Широкополосный усилитель Советский патент 1980 года по МПК H03F1/34 

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных широкополосных усилителях, например в качестве выходного неперестраиваемого усилительного каскада радиопередатчика, работающего непосредственно на антенну, параметры которой могут существенно изменяться в диапазоне частот.

Известен широкополосный усилитель, охваченный балансной отрицательной обратной связью по огибающей, содержащий основной усилитель с выводами для подключения нагрузки, частотно-независимые делители, включенные на входе и на выходе основного усилителя, выходы которых подключены к соответствующим детекторам, эле мент сравнения, входами соединенный с выходами детекторов, и вспомогательный усилитель 1,

Недостатком известного устройства является наличие сильной зависимости режима работы ламп основного усилителя по постоянному току от величины сопротивления нагрузки. При этом увеличение модуля сопротивления нагрузки приводит к запиранию ламп основного усилителя, а уменьшение модуля сопротивления нагрузки - к переходу ламп усилителя в класс А, опасный с точки зрения мощности, оассеиваемой на анодах ламп. И в том и в другом случае резко изменяется выходная мощность и ухудшается линейность усилителя.

Цель изобретения - снижение изменений выходной мощности и сохранение линейности при работе на несогласованную нагрузку.

Поставленная цель достигается тем, что в широкополосном усилителе, охваченном

10 балансной отрицательной обратной связью по огибающей, содержащей основной усилитель с управляющим входом и выводами для подключения нагрузки, частотно-независимые делители, включенные на входе и на выходе основного усилителя, выходы ко15торых подключены к соответствующим детекторам, элемент сравнения, входами соединенный с выходами детекторов, и вспомогательный усилитель, один из частотно-независимых делителей выполнен с возможностью регулирования коэффициента деления, а между выходом элемента сравнения и регулирующим входом этого делителя подключена дополнительная цепь обратной связи по постоянной составляющей огибающей сигнала, содержащая фильтр нижних частот и регулирующий узел, а управляющий вход основного усилителя соединен с выходом элемента сравнения через последовательно соединенные вспомогательный усилитель и введенный фильтр верхних частот. При этом регулирующий узел представляет собой делитель потенциометрического типа, выполненный из двух нелинейных двухполюсников, например варикапов с цепями питания постоянным током, а точка общего соединения нелинейных двухполюсников через разделительный конденсатор соединена со входом соответствующего детектора и через дроссель с выходом фильтра нижних частот. На чертеже представлена блок-схема устройства, Широкополосный усилитель содержит основной усилитель 1 частотно-независимый входной делитель 2, частотно-независимый регулируемый выходной делитель 3. Входы делителей 2, 3 подключены соответственно ко входу и выходу основного усилителя 1. Устройство содержит также детектор входного сигнала 4 и детектор выходного сигнала 5, входы которых подключены к соответствующим делителям, а выходы - к входам элемента сравнения 6, выход которого соединен с основным усилителем 1 через фильтр верхних частот 7 и вспомогательный усилитель 8, а с регулирующим узлом, в частности с электродвигателем 9, через фильтр нижних частот 10. Ротор электродвигателя 9 механически связан с движком потенциометра регулируемого выходного делителя 3. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает одновременно на вход основного усилителя 1 и через входной делитель 2 на детектор входного сигнала 4. Часть сигнала с выхода основного усилителя 1 через регулируемый выходной делитель 3 поступает на детектор входного сигнала 5. Напряжения с выхода каждого из детекторов 4, 5, пропорциональные огибающим высокочастотных сигналов на входе и выходе основного усилителя 1, подаются на элемент сравнения б, который вырабатывает напряжение, представляющее разность низкочастотных напряжений на выходе каждого из детекторов 4, 5. Коэффициенты деления каждого из делителей 2, 3 выбраны таким образом, чтобы при работе усилителя на согласованную нагрузку постоянная составляющая в напряжении на выходе элемента сравнения 6 равнялась нулю. При этом напряжение, поступающее на регулирующий узел, электродвигатель 9, также равно нулю, ротор электродвигателя не будет вращаться, и коэффициент деления регулируемого выходного делителя 3 останется неизменным. Переменная составляющая разностного напряжения на входе элемента сравнения 6, проходя через фильтр нижних частот 10 и вспомогательный усилитель 8, будет воздействовать на основной усилитель 1, уменьщая нелинейные искажения, возникающие в процессе усиления. В данном случае для противофазной модуляции используются все составляющие разностного сигнала, но коэффициент деления делителей подобран таким образом, чтобы разностный сигнал не содержал постоянной составляющей. При изменении сопротивления нагрузки изменится величина напряжения на выходе основного усилителя. Это приведет к изменению напряжения на выходе детектора выходного сигнала 5, поступающего на соответствующий вход элемента сравнения 6. Сигнал на выходе элемента сравнения б также изменится, а его постоянная составляющая станет отличной ot нуля. При этом на электродвигатель 9 поступит управляющий сигнал. Вращение ротора электродвигателя 9 приведет к перемещению движка потенциометра регулируемого выходного делителя 3 и к изменению его коэффициента деления. Процесс изменения коэффициента деления будет продолжаться до тех пор, пока его величина не примет такое значение, при котором постоянная составляющая напряжения на выходе элемента сравнения 6станет равной нулю. При этом переменная составляющая этого напряжения, поступая на основной усилитель 1, будет умеиьщать нелинейные искажения. Таким образом, при любом значении сопротивления нагрузки режим работы ламп основного усилителя 1 по постоянному току будет оставаться неизменным, что обеспечит малые изменения выходной мощности и высокую линейность. Использование фильтра верхних частот 7в цепи связи элемента сравнения б с основным усилителем 1 вызвано необходимостью не пропустить постоянную составляющую с выхода элемента сравнения б в основной усилитель 1 пока не закончился процесс изменения коэффициента деления регулируемого выходного делителя 3. Аналогичным образом будет происходить работа схемы в том случае, когда регулируемым выполнен входной делитель 2. В некоторых случаях возможно малое быстродействие схемы, обусловленное использованием в качестве регулирующего узла электродвигателя 9. Указанный недостаток можно устранить использованием в качестве регулируемого делителя и регулирующего узла делителя потенциометрического типа, составленного из двух последовательно включенных нелинейных двухполюсников (например варикапов), общая точка которых по постоянному току связана с выходом фильтра низких частот, а по току высокой частоты - со входом выходного детектора. Практическая безынерционность изменения емкости варикапов обеспечивает вы