Усилитель мощности Советский патент 1987 года по МПК H03F3/20 

11

Изобретение относится к усилителной технике и может использоваться для усиления мощности однополосных или амплитудно-модулированных сигналов в радиопередающих устройствах .

Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение нелинейньк искажений.

На фиг. 1 представлена структур- ная электрическая схема усилителя мощности, на фиг. 2 - структурная электрическая схема регулятора напряжения смещения.

Усилитель мощности содержит (фиг. 1) усилитель 1 с регулируемым коэффициентом передачи, основной усилитель 2, регулируемый источник 3 питания, аттенюатор 4, детектор 5 огибающей, регулятор 6 напряжения смещения, линию 7 задержки. Регулятор 6 напряжения смещения (фиг. 2) содержит усилитель 8 постоянного тока (УПТ), цепь 9 температурной стабилизации, выполненную на источнике 10 опорного напряжения терморезисторе 11, потенциометре 12, а также развазывающий резистор 13.

Усилитель мощности работает следующим образом.

Входной сигнал поступает одновременно на линию 7 задержки и детектор 5 огибающей. В последнем происходит выделение огибающей усиливаемого сигнала, которая управляет работой регулируемого источника 3 питания так, что выходное напряжение регулируемого источника 3 питания пропор- г Ьонально мгновенным значениям огибающей усиливаемого сигнала. Это напряжение служит для питания выходных цепей усилительных приборов основного усилителя 2, при этом благодаря задержке в тракте прямой передачи (линия 7 задержки), мгновенные значения огибающей усиливаемого сигнала и переменного питающего напряжения точно совпадают по фазе. Данные обстоятельства позволяют полностью устранить специфические нелинейные искажения и тем самым увеличить глубину регулирования, а следовательно, и КПД усилителя мощности Для устранения искажений, связанных с изменением коэффициента усиления основного усилителя 2 при переменном напряжении питания, служит усилитель 1, коэффициент усиления которого меняется в противофазе с изме

ю

jg 25

30

35

0

132

нением выходного напряжения регулируемого источника 3 питания, для чего выход регулируемого источника 3 питания связан с управляющим входом усилителя 1 через аттенюатор 4. Наличие задержки в тракте прямой передачи обеспечивает полное совпадение по времени мгновенных значений огибающей усиливаемого сигнала и соответственного мгновенного коэффициента усиления усилителя 1. Регулятор 6 напряжения смещения питает базовые (сеточные) цепи основного усилителя 2 и служит для к-омпенсации изменения угла отсечки тока электронных, приборов основного усилителя 2 при изменении их напряжения питания (вследствие неидеальности характеристик). Выходное напряжение регулятора 6 (фиг. 2) изменяется в противофазе с изменением выходного напряжения регулируемого источника 3 питания, при этом регулятор 6 обеспечивает необходимую температурную стабилизацию режима основного усилителя 2, а его передаточная характеристика выбирается так, что во всем диапазоне изменения напряжения питания коллекторных (анодных) цепей угол отсечки тока выходных электронных приборов основного усилителя 2 минимально необходим, но достаточен для получения заданного уровня нелинейных искажений. Благодаря наличию линии 7 задержки в тракте прямой передачи обеспечивается полное совпадение по времени мгновенных значений огибающей усиливаемого сигнала и мгновенных значений угла отсечки тока активных приборов основного усилителя 2.

Идея построения регулятора 6 напряжения смещения основана на том, что для управления углом отсечки выходных транзисторов основного усилителя 2 требуется относительно небольшое (например, по сравнению с напряжением открывания эмиттерного перехода) изменение базового напряжения. С учетом этого напряжение на выходе регулятора 6 (фиг. 2) может быть представлено в виде двух неравных частей: большая, зависящая от температуры, вырабатываемая цепью температурной стабилизации, и меньшая, переменная, управляющая углом отсечки, получаемая от УПТ 8 с типовым значением дрейфа нуля, работаю- 1

щим без температурной связи с оконечными транзисторами основного усилителя 2, но связанным с термостабилизи- рованными базовыми цепями через развязывающий резистор 13, который выбирается настолько большим, чтобы можно было не учитывать дрейф нуля УПТ 8, С учетом развязывающего резистора 13 необходимая величина переменной части напряжения базового смещения определяется напряжением питания УПТ 8,

Линия 7 задержки должна быть достаточно широкополостной, чтобы обеспечивать задержку во всем диапазоне частот усиливаемого сигнала. I Формула изобретения

1. Усилитель мощности, содержащий последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом передачи и основной усилитель, а также регулируемый источник питания, управляющий вход которого соединен с выходом детектора огибающей, вход которого соединен с источником входного сигнала, выход регулируемого источника питания соединен с шиной питания основного усилителя и через аттенюа32513-

тор - с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД и уменьшения нелинейных искажений, между входом детектора огибающей и входом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи введена линия задержки,

1Q а между выходом регулируемого источника питания и шиной питания цепи смещения основного усилителя введен регулятор напряжения смещения, выходной сигнал которого противофазен

15 выходному сигналу регулируемого источника питания.

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что регулятор напряжения смещения выполнен на уси2Q лителе постоянного тока, вход которого является входом регулятора напряжения смещения, цепи температурной стабилизации, выполненной на последовательно соединенных источнике

25 опорного напряжения, терморезисторе, потенциометре, при этом выход усилителя постоянного тока через развязывающий резистор соединен с выходом цепи температурной стабилизации, яв30 ляющимся выходом регулятора напряжения смещения.

If SoioM Кыходньа транзисторов

Фи9.г

Редактор М.Бланар

Составитель И.Водяхина Техред И.Попович

Заказ 3847/54 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор Л.Бескид

Изобретение может использоваться в радиопередающих устр-вах и обеспечивает повьшение КПД и уменьшение нелинейных искажений. Усилитель мощности содержит усилитель 1 с регули- 1 уемым коэф. передачи, основной усилитель (ОУ) 2, регулируемый источник питания (РИП) 3, аттенюатор 4, детектор 5 огибающей, регулятор 6 напряжения смещения и ЛЗ 7. Детектор 5 выделяет огибающую усиливаеВкод мого сигнала, которая управляет работой РИП 3 так, что выходное напряжение РИП 3 пропорционально мгновенным значением огибающей. Это напряжение служит для питания ОУ 2. За счет введения ЛЗ 7 мгновенные значения огибающей усиливаемого сигнала и переменного питающего напряжения совпадают по фазе. При этом устраняются специфические нелинейные искажения. Для устранения искажений, связанных с изменением коэф. усиления ОУ 2 при переменном напряжении питания, служит усилитель 1, коэф. усиления которого меняется в проти- вофазе с изменением выходного напряжения РИП 3 с помощью введенного аттенюатора 4. Регулятор 6 служит для компенсации изменения угла отсечки тока электронных приборов ОУ 2 при Изменении напряжения питания и для температурной стабилизации режима ОУ 2. Его- выходное напряжение изменяется противофазно изменению напряжения РИП 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл ЛВыход Од САЭ to сл со