УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1971 года по МПК H03F3/20 

Известные усилители содержат предварительный усилитель с гальванически согдиненными транзисторами, развязанными между собой одним или двумя эмиттерными повторителями, а также двухтактный усилитэль мощности на транзисторах с дополнительной симметрией и нагрузку.

Цель изобретения - повышение устойчивости и экономичности усилителя и уменьшение нелинейных искажений.

Для этого в предлагаемом усилителе низкой частоты, содержащем нредоконечный усилитель с гальванически соединенными транзисторами, развязанными между собой одним или двумя эмиттерными повторителями, а также двухтактный усилитель мощности и нагрузку, коллектор транзистора предмощного каскада одновременно нодключен к базам пары транзисторов задающего каскада усилителя мощности, эмиттеры которых соединены между собой посредством диода, зашунтированного конденсатором, а с базами другой нары транзисторов выходного каскада усилителя мощности, включенных аналогично, п со своим диодом, анод которого одновременно подключен через делитель на резисторах к базе входного транзистора усилителя и через соответствующие конденсаторы - к базе транзистора нредмощного каскада, а также к нагрузке, например громкоговорителю, причем часть делителя шунтирована на земляную шину последовательно соединенными резистором и конденсатором.

В предлагаемом устройстве транзисторы усилителя мощности работают не с прямым смещением, как обычно, а с занирающим. Это обеспечивает высокую устойчивость выходных каскадов к воздействию повышенных температур окружающей среды и к изменениям напряжения питания. Ток покоя усилителя мощности в таком включении не превышает обратного тока коллекторных нереходов транзисторов.

В связи с этим отпадает необходимость применения сложных схем стабилизации тока покоя на определенном уровне как при изменении температуры, так и при из.менеиии напрянсения питания.

Условия отвода тепла от мощных транзисторов также облегчаются но сравнению с известными схемами.

Несмотря на отсутствие начального смещения в мощных каскадах, нелинейные искал еиия, вносимые усилителем в тракт, невелики. Значения коэффициента нелинейных искажений 1 % и менее являются легко достижимыми. Небольшой уровень гармоннк обеспечивается глубокой обратной связью, использованной в усилителе. Для большинстсва случаев, встречающихся на нрактике, глубина обратной связи составляет 36-55 дб. Схема обладает достаточным запасом устойчивости и хорошей повторяемостью характеристик на транзисторах различных типов благодаря гальваиичгской связи между всеми каскадами усилителя, минимальному количеству ргактивиых элементов (по одному конденсатору на входе и выходе, а также в цепях общей и местной отрицательной обратной связи), а также ограничению предельного коэффициента усилэния. На чертеже приведена основная схема предлагаемого усилителя. Усилитель состоит из предоконечного усилителя и усилителя мощности. Предоконечный усилитель ВЫПОЛНЕН на кремниевых транзисторах /-4 одного типа проводимости. Транзисторы /, 5 и 4 включены по схемг с общим эмиттером и соединены гальванической связью. Для получения высокого коэффициента усиления между транзисторами 3 включен эмиттерный повторитель, вынолненный на транзисторе 2, такого же типа проводимости как и остальные транзисторы. В случае недостаточного запаса усиления в схгму дополнительно может быть введен еще один эмиттерный повторитель между каскадами, собранными на транзисторах 3 н 4. Сопротивления 5, 6 и 7 являются нагрузочными и определяют режим транзисторов 1, 3 и 4 ЕО постоянному току. Сонротивления 8, 9 и 10 служат для ограничения максимально возмольного коэффициента усиления на уровне около 85 дб. Влияние этих сопротивлений на режим транзисторов по постоянному току пренебрежимо мало. Усилитель мощности выполнен на транзисторах с дополнительной симметрией (транзисторы 11 н 12 - в задающем, транзисторы 13 и М --в выходном каскадах). Базы транзисторов 1} vi 12 соединены непосредственно одна с другой, а также с коллектором транзистора 4 предоконечного усилителя. Базы транзисторов 13 и 14 также соединены между собой непосредственно и подключены к выходу задающего каскада. Эмиттгры транзисторов различного тока проводимости в задающем и в выходном каскадах связаны между собой посредством диодов 15 и 16 с прямым падением напряжения около 0,7 е. Диоды 15 и 16 зашунтированы конденсаторами 17 и 18 небольшой емкости. Выход усилителя мощности связан с нагрузкой 19 посредством конденсатора 20, а также соединен с базой входного транзистора / предоконечного усилителя при помощи делителя напряжения на резисторах 21, 22 и 23. Кроме того, между выходом усилителя мощности и базой транзистора 4 предмощиого каскада включен конденсатор 24, обеспечивающий связь в области верхних частот. Величина общей отрицательной обратной епи дглителя напряжения на резисторах 21, 2 и 23 и регулируется изменением резистоа 7, шунтирующего делитель в точке соедиения резисторов 21 и 22 на земляную шину через конденсатор 25. Для эффективности действия обратной свяи база входного транзистора 1 подключена к источнику сигнала через резистор 26 и разделительный конденсатор 27. Чтобы нелинейные искажения усилителя находились в пределах 0,2-1%, требуется глубина обратной связи около 55-36 дб. Это вызвано тем, что транзисторы усилителя мощности находятся под начальным запирающим смещением свыше 0,5 в, обеспечиваемым диодами 15 и 16. Изменение температуры окруньающей среды в широких пределах не оказывает существенного влияния на характеристики и режим усилителя, как это имеэт место в каскадах с прямосмещенными транзисторами. Изменения напряжения питания в данной схеме, если при этом не превышаются предельно допустимые данные транзисторов, приводят только к изменению величины максимально отдаваемой мощности. Предлагаемый усилитель не нуждается в стабилизации напряжения смещения, так как ток покоя и изменения его при запертых транзисторах весьма незначительны, и они практически не влияют на режим транзисторов. Усилитель мощности может быть выполнен как на кремниевых, так и на германиевых транзисторах, а также с одновременным нримеиением транзисторов того и другого тина. Предмет изобретения Усилитель низкой частоты, содержащий предварительный усилитель с гальванически соединенными транзисторами, развязанными между собой одним или двумя эмиттерными повторителями, а также двухтактный усилитель мощности на транзисторах с дополнительной симметрией и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и экономичности усилителя, а также уменьшения нелинейных искажений, коллектор транзистора предмощного каскада предварительного усилителя подключен к базам пары транзисторов задающего каскада усилителя мощности, между эмиттерами которых включен диод, зашунтированный конденсатором, причем анод диода соединен с базами другой пары транзисторов выходного каскада усилителя мощности, включенных аналогично, и со своим диодом, анод которого одновременно подключен через делитель на резисторах к базе входного транзистора усилителя и через соответствующие конденсаторы - к базе транзистора предмощного каскада, а также к нагрузке, например громкоговорителю, причем часть делителя шунтирована на земляную шину последовательно соединенными резисто19