Двухтактный усилитель мощности Советский патент 1988 года по МПК H03F3/26 

первую 24 и вторую 25 шины, источни- зо периода колебания первьй и второй

ка 26 питания.

Двухтактньй усилитель мощности ра- ботает следующим образом.

В исходном состоянии остаточные токи коллекторов первого 19 и второго 20 вспомогательных транзисторов несколько приоткрывают ключевые элементы 9,и 10, через которые происходит заряд конденсаторов 5 и 6 (токи заряда протекают также через диоды 3 и 4) от источника 26 питания. Если половину напряжения источника 26 обо- ; значить через Е, то исходное напряжение на каждом из конденсаторов 5 и 6 меньше, чем 2Е, на величину остаточных напряжений на ключевых элементах 9 и 10, открытых лишь частично.

Плечи двухтактного усилителя мощ- .ности работают поочередно, каждое в свой полупериод. Пусть в первый полу35

40

45

конденсаторы 5 и 6 заряжаются каждь до напряжения, близкого к 2Е. Поэто открывание первого (или второго) ре гулируемых транзисторов 7 (или 8) увеличивает напряжение питания одно го плеча от Е до ЗЕ.

Таким образом, при больших мгновенных значениях напряжения на нагрузке напряжение питания плеча равн ЗЕ, а при малых мгновенных значения равно Е, т.е. втрое меньше. Это и обеспечивает повьш1ение КПД, причем вьшгрьш при усилении сигналов с бол шим пик-фактором (в них преобладают малые мгновенные значения) по сравн нию с обычным усилителем класса В равен трем.

Делители 15 и 16 напряжения используются не только для установлен порога открывания соответственно

период усиливаемого колебания работа- сравнивающих транзисторов 11 и 12,

ет первое плечо (верхнее на чертеже). По мере увеличения мгновенных значений сигнала первьй усилительньй элемент 1 все больше открывается. При малых мгновенных значениях сигнала сравнивающий транзистор. 11 и третий диод 13 заперты, так как напряжение на нагрузке 23 меньше, чем на резис55

но и для введения цепи отрицательно обратной связи, которая обеспечивае аналоговьй режим работы первого и второго регулируемьк транзисторов 7 и 8. .

При достижении напряжением на на рузке 23 порога переключения, опред ляемого резистором 18 первого делит

конденсаторы 5 и 6 заряжаются каждьй до напряжения, близкого к 2Е. Поэтому открывание первого (или второго) регулируемых транзисторов 7 (или 8) увеличивает напряжение питания одного плеча от Е до ЗЕ.

Таким образом, при больших мгновенных значениях напряжения на нагрузке напряжение питания плеча равно ЗЕ, а при малых мгновенных значениях равно Е, т.е. втрое меньше. Это и обеспечивает повьш1ение КПД, причем :; вьшгрьш при усилении сигналов с большим пик-фактором (в них преобладают малые мгновенные значения) по сравнению с обычным усилителем класса В равен трем.

Делители 15 и 16 напряжения используются не только для установления порога открывания соответственно

сравнивающих транзисторов 11 и 12,

но и для введения цепи отрицательной обратной связи, которая обеспечивает аналоговьй режим работы первого и второго регулируемьк транзисторов 7 и 8. .

При достижении напряжением на нагрузке 23 порога переключения, определяемого резистором 18 первого делителя 15, первьй сравнивающий транзистор 11 открывается и открывает первый транзистор 7. С помощью последнего первый конденсатор 5 включается пос- ледовательно с источником 26 питания что вызывает .возрастание потенциала -второго входа первого порогового элемента. Это, в свою очередь, приво- ,дит к увеличению падения напряжения на резисторе 18 и уменьшению суммарного напряжения на управляющем переходе первого сравнивающего транзистора 11. Последний призакрывается, а значит, призакрывается первый регулируемьш транзистор 7. Отсюда видно, что транзисторы 11 и 7 входят в петлю отрицательной обратной связи, которая и обеспечивает их плавное открывание. Аналогично работает другое плечо.

Аналоговый режим работы первого и второго регулируемых транзисторов 7 и 8 предотвращает возникающее при ключевом их режиме резкое возрастание напряжения коллектор - эмиттер первого и второго усилительных элементов 1 и 2. Это приводит к уменьшению нелинейных искажений напряжения на нагрузке 23.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель мощности, содержащий в каждом плече соответственно первый и второй усилительные элементы, выходные электроды которых объединены и являются выходом двухтактного усилителя мощности, выводы питания первого и второго усилитель- ных элементов через соответствующие первый и второй диоды соединены с соответствующими первой и второй шинами источника питания, вьшолненного со средней точкой, являющейся общей ши- ной, последовательно соединенные первый управляемый элемент связи и первый ключевой элемент, включенные между первой и второй шинами источника питания, точка соединения которых через первый конденсатор соединена с выводом питания первого усилительного элемента, последовательно соединенные второй ключевой элемент и второй управляемьш элемент связи, включенные между первой и второй шинами источника питания, точка соединения которых через второй конденсатор соединена с выводом питания второго уси

, Q 5 0

5 0

5

.

0

5

лительного элемента, первый и второй пороговые элементы, первые входы которых соединены с выходом двухтактного усилителя мощности, вторые входы - с выводами питания соответственно первого и второго усилительных элементов, а выходы - с управляющими входами соответственно первого и .второго управляемых элементов связи, первый и второй блоки сравнения, выходы которых подключены к управляющим входам Соответственно второго и первого ключевых элементов, а также первый и второй делители напряжения, первые выводы которых подключены к общей шине, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, между выходом двухтактного усилителя мощности и первыми входами первого и второго блоков сравнения включен аттенюатор, вторые входы соответственно первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к общей шине, при этом первый и второй блоки сравнения выполнены на соответственно первом и втором вспомогательных транзисторах, имеющих разную структуру, базы которых являются первыми входами, эмиттеры - вторыми входами, а коллекторы - выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, первый и второй пороговые элементы вьшолнены на соответственно первом и втором сравнивающих транзисторах, имеющих разную структуру, базы которых подключены к отводам соответственно первого и второго делителей напряжения, вторые выводы которых являются вторыми входами, а коллекторы первого и второго сравнивающих транзисторов - выходами соот- ветственно первого и второго порого- . вых элементов, первыми входами которых являются одни электроды соответственно третьего и четвертого диодов, другие электроды которьш подключены к эмиттерам соответственно первого и второго сравнивающих транзисторов, первый и второй управляемые элементы связи выполнены на первом и втором регулируемых транзисторах, имеющих разную структуру, базы которых являются управляющими входами соответственно первого и второго управляемых элементов связи, при этом первый сравнивающий и второй регулирующий транзисторы имеют одинаковую структуру.

Изобретение м.б. использовано в у-лях звуковой частоты с повьшением КПД. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений. У-ль содержит усилительные эл-ты 1 и 2, диоды 3 и 4, конденсаторы 5 и 6, управляемые эл-ты связи, вьшолнеавые на регулируемых транзисторах (Т) 7 и 8, ключевые эл-ты 9 и 10, пороговые эл-ты, выполненные на сравнивающих Т 11 и 12, диодах 13 и 14, делителях напряжения 15 и 16, выполненных каждый на резисторах (Р) 17 и 18, блоки сравнения, выполненные на вспомогательных Т 19 и 20, аттенюатор, выполненньй на Р 21 и 22, нагрузку 23, шины 24 и 25, источник 26 питания. Аналоговьй режим работы Т 7 и 8 предотвращает возникающее при ключевом их режиме резкое возрастание напряжения коллектор-эмиттер эл-тов 1 и 2. Это приводит к уменьшению нелинейных искажений напряжения на нагрузке 23. 1 ил.