Усилитель мощности Советский патент 1988 года по МПК H03F1/34 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к усилителям, и может быть использовано в бортовых и наземных радиотехнических системах связи и навигации, в радиопередатчиках, в радиовещании и в измерительной технике, и является усовершенствованием известного усилителя мощности по авт. св. № II19163.

Цель изобретения - повышение выходной мощности при сохранении заданного уровня комбинационных искажений.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усили- . теля мощности.

Усилитель мощности содержит вход-- ной двухтактный каскад 1, выполненный на полевых транзисторах 2 и 3, блоке 4 питания и согласования, входном блоке 5, формирующем амплитудно- частотную характеристику, первой цепи 6, выполненной на первом прямо- смещенном диоде 7, перв ом обратносмс- щенном варикапе 8, первом конденсаторе 9, втором прямосмешенном варикапе 10, втором обратносмещенном диодс I1, второй цепи 12, третьем обратносмещенном диоде 13, третьем прямо- смещенном варикапе 14, втором конден саторе 15, четвертом обрятносмещенном варикапе 16, четвертом прямосмещенно диопе 17, первой и второй резистивные делители 18 и 19 напрянения, нагрузку 20, резистор-датчик 21, детектор 22, параллельн;л1 1 огранич1 тель 23 сверху, выполненньш на потенциометре 24 и

резисторах 25

16, диоде 27, сумма-ор 28, выполненный на операционном усилителе 29, резисторах 30 и 31, потенциометре 32, источник 33 опорного напряжения, делитель 34 опорного напряжения, выполненный на потенцио- метре 35, диоде 36.

Усилитель мощности работает щим образом.

При отсутствии сигнала на выходе усилителя мощности напряжение детектора 22 равно нулю, а напряжение смещения U|,,| на затворах полевых транзисторов 2 и 3 входного двухтактного каскада 1 постоянно и определяется положением движка потенциометра 35 и коэффициенто:- yc лeния операционного усш/ителя 29. При этом первьм пря мосмсщениь й диод 7 открыт прямьм (г1риложенЕ1ым к аноду) напряжением, .определяемом из соотнощеиия U -UtM-U,op,

где - напряжение на затворе, соответствующее минимальной емкости транзистора С., . ,

МИМ

величина которого определена делителем 34 опорного напряжения.

При отсутствии сигнала третий обра тносмещенный диод 13 закрыт обратным напряжением, величина которого определена из соотнощения

0

0

5

где и

,„-(и

ПОР откР

ОТКР

0

- напряжение открьгоания третьего обратносмещенно- го диода 13.

Переменный входной сигнал, поданный на вход усилителя мощности после усиления поступает в нагрузку 20 и через резистор-датчик 21 на детектор 22, в котором трансформируется трансформатором и детектируется. Далее сигнал поступает на параллельный ограничитель 23, при этом положение движка потенциометра 24 определяет величину опорного напряжения параллельного ограничителя 23, причем ве личина резистора 26 должна удовлетворять условию

,

(Сигнал с параллельного ограничителя 23 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 29, усиливая по напряжению в К раз, где К определяется по соотношен То

К 1 + Зо Кз1 R 31

Веаичина напряжения смешения, подаваемого на затворы полевых траг- зисторов через резисторы смещения, определяется положением движка потенциометра 32, величина которого должна удовлетворять условию

Т V Хаким образом, осуществляется отрицательная обратная связь по огиба;--, улей, на затворе полевого транзистора кроме постоянной составляющей, присутствует переменная составляющая - огибающая ВЧ-сигнала.

При уве шчении напряжения на зат воре (положительная полуволна напряжения) с увеличивающейся входной емкостью С з„ суммируется у екьшающгясч амкосгь первого обратнос ещен-ного зарикапа 8. При уменьшрнии , переменного напряжения на зат поре до 0),др ) компенсаца-я входно;. емкости происходит за счет емкость

3I

этого варикапа 8. При дальнейшем уменьшении мгновенной величины входного напряжения первый прямосмещенны диод 7 запирается и одновременно отпирается третий обратносметенный диод 13, который подключает к входу транзистора третий прямосмещеннь:й варикап 14, уменьшение емкости которог компенсирует возрастание входной ем- кости транзистора С j и до .

Одновременное запирание первого прямосмещенного диода 7 и открьгеание третьего обратносмещенного диода достигается разницей смещения, опреде- ляемой прямым падением напряжения на диоде 36, входящем в состав делителя 34 опорного напряжения.

Таким образом, включение лельно затвору полевого транзистора двух цепей, содержащих варикапы - электронно-управляемые емкости - обеспечивает постоянство величины входной емкости транзистора, представляющей собой сумму двух нелиней-- ных зависимостей, а именно емкости затвор-исток полевого транзистора и емкости варикапа. При этом первая цепь обеспечивает компенсацию нелинейной завис11мости затвор-исток при воздействии положительной полуволны сигнала, а вторая-при воздействии отрицательной полуволны. При выборе варикапов с соответствующими вольт- фарадными характеристиками с мъ арыяя

17

емкость не зависит от напряжения на затворе и равна С .

Устранение нелинейной зависимости входной емкости полевого транзистора от напряжения на затворе позволяет создать ф11пьтры верхних и частот ВЧ. Формула изобретения

Усилитель мощности по авт. св. № П19163, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной мощности при сохранении заданного уровня комбинационных искажений, между затворами полевых транзисторов введены первая и вторая цепи, при этом первая цепь вьтолнена на последовательно соединенных первом прямо- смещенном диоде, первом обратносме- щенном варикапе, первом конденсаторе, втором прямосмешенном варикапе и втором обратносмещенном диоде, вторая цепь выполнена на третьем обратносмещенном диоде, третьем прямосмещен- ном варикапе, втором конденсаторе, четвертом обратносмещенном варикапе и четвертом прямосмещенном диоде, а катоды диодов первой цепи и аноды диодов второй цепи объединены соответственно через первый и второй ре- зистивные делители напряжений, отводы которых соединены с соответствующими ньшодами делителя опорного напряжения, подключенного к выходу источни ка опорного напряжения.

Изобретение относится к радиотехнике, м.б. использовано в бортовых и наземных радиотехнических системах связи и навигации, в радиопередатчиках, в радиовещании и в измерительной технике. Цель изобретения - повышение-выходной мощности при сохране- ни и заданного уровня комбинационных I 6 rfrlF искажений. Включение параллельно затвору полевого транзистора двух цепей 6, 12, содержащих варикапы - электронно-управляемые емкости, обеспечивает постоянство величины входной емкости транзистора, представляющей собой сумму двух нелинейных зависимостей, а именно емкости затвор-исток полевого транзистора и емкости варикапа. Цепь 6 обеспечивает компенсацию нелинейной зависимости затвор-исток при воздействии положительной полуволны сигнала, а цепь 12 - цри воздействии отрицательной полуволны. Устранение нелинейной зависимости . входной емкости полевого транзистора от напряжения на затворе позволяет создать фильтры верхних и нижних частот ВЧ. 1 ил. с (Л , .Ж-,1У|. к СП 4 N)