Способ включения нескольких элементов нагрузки на широкополосный усилитель Советский патент 1944 года по МПК H03F1/14 

В практике усиления электрических колебаний часто встречаются случаи работы усилителя на группу отдельных элементов нагрузки, включаемых параллельно его выходным зажимам. При достаточно большом числе элементов общий импеданц нагрузки становится малым, поэтому для сохранения оптимальных условий работы усилителя на выходе усилителя ставят устройство, преобразующее илшеданц нагрузки в сторону его увеличения. Если колебания имеют сравнительно узкий частотный спектр (в пределах звуковых и ультразвуковых частот), то для этой цели с успехом используется трансформатор. В случае же усиления более гиирокой полосы частот (от нуля до нескольких миллионов герц), что и.меет место в высококачественном телевидении и ряде специальных случаев, использование трансформатора связано с большими трудностями, особенно при наличии требования от него хорошей фазовой характеристики. По этой причине, обычно, трансформаторы не применяются, а широкополосные усилители нагружаются непосредственно, причём при большом числе элементов , вследствие малого её импеданца, усилители иногда вын ждсны работать в очень невыгодных режи.мах. Особенно невыгодный режим получается в случае, когда нагрузка носит в основном ёд1костный характер. Де1 1ствительно, завал частотной характерист))ки реостатно-ё ичостного силительно1о каскада на наивысшей частоте пропускаедго1( полосы определяется отношением олИ1ческого сопротивления нагрузки к ёли-состHo iy сопротивлению, т. е. величиА R . ш С

Д;1Я сохранен1Ш заданного по условиям расчёта завала частотноГ характеристики величина А при увеличении должна оставаться постоянной. Для этого необходимо уменьшить сопротивление R. При больших ёмкостях и широкой полосе пропускаемых частот у.меньшение сопротивления получается настолько значительным, что для сохранения достаточного коэфициента }тиления каскада возникает необходимость применения в каскаде ОлТ,иой или нескольких довольно дюшных ламп с повышенно

крутизио И большими токзми. Это ведёт к совершенно непроизводительному увеличению мош,ности, потребляемой усилителем. Указанный недостаток становится особенно ощутимым при необходилюсти получать от усилителя напряжение порядка десятков вольт.

Настояшее изобретение относит ся к способу включения нескольких элементов нагрузки на широкополосный усилитель, обеспечнваюш:ему устранение влияния шуитируюш;их ёмкостей отдельных элементов нагрузки. С этой целью, согласно изобретению, указанные ёмкости компенсируютсамоиндукциями,

включёнными последовательно и образующими с этими ёмкостями ячейки многозвенного фильтра, пропускающего рабочую полосу частот.

При этом способе для повышения эффективности использования многозвенного фильтра в каждую ячейку или через несколько ячеек могут быть включены компенсаторы волнового сопротивления. В случае, когда усилитель связан с элементами нагрузки трансляционной линией, с це;1ью устранения явлений отражения, волновые сопротивления линии и многозвенного фильтра делают одинаковыми или согласуют посредством лампового каскада или другим известным методом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема включения нагрузки 1ГО предлагаемому способу непосредственно к щирокоиолосиому усилителю У, а на фиг. 2 - то же через трансляционнуЕО линию ТЛ.

Предлагаемый способ включения элементов нагрузки, вносящих шунтирующую ёмкость, в значите.тьной мере свободен от указанных выше недостатков и состоит в толг, что ёмкости отдельных элементов нагрузки используются в качестве элементов многозвенного фильтра, включённого на выход широкополосного усилителя и пропускающего рабочую полосу частот.

Для устранения возмо/кности возникновения явлений отражения в

фильтре jcoHcu его нагружается на активное сонротииление R, равное волново: 1у соиротивлению фильтра Zo (фиг. 1).

В изображённых на чертеже схемах обозначены: С - отдельного элемента нагр)зкн; L - самоиндукция ячейки фильтра; R Zo - нагрузочное сопротивление

фильтра, С| - -сосредоточенная

ёмкость в конце фильтра и выходная ёлпчость уси.чителя, и.пос некоторая сосредоточенная ёмкс)сть в начале фильтра. Величины L, С и R определяются ёмкостью элементов нагрузки, полосой прозрачности, на которую рассчитывается

,/ 1

фильтрf 1 , и требова V-TLC;

ниями, предъявляеАГЫми к величине волнового сопротивления фи.

, L

г; 1

Чем шире полоса прозрачности фильтра в сравнении с шириной рабочего спектра частот, тем меньше частотные искажения, вносимые фильтром в пределах этого спектра. Чем больше волЕювое сопротивление фильтра, тем больше можно получить усиление от выходного каскада, тем лучше его использование.

Предлагаемый способ включения элементов нагрузки в сравнении с обычным нормальным включением, по предположениям автора, даёт уменьшение требуемой крутизны и тока в 150 раз, что ведёт к значительной экономии в мощности, потребляемой усилителем, и к сокращению расходов по эксплоатации.

Применение компенсаторов волнового сопротивления в каждой 51чейке фильтра или через несколько ячеек, позволяя работать при

значениях - , близких к единиf.

це, даёт ещё больший выигрыш от применения данного способа включения нагрузки.

В случае, если элементы нагрузки включаются в конце транслядионнон .ijiHHii или кабеля, то для согласования нагрузки линии с её волновым сопротивлением параметры многозвенного фильтра подбираются так, чтобы его волновое сопротивление было равно волновомз сопротивлению .чинии.

Если по каким-либо причинам делать волновые сопротивления равными нецелесообразно, то линия и фильтр согласуются включением разделительного лтилительного каскада или другим известным способом.

Способ может дать значительный эффект: при иепользовании его, например, в разного рода телевизионных узлах, работающих на абонентскую сеть, выполненную по л чевому принципу.

Предмет изобретения

1. Способ включения нескольких элементов нагрузки на широкополосный усилитель, отличающийся тем.

НИН влияния шунтируюидих e п oстеи отдельных элелгентов нагрузки, эти ё Ичоети комиенеируют самоиндхкциями, включёнными последовательно и образующими с этпдщ ёмкостями ячеГи :и п oгoзвeннoгo фильтра, пропускающего рабочую гю.тас} частот.

2.Приём выполнения способа по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности использования многозвенного фильтра, в каждую ячейку или через несколько ячеек включают компенсаторы волнового сопротивления.

3.Приём выполнения способа по п. 1 для случая, когда усилитель связан с элементами нагрузки трансляционной линией, отличающ п 11 с я тем, что, с целью устранения явлений отражения, волновые сопротивления линии и многозвенного фильтра делают одинаковымЕ и согласуют посредетвом лампового каскада или другим известным етодом.

Фиг. 1

i i

тс- r-Uo .--lo k,T

--г.