Радиопередатчик Советский патент 1988 года по МПК H04B1/04 

4i

IsS

ч1

СД

00

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования передаваемых сигналов со сложением мощностей. Цель изобретения - повышение надежности путем защиты от перегрузок,транзисторов блока N транзисторных у-лей мощности. Радиопередатчик содержит возбудитель 1, управляемый аттенюатор 2, блок 3 транзисторных у-лей мощности, направленный ответвитель 4, нагрузку 4, дифференциальный у-ль 7, ампл 1тудный детектор 8, фильтр нижних частот (ФНЧ) 9, управляемый делитель напряжения (УДН) 13, L элементов сравнения 14-, L источников 15 опорного напряжения. Для достижения цели в радиопередатчик введены датчик 6 уровня мощности возбудителя, управляемый ключ 10, ФНЧ 11, УДН 12. В предложенном устр-ве обеспечивается номинальный режим работы исправных транзисторных у-лей мощности блока 3 Е установившемся режиме и исключаются пере- грузки в переходном режиме. 2 ил.

Фив.}

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования пер едаваемых сигналов со сложением мощностей.

Цель изобретения - повышение надежности путем защиты от перегрузок транзисторов блока N транзисторных усилителей мощнос ти.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого радиопередатчика; на фиг.2 - пример выполнения первого и второго управляемых делителей напряжения.

Радиопередатчик содержит возбудитель 1, управляемый аттенюатор 2, блок 3 N транзисторных усилителей мощности, направленный ответвитель 4 нагрузку 5, датчик 6 уровня мощности возбудителя, дифференциальный усилитель 7, амплитудный детектор 8, первый фильтр 9 нижних частот (ФНЧ), управляемый ключ 10, второй фильтр 11 нижних частот (ФНЧ), второй управляемый делитель 12 напряжения, первый управляемый делитель 13 напряжения, L элементов сравнения 14, 142,..., 14ц, L источников 15, 15,...,15 опорного напрязкения.

Первый и второй управляемые дели- т-ели напряжения 13(12) содержат резистор 16, L (N) коммутируемых резисторов 17,, (n регулируемый резистор 18, L(N) транзисторов 19, , 19;,. .. , 19(ы) источник 20 постоянного напряжения.

Радиопередатчик работает следующим образом.

Управляемый аттенюатор 2 выполнен таким образом, чтобы при увеличении сигнала на инвертирующем входе дифференциального усилителя 7 затухание управляемого аттенюатора 2 увеличивается, а при увеличении сигнала на неинвертирующем в ходе дифференциального усилителя 7 уменьшается.

Блок 3 N транзисторных усилителей мощности содержит N транзисторных усилителей мощности, которые соединены между собой по схеме сложения мощностей (например, включены-между соответствующими выходами и входами мостовых делителей и сумматоров мощности) . Каждый из N транзисторных усилителей мощности снабжен датчиком характеризующим состояние транзисторного усилителя мощности (исправен- неисправен) . Датчик может быть выполнен, например, в виде резистора.

который включен между общей шиной и соответствующим выводом эмиттерной цепи транзистора. Постоянные напряже- ния, образующиеся на этих резисторах, поступают на выходы контрольных сигналов, блока 3.

В исходном состоянии (высокочастотный сигнал на выходе возбудителя 0 .1 отсутствует, напряжение питания , на радиопередатчик подано) выходная мощность блока 3, напряжения на N его выходах контрольных сигналов и напряжения на выходе датчика 6 и амп- 5 литудного детектора 8 равны нулю. Управляемый аттенюатор 2 имеет максимальное затухание. При этом выходное напряжение второго управляемого делителя 12 напряжения максимальное 0 (транзисторы 9,9.19fj закрыты) и должно превьшать любое из опорных напряжений L.источников 15,, 152,...,15, поданных на первые входы соответствующих элементов сравне- 5 ния 14,,14,...,14,. В этом случае выходные напряжения элементов сравнения 14, , 14, .-.., 14ц, выполненных, например, в виде компараторов напряжения, соответствуют уровню 1.

Все L транзисторов управляемого делителя 13 напряжения находятся в замкнутом состоянии и напряжение на его выходе Е определяется вьфаже- нием

E,P.N(1-L/N) .K4j,, (1) 5 где Р. - номинальная выходная мощность одного из N транзисторных усилителей мощности, блока 3;

коэффициент передачи цепи, выполненной из последовательно соединенных направленного ответвителя 4, амплитудного детектора 8 и ФНЧ 9:

заранее принятое максимально допустимое число транзисторных усилителей мощности блока 3, которые могут отказать.

При поступлении сигнала с возбудителя 1 на выходе датчика 6 появляется напряжение, поступающее на управляющий вход ключа 10, который срабатывает и подключает выход управляемого 5 делителя 13 напряжения к входу ФНЧ 11. Напряжение на выходе ФНЧ 11 начинает плавно нарастать с постоянной времени Tj до величины Е. Аналогично растет

0

0

5

0

К

AD

L

напряжение на управляющем входе управляемого аттенюатора 2, на который оно поступает с выхода ФНЧ 11 через дифференциальный усилитель 7.i

Затухание управляемого аттенюатора 2 плавно уменьшается, а высокочастотный сигнал на входе и соответственно на выходе блока 3 также плавно без

и отключают соответствующие из L ре зисторов 17, подключенные параллель регулируемому резистору .IS. Напряже ние на выходе управляемого делителя 13 напряжения скачком возрастает и становится равным N(1-K/N)K

15

20

25

30

при OfeKiL. При этом напряжение на выходе ФНЧ 11 плавно увеличивается выброса при , , где . - постоян- Ю ДО значения Е и уровень выходной ная времени ФНЧ 9, возрастает и стре- мощности стабилизируется на уровне мится к значению РЬ,.( 1- -L/N)2, где РВЫХ выходная мощность блока 3, При этом с (N-K) исправных транзисторных усилителей мощности блока 3, где К - количество отказавших транзисторных усилителей мощности блока 3, на соответствующие выходы контрольных сигналов блока 3 поступают и также плавно нарастают напряжения контрольных сигналов. Эти напряжения поступают на входы соответствующих транзисторов 19 из N транзисторов управляемого делителя 12 напряжения. В определенный момент времени эти транзисторы открываются. Параллельно регулируемому резистору 18 управляемого делителя 12 напряжения подключаются соответственно (N-K) соответствующих резисторов из N резисторов 17 и напряжение на выходе управляемого делителя 12 напряжения ; понижается. Чем меньше К - число отказавших тра нзисторных усилителей мощности, тем ниже напряжение на выходе управляемого делителя 12 напряжения и соответственно тем ниже напряжение на вторых входах элементов сравнения 14 ,, 14,.. ., 14t,.

В том случае, когда все транзисторные усилители мощности блока 3 исправны (), выходное напряжение управляемого делителя 12 напряжения должно быть ниже любого из опорных напряжений источников опорных напряжений 15,,15,...,15.

При числе отказавших транзисторных усилителей мощности блока 3 К, меньшем предельно допустимого числа их L, напряжение на вторых входах (L-K) из L элементов сравнения 14 становятся ниже опорных напряжений, поступающих на их первые входы от источников 15 д, 15 ,. .., 15. При этом напряжения, на выходах (L-K) из L элементов сравнения 14, , Hj, ... , 14j соответствуют уровню (L-К) транзисторов из L транзисторов 19 управляемого делителя 13 напряжения закрываются

РФ, (1-K/N)S соответствующем числу К отказавших транзисторных усилителей мощности блока 3.

Выше рассматривалась работа радио передатчика в процессе erd включения при условии, что до его включения в нем могли содержаться отказавшие транзисторные усилители мощности, число которых OiKtL. При отказах транзисторных усилителей мощности блока 3, происшедших в процессе рабо ты радиопередатчика, напряжение на выходе ФНЧ 9 снижается в соответстви с выражением

иф, (1-К/)-Кдп (2)

Контрольные сигналы на выходах блока 3, соединенных с отказавшими транзисторными усилителями мощности блока 3, становятся равными нулю. При этом соответствующее число транзисторов 19 в управляемом делителе 12 напряжения закрывается к напряжение на его выходе и соответствеьгно на вторых входах элементов сравнения 14,,...,14j возрастает и на выходах соответствующих элементов сравнения 14 напряжение становится pasHEJM 1. В этом случае открывается соответствующее число транзисторов -19 в управ ляемом делителе 13 напряжения и напряжение на его выходе снижается в соответствии с выражением (1),

Таким образом, на обоих входах дифференциального усилителя 7 напряжения сигналов уменьшаются на одну и ту же величину. При э том принимает ся, что коэффициент передачи последо вательной цепи, содержащей управляемый ключ 10 и второй ФНЧ 11, равен единице. Следовательно, напряжение на управляющем входе управляемого аттенюатора 2 остается неизменньм. При этом остается неизменным и затухание управляемого аттенюатора 2, а также уровни входных мощностей транзисторных усилителей мощности блока 3.

35

40

45

50

и отключают соответствующие из L резисторов 17, подключенные параллельно регулируемому резистору .IS. Напряжение на выходе управляемого делителя 13 напряжения скачком возрастает и становится равным N(1-K/N)

при OfeKiL. При этом напряжение на выходе ФНЧ 11 плавно увеличивается ДО значения Е и уровень выходной мощности стабилизируется на уровне

5

0

5

0

при OfeKiL. При этом напряжение на выходе ФНЧ 11 плавно увеличивается ДО значения Е и уровень выходной мощности стабилизируется на уровне

РФ, (1-K/N)S соответствующем числу К отказавших транзисторных усилителей мощности блока 3.

Выше рассматривалась работа радиопередатчика в процессе erd включения, при условии, что до его включения в нем могли содержаться отказавшие транзисторные усилители мощности, число которых OiKtL. При отказах транзисторных усилителей мощности блока 3, происшедших в процессе работы радиопередатчика, напряжение на выходе ФНЧ 9 снижается в соответствии с выражением

иф, (1-К/)-Кдп (2)

Контрольные сигналы на выходах блока 3, соединенных с отказавшими транзисторными усилителями мощности блока 3, становятся равными нулю. При этом соответствующее число транзисторов 19 в управляемом делителе 12 напряжения закрывается к напряжение на его выходе и соответствеьгно на вторых входах элементов сравнения 14,,...,14j возрастает и на выходах соответствующих элементов сравнения 14 напряжение становится pasHEJM 1. В этом случае открывается соответствующее число транзисторов -19 в управляемом делителе 13 напряжения и напряжение на его выходе снижается в соответствии с выражением (1),

Таким образом, на обоих входах дифференциального усилителя 7 напряжения сигналов уменьшаются на одну и ту же величину. При э том принимается, что коэффициент передачи последовательной цепи, содержащей управляемый ключ 10 и второй ФНЧ 11, равен единице. Следовательно, напряжение на управляющем входе управляемого аттенюатора 2 остается неизменньм. При этом остается неизменным и затухание управляемого аттенюатора 2, а также уровни входных мощностей транзисторных усилителей мощности блока 3.

5

0

5

0

Таким образом, при отказе части транзисторных усилителей мощности блока 3 оставшиеся работоспособные транзисторные усилители мощности продолжают работать в номинальном режиме. Во избежание перегрузки tpaHSHCTOpHMx усилителей мощности блока 3 в переходном режиме при их отказах в процессе работы радиопере- датчика необходимо обеспечить условие t, . Учитывая, что выше для режима включения радиопередатчика бьто принято cj Э; о, , то для исключения перегрузки в обоих случаях долж- HO выполняться равенство При этом абсолютные значения Cj и С, должны быть такими, чтобы время нарастания сигналов на входах дифференциального усилителя- 7 определялось только перв ым 9 и вторым 11 ФНЧ,- Таким образом5 в предлагаемом устройстве обеспечивается номинальный режим работы исправных транзисторных усилителей мощности блока 3 в установив- шемся режиме и исключаются перегрузк в переходном реншме.

Форму, л а изобретения

Радиопередатчик, содержащий последовательно соединенные возбудитель, управляемый аттенюатор и блок N транзисторных усилителей мощности, направленный ответвитель, вход которого соединен с выходом суммарного сигна ла блока N транзисторных усилителей мощности, а выход основного канала

„

IQ ig о25

30

ЗЕ;

с нагрузкой, дифференциальный усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом вспомогательного канала направленного ответвителя, и первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, L злементов сравнения, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего из L источников опорного-напряжения, первый управляемый-делитель напряжения,.каждый из управляющих входов которого соединен с выходом соответствующего из L элементов сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем защиты от перегрузок транзисторов блока N транзисторных усилителей мощности, введен второй управляемый делитель напряжения, каждый из входов которого соединен с соответствующим из N выходов контрольных сигналов блока N транзисторных усилителей мощности, а выход - с вторыми входами L элементов сравнения, выходом возбудителя и неинвертирующим входом дифференциального усилителя введены последовательно соединенные датчик уровня мощности возбудителя, управляемый ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя нап зяжения, и второй фильтр нижних частот, где (N-1).

Фие. 2

Выход