ненных по постоянному току первом- и

частоты с задцитой от перегрузки/втором транзисторах,. имеющих одну

Известен усилитель низкой частотыструктуру, с двуполярным источником с защитой от перегрузки, содержащий питания с заземленной средней точкой, последовательно соединенные регули-при этом межд,у точкой соединения тран- руемый усилитель, вход которого яв-зисторов выходного каскада и общей ляется входом усилителя низкой час-шиной включены последовательно соеди- toTbi, и усилитель мощности, на выходененные первичная обмотка первого тран- которого включены последовательно со- Шсформатора и датчик тока, при этом единенные датчик тока и датчик напря-первьш трансформатор снабжен дополни- женил, выполненный на первом транс-тельной вторичной обмоткой, к которой форматоре, параллельно которому вклю-подключена нагрузка усилителя мощ- чена нагрузка усилителя мощностиности.

(Funk - Technik 9-1968. Hi-Fi-Rund- 15 При этом выходной каскад усилителя

funk-Tuner-Vestarker RTV 600).мощности выполнен по двухтактной схеНедостатком устройства является е на последовательно соединенных по

то, что при перегрузке выхода имеютсяпостоянному току первом и втором транискажения в выходном усиливаемом сиг-зисторах, имеющих одну структуру, с нале.20однополярным источником питания, при

Цель изобретения - уменьшение ис- этом первичная обмотка первого транскажен:ий выходного сигнала.форматора включена между коллектором

Цель достигается тем, что в уси-первого и эмиттером второго транзис- литель низкой частоты с защитой отторов выходного каскада усилителя перегрузки, содержащий последователь- 25мощности, точка соединения которых но соединенные регулируемый усили- соединена с общей шиной непосредст- тель, вход которого является входомвенно, а с отводом первичной обмотки усилителя низкой частоты, и усилительпервого трансформатора - через после- мощности, на выходе которого включеныдовательно соединенные датчик кода и последовательно соединенные датчик 30однополярный источник питалия, вто- тока и датчик напряжения, выполненныйричная обмотка первого трансформатора на первом трансформаторе, параллель-выполнена со средней точкой, между ; но которому включена нагрузка усили-соответствующими выводами которой и теля мощности, между вторичной обмот-входом первого операционного усилите- кой первого трансформатора и входом дя включены последовательно соединен- управления регулируемого усилителяные двухполупериодный выпрямитель и включены последовательно соединенныепотенциометрический делитель напря- первый операционный усилитель, первыйжения, при этом первый трансформатор диод, первый КС-фильтр, второй опера-снабжен дополнительной обмоткой, к ционный усилитель и RC-запаздывающеё 40которой подключена нагрузка усилите- звено,оа между-датчиком тока и входомдд мощности, второго операционного усилителя включены последовательно соединенные вто-На фиг.1 представлена структурная рой трансформатор, третий операцион-электрическая схема предложенного ный усилитель, второй диод и второй 5усилителя низкой частоты с защитой RC-фильтр, при этом первый и,второйот перегрузкиj на фиг.2 - принципи- RC-фильтры выполнены каждый в видеальная электрическая схема выходного последовательно соединенных шунтирую-каскада усилителя мощности с двупо- щей параллельной RC-цепи и Г-образнойлярнь1м источником питания с за.землен- RC-цeпи5 постоянная времени шунтиру- средней точкой на фиг.З - прин- ющей параллельной RC-депи первого RC-ципиальная электрическая схема выход- фильтра больше постоянной времениного каскада усилителя мощности с од- шунтирующей параллельной RC-цепи вто-ноголярным источником питания, на роге RC-фильтра, а постоянная временифиг.4 - принципиальная электрическая Г-образной RC-цепи первого RC-фильтра 5схема выполнения первого и второго меньше постоянной времени Г-образнойRC-фильтров. RC-цепи второго RC-фильтра. Усилитель низкой частоты с защиКроме того, выходной каскад усили-той от перегрузки содержит регулируетеля мощности выполнен по двухтакт-мый усилитель 1, усилитель 2 мощноети, нагрузку 3, датчик 4 напряжения, выполненный на первом трансформаторе, датчик 5 тока, второй трансформатор 6, первый операционньй усилитель 7, первый диод 8, первый RC-фильтр 9, второй операционный усилитель 10, RC- запаздывающее звено 11, третий операционный усилитель 12, второй диод 13, второй RC-фильтр 14.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Датчики напряжения 4 и тока 5 усилителя 2 мощности присоединяются к первому 7 и третьему 12 операционным

усилителям, где они на их выходе на- f5 напряжения. Поэтому у второго RC- ходятся в противофазе, из которых на фильтра 14 требуется, чтобы нараста- выходе первого 9 и второго 12 RC- ние напряжения в нейтральной точке фильтров образуются напряжения обрат- (R2, С2) запаздывалось по сравнению ных полярностей, к которым присоеди- с нарастанием напряжения в нейтраль- нен вход второго операционного уси- 20 лителя 10, с выхода которого через RC-запаздывающее звено 11 осуществляется управление усилением регулируемого усилителя 1 для возбуждения усилителя 2 мощности в зависимости от 25 в нейтральной точке (R2, С2) у перво- ,перегрузки его выхода, когда величина го RC-фильтра 9. Эти условия будут выходного тока превышает величину выходного напряжения.

RC-запаздывающее звено 11 на выходе второго операционного усилителя 1030 С1 , у второго RC-фильтра 14, причем управляет плавным разгоном усиления временная константа R2, С2 у первого регулируемого усилителя 1 для возбуждения усилителя 2 мощности при перегрузке его выхода преимущественно при динамическом возбуждении.j

Принцип предлагаемой схемы не меняется, если; вход первого операционного усилителя 7 присоединен к обмотке Vg трансформатора VT (фиг.2), вход первого операционного усилителя 7 при-40 соединен к сопротивлению R (фиг.З), вход первого операционного усилителя 7 присоединен к нейтральной точке выхода регулируемого усилителя 1 и выхода усилителя 2 мощности, вход тре- 45 ледовательно соединенные регулируемый тьего операционного усилителя 12 при- усилитель, вход которого является вхо- соединен к нейтральной точке Rg и об- дом усилителя низкой частоты, и уси- мотке V трансформатора VT (фиг.2), литель мощности, на выходе которого вход третьего операционного усилителя 12 присоединен к нейтральной точке

ной точке R2, С2 у первого RC-фильтра 9, далее требуется, чтобы падение напряжения в нейтральной точке (R2, С2) у второго RC-фильтpa 14 было более быстрое, чем падение напряжения

выполнены тогда, когда временная константа R1, С1 у первого RC-фильтра 9 больше, чем временная константа R1,

RC-фильтра 9 меньше, чем временная константа R2, С2 второго RC-фильт- ра 14.

Изобретение применяется в.цепи усиления низкой частоты блоков более высокой мощности, например киловатт. Его использование является удобным и для усилителей меньших мощностей.

Формула изобретения

i. Усилитель низкой частоты с защитой от перегрузки, содержащий посвключены последовательно соединенные 50 датчик тока и датчик напряжения, выполненный на первом трансформаторе, параллельно которому включена нагрузка усилителя мощности, отличающий с я тем, что, с целью уменьсопротивления R и источника Н2(фиг. 3).

включены последовательно соединенные 50 датчик тока и датчик напряжения, выполненный на первом трансформаторе, параллельно которому включена нагрузка усилителя мощности, отличающий с я тем, что, с целью уменьПример схемы первого 9 и второго 14 RC-фильтров изображен на фиг.4. При указанных условиях в статическом режиме, т.е. при синусоидальном воз- 55 шения искажений выходного сигнала, буждении усилителя 2 мощности, необ- между вторичной обмоткой первого тран- ходимо выполнение условия равенствасформатора и входом управления регунапряжений на выходах первого 9 ивто- -лируемого усилителя включены последо

рого 14 КС-фильтров для того, чтобы на выходе второго операционного усилителя 10 управляемое напряжение было нулевым.

Но и при динамическом возбуждении усилителя мощности 2 и при фазовых погрешностях между образцом выходно- ,го напряжения и образцом выходного тока на выходе второго операционного усилителя 10 требуется нулевое управляемое напряжение, или чтобы оно хотя бы частично переходило в противоположную полярность по сравнению с требуемой полярностью управляемого

напряжения. Поэтому у второго RC- фильтра 14 требуется, чтобы нараста- ние напряжения в нейтральной точке (R2, С2) запаздывалось по сравнению с нарастанием напряжения в нейтраль- в нейтральной точке (R2, С2) у перво- го RC-фильтра 9. Эти условия будут

ной точке R2, С2 у первого RC-фильтра 9, далее требуется, чтобы падение напряжения в нейтральной точке (R2, С2) у второго RC-фильтpa 14 было более быстрое, чем падение напряжения

напряжения. Поэтому у второго RC- фильтра 14 требуется, чтобы нараста- ние напряжения в нейтральной точке (R2, С2) запаздывалось по сравнению с нарастанием напряжения в нейтраль- в нейтральной точке (R2, С2) у перво- го RC-фильтра 9. Эти условия будут

С1 , у второго RC-фильтра 14, причем временная константа R2, С2 у первого

выполнены тогда, когда временная константа R1, С1 у первого RC-фильтра 9 больше, чем временная константа R1,

С1 , у второго RC-фильтра 14, причем временная константа R2, С2 у первого

ледовательно соединенные регулируемый усилитель, вход которого является вхо- дом усилителя низкой частоты, и уси- литель мощности, на выходе которого

RC-фильтра 9 меньше, чем временная константа R2, С2 второго RC-фильт- ра 14.

Изобретение применяется в.цепи усиления низкой частоты блоков более высокой мощности, например киловатт. Его использование является удобным и для усилителей меньших мощностей.

Формула изобретения

i. Усилитель низкой частоты с защитой от перегрузки, содержащий пос4045 ледовательно соединенные регулируемый усилитель, вход которого является вхо- дом усилителя низкой частоты, и уси- литель мощности, на выходе которого

включены последовательно соединенные 50 датчик тока и датчик напряжения, выполненный на первом трансформаторе, параллельно которому включена нагрузка усилителя мощности, отличающий с я тем, что, с целью умень55 шения искажений выходного сигнала, между вторичной обмоткой первого тран- сформатора и входом управления регувательно соединенные первый операционный усилитель, первый диод, первый RC-фильтр, второй операционный усилитель и RC-запаздывающее звено, а между датчиком тока и входом второго операционного усилителя включены последовательно соединенные второй трансформатор, третий операционный усилитель, второй диод и второй RC-фильтр, при этом первый и второй RC-фильтры выполнены каждый в виде последовательно соединенных шунтирующей параллельной КС-цепи и Г-образной RC-це)0 единенных цо постоянному току первом и втором транзисторах, имеющих одну структуру, с однополярным источником питания, при этом первичная обмотка первого транс(|юрматора включена между

пи, постоянная времени шунтирующей.. . .

параллельной RC-цепи первого RC-филь- 15 коллектором первого и эмиттером вто- т.ра больше постоянной времени шунти-рого транзисторов выходного каскада

рующей параллельной RC-цепи второгоусилителя мощности, точка соединения

КС-фильтра, а постоянная времени Г-которых соединена с общей шиной необразной RC-цепи первого RC-фильтрапосредственно, а с отводом первичной

меньше постоянной времени Г-образной 20 обмотки первого трансформатора - че- RC-цепи второго RC-фильтра.рез последовательно соединенные дат2. Усилитель поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что выходной каскад усилителя мощности выполнен по двухчик тока и однопэлярный источник питания, вторичная обмотка первого тран сформатора выполнена со средней точтактной схеме на последовательно со- 25 кой, между соответствующими вьюодами

единенных по постоянному току первым и втором транзисторах, имеющих одну структуру, с двуполярным источником питания с заземленной средней точкой.

которой и входом первого операционного усилителя включены последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и потенциометрический депри этом между точкой соединения тран-30 литель напряжения, при этом первый зисторов выходного каскада и общей трансформатор снабжен дополнительной шиной включены последовательно соеди- обмоткой, к которой подключена на- ненные первичная обмотка первого тран- грузка усилителя мощности.

сформатора и датчик тока, при этом первый трансформатор снабжен- дополнительной вторичной обмоткой, к KOTQ рой подключена нагрузка усилителя

мощности.

3. Усилитель по п.1, о тлич а- ю щ и и с я тем, что выходной каскад усилителя мощности выполнен по двухтактной схеме на последовательно соединенных цо постоянному току первом и втором транзисторах, имеющих одну структуру, с однополярным источником питания, при этом первичная обмотка первого транс(|юрматора включена между

.. . .

обмотки первого трансформатора - че- рез последовательно соединенные датчик тока и однопэлярный источник питания, вторичная обмотка первого трансформатора выполнена со средней точкой, между соответствующими вьюодами

которой и входом первого операционного усилителя включены последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и потенциометрический де

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение искажений выходного сигнала. Устройство содержит регулируемый у-ль 1, у-ль 2 мощности, нагрузку 3, датчик 4 напряжения, выйолненный на трансформаторе, датчик 5 тока, трансформатор 6, три операционных у-ля 7, 10 . и 12, два диода 8 и 13, два КС-филь-- тра 9 и 14 и RC-запаздывающее звено 11. Сигналы с датчиков 4 и 5 у-ля 2 поступают на входы у-лей 7 и 12 и находятся на их выходах в противофазе. Из этих сигналов с помощью диодов 8 и 13 и RC-фильтров 9 и 14 образуются напряжения обратных полярностей, которые, пройдя через у-ль 10 и RC-sa- паздывающее звено 11, осуществляют управление усилением у-ля 1 для возбуждения у-ля 2 в зависимости от перегрузки его выхода, когда величина выходного тока превышает величину выходного напряжения. Цель достигается введением трансформатора 6, у-лей 7, 10 и 12, диодов 8 и 13, RC-фильтров 9 и 14 и RC-запаздывающего звена 11, а также RC-фильтров 9 и 14. Устр-во по ПП.2 и 3 ф-лы отличается выполнением выходного каскада у-ля 2. Даны примеры выполнения RC-фшIЬTpoв 9 и 14, а также выходного каскада у-ля 2 мощности с двуполярным источником питания с заземленной средней точкой и. с однополярным источником питания. 2 3.п. ф-лы, 4 ил. СО

9иг.г

R1

C1

C2

UR -о

R1

cr

Редактор А.Шандор

Составитель Н.Дубровская

Техред М.Ходанич Корректор М.Шарошк

Заказ 1224/55Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CGCP

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

C2

1

R2

игЛ