Двухтактный усилитель мощности Советский патент 1992 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах связи и звуковоспроизведения, выполненных по интегральной технологии.

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого усилителя.

Двухтактный усилитель мощности содержит селектор 1 напряжения положительной полярности и селектор 2 напряжения отрицательной полярности, дифференциальные каскады 3 и 4 с симметричным входом и одиночным выходом, выходные транзисторы 5 и 6, резисторы 7 и 8 обратной связи по току, селекторы 1 и 2 содержат диоды 9 и 10 и резисторы 11 и 12, дифференциальные каскады 3 и 4 включают в себя источники 13 и 14 напряжения смещения.

Входы селекторов 1 и 2, которыми являются первые выводы резисторов 11 и 12, соединены с входом усилителя. Выходы се- лекторсв 1 и 2, которыми являются соединенные вторые выводы резисторов 11 и 12 с

первыми выводами диодов 9 и 10, соединены через источники 13 и 14 напряжения смещения с инвертирующими входами дифференциальных каскадов 3 и 4, выходы которых подключены к базам выходных транзисторов 5 и 6. Эмиттеры выходных транзисторов соединены с источниками питания соответствующей полярности, а коллекторы - с неинвертирующими входами дифференциальных каскадов 3 и 4 и подключены к первым выводам резисторов 7 и 8, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами диодов 9 и 10 и являются выходом усилителя.

Усилитель работает следующим образом.

При напряжении на входе, равном нулю, через резисторы 7 и 8 протекает ток коллектора покоя транзисторов 5 и 6, величина которого стабилизируется за счет отри- цательной обратной связи по току, напряжение которой с резисторов 7 и 8 подается на неинвертирующие входы каскадов 3 и 4.

сл

с

XI Јь

ND

сл

Для обеспечения максимальной стабильности тока покоя транзисторов 5 и 6, напряжение на резисторах 11 и 12, создаваемое входным током дифференциальных каскадов 3 и 4, а также дифференциальное напряжение между инвертирующим и неинвертирующим входом каскадов 3 и 4 должны быть минимальны и иметь величину много меньше величины напряжения источников 13 и 14 смещения, что достигается правильным выбором параметров элементов.

При выполнении этого условия выходное напряжение усилителя определяется следующими выражениями:

UBbix UBX+Ei3-U7;(1)

ивых иВх-Е14+ив,(2)

где Увых - напряжение на выходе;

IW - напряжение на входе;

Етз, Ј14 - ЭДС источников 13 и 14 смещения:

U, Us напряжение на резисторах 7 и 8, создаваемое током коллектора транзисторов 5 и 6 соответственно.

При входном напряжении, равном нулю, равенстве ЭДС источников 13 и 14 смещения между собой, равенстве сопротивлений резисторов 7 и 8 между со- оой выходное напряжение усилителя тоже равно нулю, а токи коллекторов транзисторов 5 и 6 равны току покоя. Напряжение на диодах 13 и 14 близко к нулю.

При положительном напряжении на входе усилителя ток коллектора транзистора 5 увеличивается, напряжение на резисторе 7 становится больше ЭДС источника 13 смещения и потенциал на выходе усилителя становится меньше потенциала на входе, что следует из выражения (1). Диод 9 закрывается, а диод 10 открывается. С входа усилителя через резистор 12 и диод 10 на выход течет ток. При правильном выборе параметров элементов падение напряжения на диоде 10 при этом токе должно быть много меньше ЭДС источника 14 смещения. В этом случае ток коллектора транзистора 6 остается близок току покоя, дифференциальный каскад 4 находится в линейном режиме стабилизации. При. изменении полярности входного напряжения с положительной на отрицательную ток коллектора транзистора 5 уменьшается до величины тока покоя, ток коллектора транзистора 6 увеличивается, напряжение на резисторе 8 становится больше ЭДС источника 14 смещения, а потенциал на выходе усилителя - больше потенциала на входе, что следует из выражения (2). При этом диод 10 закрывается, а диод 9 открывается, то коллектора транзистора 5 остается близок току покоя и

стабилизируется за счет отрицательной обратной связи.

При изменении полярности входного напряжения увеличение тока коллектора

выходных транзисторов 5 и 6 происходит начиная с величины тока покоя, который обеспечивает работу дифференциальных каскадов 3 и 4 и выходных транзисторов 5 и 6 в области линейного режима, что исключает временную задержку начала нарастания выходного напряжения другой полярности относительно спада выходного напряжения предыдущей полярности.

Благодаря подключению неинвертирующих входов дифференциальных каскадов 3 и 4 вместе с первыми выводами резисторов 7 и 8 к коллекторам выходных транзисторов 5 и 6, а также соединению вторых

выводов резисторов 7 и 8 и общих выводов селекторов 1 и 2 с выходом усилителя, при отсутствии входного сигнала синфазное напряжение на входах дифференциальных каскадов 3 и 4 отличается от половины

напряжения питания выходных транзисторов 5 и б на малую величину напряжения источников 13 и 14 смещения, что близко к оптимальному режиму работы каскадов 3 и 4, а вместе с отрицательной обратной

связью по току вводится отрицательная обратная связь по напряжению с коллекторов транзисторов 5 и 6 на вход дифференциальных каскадов 3 и 4.

Это приводит к дополнительному

уменьшению нелинейных искажений усиливаемого сигнала.

Формула изобретения

1.Двухтактный усилитель мощности, со- держащий в каждом плече селектор полярности, выход которого соединен с одним из входов дифференциального каскада с несимметричным выходом, соединенным с базой выходного транзистора с резистором в

цепи токовой обратной связи, первый вывод которого соединен с другим входом дифференциального каскада, при этом входы селекторов полярности обоих плеч объединены и являются входом двухтактного усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, в каждом плече первый вывод резистора токовой обратной связи соединен с коллектором выходного транзистора,

вторые выводы резисторов объединены, являются выходом двухтактного усилителя мощности и соединены с общими выводами селекторов полярности,

2.Усилитель мощности по п. 1, о т л и- чающийся тем, что селектор полярности

выполнен на диоде и резисторе, причем первый вывод резистора является входом, второй вывод соединен с одним выводом

диода и является выходом, а другой вывод диода является общим выводом селектора полярности.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре связи и звуковоспроизведения. Цель - уменьшение нелинейных искажений - обеспечивается за счет включения резисторов токовой цепи обратной связи в коллекторы выходных транзисторов каждого плеча двухтактного усилителя мощности и соединения общих выводов селекторов полярности с выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил

8ход

пит.

ъВь/хяЯ

°-Ј

ЛИП7.