Двухтактный усилитель мощности класса А Советский патент 1989 года по МПК H03F3/26 

да

iтi

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в линейных усилителях мощности электрических сигналов.

Цель изобретения - повышение КПД.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухтактного усилителя мощности класса А.

Двухтактный усилитель мощности класса А содержит двухтактный оконечный каскад 1, выполненный на биполярных транзисторах 2 и.З, нагрузку 4, блок 5 формирования возбуждающих сигналов, первый и второй блоки

6и 7 возведения сигнала в квадрат, а также первый и второй управляемые источники 8 и 9 тока.

Усилитель мощности работает следующим образом.

В блоке 5 формирования возбуждающих сигналов входной сигнал усилителя складывается с постоянными напря- жениями ЕСМ1 и ЕСм2 смещения транзисторов 2 и 3. Выходные сигналы блока 5 возводятся в квадрат соответственно первым и вторым блоками 6 и

7и преобразуются в токовые сигналы управляемыми источниками 8 и 9, При усилении гармонического сигнала коллекторные токи транзисторов 2 и 3 оп ределяются соотношением

ik(t)SK ECM+Ums incut

(1)

при ik

.7,1 It) 0,

Lk.HQC I к

где S - крутизна преобразования вход ного напряжения в коллекторный TOKJ

К - масштабный коэффициент; Есм - напряжение смещения транзисторов 2 и 3;

Um - амплитуда входного сигнала,- iк м«с ток коллектора насыщения.

Используя приведенное соотношение (1), составим систему уравнений, определенных в точках экстремумов (и) ,5 IT и u) ,5) :

ix.Hdc ПР И ,51T) О при ,5. (2)

Для усилителя, в котором транзисторы оконечного каскада работают в критическом режиме на всем размахе

нагрузочной характеристики, т.е.

- n 5-

КОГДа 1К мыкс - 1 к. нас a L К w«M U

из системы уравнений (2) следует

Формула изобретения

ЕСМ U™ 0,5Ч,нас /SK

Двухтактный усилитель мощности класса А, содержащий двухтактный рко- нечный каскад, выполненный на биполярных транзисторах противоположной структуры, выход которого соединен с (3) нагрузкой, и блок формирования возПодставив выражение (3) в (1), получим формулу для коллекторных токоь транзисторов 2 и 3 в критическом режиме i

к кР(О: ,.Kp(t) 0,25

к.нас

(1+sinw t)2

0,375 i -0,125 i

k.H«c

k. нас

tO,5 iK.Hecsinw t - cos 2ы t ,

(4)

Ток нагрузки 4 (t)-iK(t). Используя выражение (4), получим

i

к.нас

S 1П (t) t

15

30

20

25

35

При усилении бигармонического сигнала коллекторные токи транзисторов 2 и 3 определяются соотношением

iK(t) 0,25 1к.нс,с 1tO,5(sinW,t+

j

+ s inuj.jt) 0,25 iK.Me(c ilt(sinto,t+ +sinwzt)+0,25 1-cosZui, w7t + +cos(u,-tu4)t-cos(uj, + u)t)t .(5)

Подставляя (5) в формулу для расчета тока нагрузки, получим:

1Н 0,5 i.K Hac (sinu;1t+sinu)1t).

Следовательно, в спектре выходного сигнала двухтактного усилителя токи коллекторов транзисторов оконечного каскада которого меняются по закону (1), отсутствуют нелинейные искажения усиливаемого сигнала.

КПД усилителя класса А с активной нагрузкой может быть записан в виде формулы

1 0,5 fKp , ,

(6)

где

- коэффициент использования

напряжения питания оконечного каскада в критическом режиме ;

dlfd0- коэффициенты, отражающие со- ответственно уровни первой гармоники и постоянной составляющей в уравнении (4). Предельный КПД предлагаемого усилителя в соответствии с формулой (6) составляет 66,7%.

Формула изобретения

5 1532996

буждающих сигналов, вход которогоходы блока формирования возбудцаюявляется входом двухтактного усили-пшх сигналов подключены соответствентеля мощности класса А, о т л и ч а-но к входам первого и второго блою щ и и с я тем, что, с целью повы-ков возведения сигнала в квадрат, вышения КПД, введены первый и второй ходы которых через соответствующие

блоки возведения сигнала в квадрат иуправляемые источники тока подключепервый и второй управляемые источни-ны к первому и второму входам двухки тока, причем первый и второй вы-тактного оконечного каскада.

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение КПД. Усилитель содержит двухтактный оконечный каскад 1, выполненный на биполярных транзисторах 2 и 3, нагрузку 4, блок формирования 5 возбуждающих сигналов, блоки возведения 6 и 7 сигнала и квадрат и управляемые источники 8 и 9 тока. Входной сигнал усилителя складывается в блоке формирования 5 с постоянными напряжениями смещения транзисторов 2 и 3. Полученные сигналы затем возводятся в квадрат в блоках возведения 6 и 7 и далее преобразуются источниками 8 и 9 в токовые сигналы, которые поступают через каскад 1 в нагрузку 4. Цель достигается за счет устранения нелинейных искажений усиливаемого сигнала с помощью введенных блоков возведения 6 и 7 в квадрат и источников 8 и 9. 1 ил.