ВСЕСОЮЗНАЯ 1 Советский патент 1972 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к технике широкополосного усиления мощности в диапазоне коротких волн, и может быть использовано при построении широкополосных усилителей мош.ности, способных эффективно работать в качестве неперестраиваемых оконечных каскадов радиопередатчиков на изменяющуюся нагрузку.

Известны усилители мощности с распределенным усилением, содержащие две группы электронных ламп, анодные цепи которых включены в звенья общей для всех ламп искусственной линии. Причем первая группа ламп включена по схеме с общим катодом л содержит общие для всех ламп этой группы однородные входную и согласованную с балластной нагрузкой выходную линии; а вторая группа ламп содержит однородную входную линию и связанную с нагрузкой неоднородную выходную линию, волновое сопротивление которой уменьшается к нагрузке.

Целью изобретения является снижение нелинейных искажений, обеспечение постоянства выходной мощности при работе на изменяющуюся нагрузку, повышение к. п. д. усилителя.

Это достигается тем, что в усилителе лампы второй группы включены по схеме с общим анодом. Причем входная линия этой группы

ламп через дополнительный согласующий элемент, например сопротивление, подключена к нагрузке параллельно выходной линии. Упомянутая общая искусственная линия образована выходной линией первой группы ламп и входной линией второй группы, связанными непосредственно или, например, через трансформатор, а входная линия первой группы ламп нагружена на балластное сопротивление.

На чертеже представлена упрощенная схема усилителя.

Усилитель выполнен по одиотактной схеме и содержит две группы ламп. Первая группа построена на тетродах , 2 п 3, включенных

по схеме с общим катодом. Однородная входная линия этой группы образована входными емкостями тетродов и катущками индуктивности 4 и нагружена }ia балластное сопротивление 5. Однородная выходная линия образована выходными емкостями тетродов, включая монтажную емкость, и катушками индуктивностн 6 и снабжена балластным соиротивлением 7.

Вторая группа построена, нaпpн ep, на

триодах 8-//, включенных но схеме с общим анодом, и содержит однородную входную и неоднородную выходную искусственные линии.

Звенья входной линии этой группы ламп образованы межэлектродными и монтажными

катушками индуктивности 12. Звенья выходной линии образованы межэлектродными и монталсными емкостями анод-катод триодов, дополнительными конденсаторами 13 и катушками индуктивности 14. Постоянные распространения для всех звеньев входных и выходных линий обеих групп ламп выбра«ы одинаковыми.

Анодные цепи ламп первой и второй группы включены в звенья обш,ей для всех ламп усилителя .искусственной линии, которая образована выходной линией первой группы ламп и входной линией второй группы. Волновые сопротивления этих линий выбираются одинаковыми. Если волновые сопротивления зтих линий различны, то возможно соединение их при помощи согласующего трансформатора. Выходная линия второй группы ламп нагрул ена на сопротивление 15. Входная линия этой группы подключена к сопротивлению 15 через дополнительное сопротивление 16 (или через трансформатор). Для широкополосного согласования линий с балластными сопротивлениями, сопротивлением «агрузки и выходным сопротивлением источника усиливаемого сигнала применены согласуюш:ие нолузвенья 17 (на схеме обведены пунктиром).

Питание анодов всех ламп осуществляется от общего источника.

Питание цепи .накала ламп второй группы осуществляется, например, через Г-образные фильтры, образованные дросселями 18 и блокировочными конденсаторами 19, для устранения влияния емкости катод-подогреватель триодов (на работу усилителя. Подача постоянного напряжения на остальные электроды ламп осуществляется обычными методами.

Конденсаторы 20 служат для создания нулевого высокочастотного потенциала на анодах триодов 8-11. Конденсаторы 21 - разделительные.

Волновое сопротивление звеньев неоднородной выходной линии второй группы ламп уменьшается к нагрузке по закону;

г 2ВЫх1

Р 2вы.х

где г - номер звена,

Р выхг- волновое сопротивление i-ro звена, Р2ВЫ.Ч1- волновое сопротивление первого звена, которое выбирается достаточио большим.

В частном случае номинальные мощности тетродов и триодов в режиме без сеточных токов для выбранного анодного напряжения одинаковы

п,

rBhlXl

Р2 DUXl 2

где риых - волновое сопротивление выходной линии первой группы ламп, Hi - число тетродов в первой группе. При этом обеспечивается максимальное использование триодов второй группы по мощности.

Количество ламп в первой и второй группе определяется заданным усилением (заданным значением выходной мощности).

Для получения большей мощности на выход усилителя можно включить еще одну или более группы ламп, аналогичных второй группе, но построенных на более мощных лампах. Предлагаемый усилитель может быть выполнен в двухтактном варианте. Вместо триодов во второй группе ламп могут быть использованы тетроды в триодном включении. При этом сетки тетрода соединяются по высокой частоте. При подаче на вход усилителя, работающего, например, в режиме класса А,

синусоидального напряжения от источника усиливаемого сигнала, первая группа ламп работает как обычный усилитель мощности с распределенным усилением с однородной анодной линией. Усиленное первой группой ламп

напряжение поступает во входную искусственную линию второй группы н распространяется в ней в виде бегущей воллы по направлению к сопротивлению 15, с которым входная линия связана через сопротивление 16.

При достижении бегущей волной напряжения входной цепи триода 8 в триоде возникает ток, амплитуда которого пропорциональна разности между амплитудами входного напряжения и напряжения, создаваемого током в выходной линии. При этом триод 8 работает как катодный повторитель, нагруженный на волновое сопротивление рг вых1 первого звена выходной искусственной линии, обеспечивая неискаженную передачу напряжения в выходную линию с коэффициентом передачи близким к единице.

Напряжение и ток в выходной линии второй группы ламп, обусловленные анодным током триода 8, распространяясь по направлению к сопротивлению 15, достигают триода 9 в фазе с волной напряжения во входной лилии. Это обеспечивает поддержание амплитуды напрял ения возбуждения триода 9, приложенной к промежутку сетка-катод, равной

амплитуде возбуждения триода 8, а амплитуды анодного тока триода 9, равной амплитуде анодного тока триода 8. Таким образом, ток в выходной линии второй группы ламп на стыке первого и второго звеньев удваивается, в то

время как волное сопротивление второго звена выходной линии уменьшается вдвое. В результате амплитуда напряжения в выходной линии во втором звене яе изменяется по сравнению с напряжением s начале этой линии. Возрастание тока в каждом последующем звене выходной линии при указанном законе изменения ее волнового сопротивления также компенсируется соответствующим снижением волнового сопротивления. Амплитуда напряжения в выходной линии, а следовательно, и амплитуда напряжения возбуждения для всех триодов второй группы остаются одинаковыми.

волна напряжения с постоянной амплитудой, в результате чего обеспечивается одинаковое использование всех триодов по анодному напряжению и току. Влияние емкости связи между линиями, равной емкости сетка-катод, триодов при этом незначительно, так как амплитуда напряжения, приложенная к емкости связи, много меньше амплитуды входного и выходного напряжений.

Для повьшюния к. п. д. предлагаемый усилитель может быть выполнен в двухтактном варианте и использован в режиме класса В.

Предмет изобретения Усилитель мощности с распределенным усилением, содержащий две группы электронных ламп, анодные цепи которых включены в звенья общей для всех ламп искусственно;; линии, причем первая группа ламп включена по схеме с общим катодом и содержит общие для всех ламп этой группы однородные входную н согласованную с балластной нагрузкой пь:ходную линии, а вторая группа ламп содержит однородную входную линию и связанную с :нагрузкой неоднородную выходную линию, волновое сопротивление которой уменьшается к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью снижения нелинейных искажений, обеспечения постоянства выходной мощности при работе на изменяющуюся нагрузку и позаь шенпя к. п. д. усплителя, в нем лампы второй группы включены по схеме с общим анодом, причем входная линия этой группы ламп через дополнительный согласующий элемент, напр1 мер сопротивление, подключена к пагрузке параллельно выходной лпппи, упомянутая общая искусственная линия образована выходной линией первой группы ламп и входной линией второй группы, связанными непосредственно или, например, через трансформатор, а входная линия первой группы ламп нагружена на балластное сопротивленпе.

To/7r ii ть.