Устройство автоматической стабилизации мощности Советский патент 1991 года по МПК H03G3/20 

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиопередающих устройствах и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1136306.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства автоматической стабилизации мощности; на фиг.2, 3 представлены принципиальные электрические схемы, иллюстрирующие выполнение датчика тока, потребляемого от управляемого источника питания преобразователя тока в напряжение, величина которого обратно пропорциональна величине тока и сумматора; на фиг.4 приведены нагрузочные характеристики, поясняющие работу устройства автоматической стабилизации мощности.

Устройство автоматической стабилизации мощности содержит регулируемый каскад 1, выходной усилитель 2 мощности.

датчик 3 выходной мощности, пороговый элемент 4, дискретный интегратор 5, управ ляемый источник 6 питания, датчик 7 остаточного напряжения, дополнительный дискретный интегратор 8, дополнительный пороговый элемент 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, антенный согласующий блок 11 и антенну 12, а также датчик тока 13, потребляемого от управляемого источника питания, преобразователь тока в напряжение 14 и сумматор 15.

Устройство работает следующим образом.

Пусть нагрузкой выходного усилителя 2 мощности является антенна 12, подключенная к выходу выходного усилителя 2 мощности через антенный согласующий блок 11 Тогда высокочастотная энергия с выхода выходного усилителя 2 мощности по фидеоу поступает в антенну 12 через антенный согласующий блок 11. Выходная мощность вы«ч$С

о

ходного усилителя 2 мощности контролируется датчиком 3 выходной мощности и преобразуется в постоянное управляющее напряжение, которое поступает на вход порогового элемента 4, Высокочастотное напряжение V с коллектора транзистора выходного усилителя 2 мощности поступает на датчик 7 остаточного напряжения, на второй вход которого с выхода управляемого источника 6 питания поступает напряжение коллекторного питания Е выходного усилителя 2 мощности. Напряжение с выхода дат- ика 7 остаточного напряжения, ропорциональное разности E-V, т.е. остаточному напряжению на коллекторе транзистора выходного усилителя 2 мощности, поступает на вход сумматора 15 На другой вход сумматора 15 с датчика 13 тока через преобразователь тока в напряжение 14 поступает напряжение, обратно пропорциональное коллекторному току транзистора выходного усилителя 2 мощности. Составляющие выходного напряжения сумматора 15 от датчика 7 остаточного напряжеия и от датчика тока 13 при 2н Рн0пт одинаковы и равны каждая половина порога срабатывания дополнительного порогового элемента 9 (где ZH - импеданс нагрузки; Рн0пт сопротивление нагрузки в оптимальном режиме). В зависимости от изменения импеданса нагрузки ZH режим выходного усилителя 2 мощности при неизменном напряжени питания усилителя 2 мощности может меняться от недонапряженного, когда (E-V)e0DT, a ZH RHom

до перенапряженного, когда

()еопт. a ZH RH0nT

где е0пт - остаточное напряжение в оптимальном режиме.

, Взаимодействие датчика 13 тока, преобразователя 14 и сумматора 15 поясняется отрезками динамических характеристик, приведенных на фиг.4 (отрезки Б,Г,Е - для известного устройства, а отрезки А,В,Д - для предлагаемого устройства; А,Б - для ZH RHonT ; В,Г - для ZH RH0rn : Д,Е - для ZH RH0nT .

В известном устройстве независимо от импеданса нагрузки остаточное напряжение остается неизменным и составляет величину е , поэтому при изменении тока от м Д° Ik напряжение на выходе источника 6 питания изменяется от E1ki до E1k2 . В предлагаемом устройстве при изменении тока от in до ik2 остаточное напряжение изменяется от ei до 62, поэтому напряжение на выходе источника 6 питания изменяется отЕкт до Ek2 , которые меньше Eki и в известном устройстве Это достигается

тем, что в предлагаемом устройстве система управления напряжением управляемого источника 6 питания поддерживает неизменной сумму составляющих в сумматоре 15,

одна из которых пропорциональна остаточному напряжению, а другая обратно пропорциональна току.

Если ZH RrionT то (Е-У)еОПт , а , при этом на выходе дополни0 тельного порогового элемента 9 появляется сигнал логического нуля, который подается на дополнительный дискретный интегратор 8 и на вход элемента ИЛИ-НЕ 10. По этому сигналу дополнитель5 ный дискретный интегратор 8 обеспечивает уменьшение напряжения коллекторного питания. Одновременно на выходе порогового элемента 4 появляется также сигнал логического нуля, который подается на второй

0 вход элемента ИЛИ-НЕ 10 Так как на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 10 появляются сигналы логического нуля, то на его выходе появлется сигнал логической единицы. По этому сигналу дискретный интегратор 5

5 обеспечивает увеличение напряжения возбуждения и пропорциональное увеличение тока и высокочастотного напряжения выходного усилителя 2 мощности, а также обратно пропорциональное изменение

0 (уменьшение) напряжения на выходе датчика 13 тока, что позволяет увеличить остаточное напряжение на коллекторе в установившемся режиме

Если гн КнОПт 1 то (E-V)e0riT, а выход5 ная мощность Р может быть как больше, так и меньше Р0пт.

При на выходе порогового элемента 4 появляется сигнал логической единицы, однако поскольку (E-V)e0ni, на

0 выходе дополнительного порогового элемента 9 появляется также сигнал логической единицы, поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 появляется сигнал логического нуля, по которому дискретный интегратор 5

5 Обеспечивает уменьшение напряжения возбуждения и пропорциональное уменьшение тока и высокочастотного напряжения выходного усилителя 2 мощности. Одновременно сигнал логической единицы

0 поступает с выхода дополнительного порогового элемента 9 на выход дополнительного дискретного интегратора 8, который обеспечивает увеличение напряжения управляемого источника 6 питания. Поскольку

5 при уменьшении коллекторного тока напряжение на выходе преобразователя 14 увеличивается, остаточное напряжение на коллекторе уменьшается, что позволяет уменьшить величину напряжения управляв мого источника 6 питания

При на выходе порогового элемента 4 появляется сигнал логического нуля, однако поскольку (E-V)e0nr, на выходе порогового элемента 9 появляется сигнал логической единицы, поэтому на выхрде элемента ИЛИ-НЕ 10 появляется сигнал логического нуля, по которому дискретный интегратор 5 обеспечивает уменьшение напряжения возбуждения, подаваемого на выходной усилитель 2 мощности.

Следовательно, несмотря на то, что с выхода датчика 3 выходной мощности в первом случае поступает управляющее напряжение, соответствующее необходимости уменьшения напряжения возбуждения, а во втором - увеличения, в обоих случаях на дискретный интегратор 5 регулируемого каскада 1 поступает сигнал логического нуля, по которому он обеспечивает уменьшение напряжения возбуждения. Такое уменьше- ние происходит до тех пор, пока с выхода дополнительного порогового элемента 9 не появится сигнал логического нуля, т.е. когда (E-V)eorn. Такой алгоритм необходим для того, чтобы предотвратить перегрузки уси-

лителя мощности в процессе увеличения напряжения коллекторного питания Е пр

Г1РИ этом в обоих случаях обеспечивается одновременное уменьшение остаточного напряжения на коллекторе транзистора выходного усилителя 2 мощности.

Формула изобретения Устройство автоматической стабилизации мощности по авт.св. № 1136306, отличающееся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона, в него введены датчик тока, потребляемого от управляемого источника питания, преобразователь тока в напряжение, величина которого обратно пропорциональна величине тока, подключенный к выходу датчика тока, потребляемого от управляемого источника питания, и сумматор, при этом датчик остаточного напряжения и дополнительный пороговый элемент последовательно соединены через сумматор, другой вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, величина которого обратно пропорциональна величине тока.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение динамического диапазона. Устройство автоматической стабилизации мощности содержит регулируемый каскад 1, выходной усилитель 2 мощности, датчик 3 выходной мощности, пороговые элементы 4 и 9, дискретные интеграторы 5 и 8, управляемый источник 6 питания, датчик 7 остаточного напряжения, элемент ИЛИ - НЕ 10, антенный согласующий блок 11, антенну 12. Цель достигается введением датчика тока 13, потребляемого от управляемого источника питания, а также введением преобразователя 14 тока в напряжение и сумматора 15. В данном устройстве система управления напряжением управляемого источника 6 питания поддерживает неизменной сумму составляющих в сумматоре 15, одна из которых пропорциональна остаточному напряжению, а другая обратно пропорциональна току. При этом для предотвращения перегрузки усилителя 2 мощности в устройстве осуществляется уменьшение остаточного напряжения на коллекторе транзистора усилителя 2 мощности. 4 ил.

Фиг.1

От Ш

КЬя.2,1

Ц Г

г

UJ IT

3fe- W

и

Г

«

фиг. г

U

л

л

teJ

Кдя.9

Г

Лг7Дл7

хи

/- I

-f

Л лгл/

IT

ft Ъ EKI fit BK

Pff&4

Ј

fat

Ј