Усилитель мощности с распределенным усилением Советский патент 1975 года по МПК H03F1/44 

1

Изобретение относится к радиотехнике высоких частот, может быть использовано как усилитель мощности узкополосного сигнала в широком диапазоне частот, в частности как промежуточная или выходная ступень широкодиапазонного радиопередатчика.

Известен усилитель мощности с распределенным усилием, содержащий входную и выходную многозвенные искусственные линии передачи, между звеньями которых включены входные и выходные электроды усилительных приборов, и нагрузку.

Известный усилитель имеет низкий коэффициент полезного действия. Это обусловлено широкой мгновенной полосой пропускания усилителя, которая приводит к малому характеристическому сопротивлению звеньев выходной искусственной линии передачи. При этом оказываются малыми колебательное напряжение на выходном электроде усилительных приборов и развиваемая ими колебательная мощность. В особенности невысокими энергетические показатели становятся в диапазоне УКВ, где полоса пропускания достигает десятков и сотен мегагерц и во много раз превосходит ширину спектра усиливаемого сигнала.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия усилителя при усилении узкополосных сигналов в щироком диапазоне частот, т. е. таких сигналов, спектр которых много уже полосы пропускания, а средняя частота может меняться в широких пределах.

Предлагаемый усилитель отличается тем, что выходная искусственная линия замкнута в кольцо через последовательно соединенные направленный ответвитель, подключенный к нагрузке, и широкополосный регулируемый фазовращатель.

На чертеже приведена схема устройства. Усилительные приборы 1 соединены входными и выходными электродами со звеньями

2 и 3 соответственно входной и выходной искусственных линий передачи. Звенья 2 и 3 представляют собой полосовые фильтры с одинаковыми фазочастотными характеристиками. Оконечные звенья 4 обеих линий являются согласующими четырехполюсниками. Ко входу усилителя подключен источник сигнала 5. Усилитель содержит также направленный ответвитель 6, образованный двумя связанными линиями передачи, и широкополосный регулируемый фазовращатель 7. Основная линия направленного ответвителя 6, фазовращатель 7 и выходная искусственная линия передачи замкнуты в кольцо. Нагрузка 8 присоединена к выходному плечу вспомогательной линии

направленного ответвителя 6. Ко второму плечу этой линии присоединена балластная нагрузка 9. Принцип работы усилителя состоит в следующем. В выходной цепи усилителя, которая представляет собой замкнутое кольцо, связанное с внешней нагрузкой при помощи направленного ответвителя, циркулируют волны напряжения, возбуждаемые усилительными приборами. Если на частоте сигнала полный фазовый сдвиг в замкнутом -кольце кратен 360°, происходит сннфазное сложение прямых волн напряжения, возбуждаемых усилительными приборами, и прямых волн напряжения, многократно циркулирующих но кольцу, т. е. наступает резонанс на бегущей волне. В результате резко повышаются колебательные напряжения на выходных электродах усилительных приборов, что приводит и к росту развиваемой усилительными приборами колебательной мощности, а также мощности, отводимой через направленный ответвитель 6 в нагрузку 8. При этом мощность в нагрузке и коэффициент полезного действия усилителя превосходят соответствующие показатели прототипа, причем выигрыш растет с улучшением собственной добротности кольцевой колебательной системы - резонатора бегущей волны. Для настройки в резонанс на частоту сигнала изменяют фазовый сдвиг в замкнутом кольце при помощи широкополосного регулируемого фазовращателя 7, причем для настройки на любую частоту в полосе прозрачности выходной многозвенной искусственной линии передачи достаточно изменение фазового сдвига в пределах 360°С. В процессе иастройки на частоту сигнала входная цепь усилителя и степень связи с нагрузкой в регулировке не нуждаются. Выбор направленного ответвителя для связи с нагрузкой обусловлен необходимостью устранить прохождение обратных волн напряжения, возбуждаемых усилительными приборами, в нагрузку 8 усилителя, а также уменьшить прохождение волн, отраженных от нагрузки 8, в выходную цепь усилителя (последние большей частью поглощаются балластной нагрузкой 9). Предмет изобретения Усилитель мощности с распределенным усилением, содержащий входную и выходную многозвенные искусственные линии передачи, между звеньями которых включены входные и выходные электроды усилительных приборов, и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия при усилении узкополосных сигналов в широком диапазоне частот, выходная искусственная линия замкнута в кольцо через последовательно соединенные направленный ответвитель, подключенный к нагрузке, и широкополосный регулируемый фазовращатель.