Двухтактный усилитель мощности Советский патент 1980 года по МПК H03F3/26 

(54) ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к технике усилителей и может использоваться для неискаженного усиления звуковых сигналов в высококачественной аппаратуре средств измерений, радиотехники, автоматики и др.

Известен двухтактный усилитель мощности, содержащий в каждом плече эмиттерный повторитель, выполненный на последовательно соединенных по постоянному току основно.м и вспомогательном транзисторе одинакового типа проводимости, при этом база вспомогательного транзистора через конденсатор подключена к коллектору соответствующего основного транзистора; нагрузку, включенную между эмиттерами основных транзисторов 1.

Однако известный двухтактный усилитель мощности имеет низкое значение коэффициента полезного действия и низкое значение коэффициента усиления мощности.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия и коэффициента усиления мощности при сохранении минимальных нелинейных искажений.

Для достижения этой цели в двухтактном усилителе мощности, содержащем в каждом плече эмиттерный повторитель, выполненный на последовательно соединенных по постоянному гоку основном и вспомогательном транзисторе одинакового типа проводимости, при этом база вспомогательного транзистора через конденсатор подключена

5 к коллектору соответствующего основного транзистора, нагрузку, включенную между эмиттерами основных транзисторов, в каждом плече между выходным коллектором основного транзистора и базой вспомогательного транзистора включены последовательно диод, инвертирующий усилитель и делитель напряжения, причем выходы инвертирующего усилителя объединены и подключены к дополнительной нагрузке.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного двухтактного усилителя мощности.

Двухтактный усилитель мощности содержит основные транзисторы 1, вспомогательные транзисторы 2, конденсатор 3, нагрузку 4, диод 5, инвертирующие усилители 6, делитель 7 напряжения, дополнительную нагрузку 8.

Двухтактный усилитель мощности работает следующим образом.

До поступления полезного сигнала или в его паузах смещение на базах вспомогательных транзисторов 2 отсутствует, токи покоя не протекают. Поэтому энергия источника питания при отсутствии полезного сигнала практически не потребляется.

Полезный сигнал поступает на базы основных транзисторов 1, выделяется на их коллекторных нагрузках, с которых через конденсаторы 3 поступает на базы вспомогательных транзисторов 2. Одновременно в строгом соответствии между полярностью данного полупериода, снимаемого с коллекторной нагрузки основного транзистора 1, и проводимостью диода 5, сигнал проходит инвертирующий усилитель 6 одного или другого плеча. Затем усиленный сигнал выделяется на дополнительной нагрузке 8. В следующий полупериод при смене полярности сигнала сигнал проходит соответственно уже по другому плечу и также выделяется на дополнительной нагрузке 8.

Затем сигнал через делители 7 напряжений поступает синфазно на базы вспомогательных транзисторов 2.

Форма каждого полупериода полезного сигнала, выделяемая на дополнительной нагрузке 8 строго идентична форме полезного сигнала на входе устройства, и все полупериоды сигнала имеют одинаковую полярность. Таким образом, выходное напряжение является переменным по амплитуде, функционально зависящим от полезного сигнала, и прямосмещающим по фазе для базоэмиттерных переходов вспомогательных транзисторов 2.

Амплитуда сигнала на дополнительной нагрузке 8 выще, чем на входе устройства, благодаря усилению инвертирующих усилителей 6. Это позволяет обеспечить синфазное подключение баз вспомогательных транзисторов 2 к дополнительной нагрузке 8. При этом обеспечивается гальваническое разделение баз вспомогательных транзисторов 2 и приведение сигнала, поступающего к ним с выхода инвертирующего усилителя 6

к значениям (квазированным), близким по амплитудам к входному, поскольку коэффициент преобразования делителей 7 выбран из условия обратной пропорциональности коэффициенту усилия на выходе инвертирующего усилителя 6.

Таким образом, каждому полупериоду полезного входного сигнала соответствует идентичный ему по форме и оптимальный по амплитуде сигнал смещения, подаваемый синфазно на обе базы вспомогательных

транзисторов 2. Усиление каждого полупериода полезного сигнала происходит в строго линейном режиме при повыщении коэффициента полезного действия и коэффициента усиления по мощности в два раза.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель мощности, содержащий в каждом плече эмиттерный повторитель, выполненный на последовательно соединенных по постоянному току основном и вспомогательном транзисторе одинакового типа проводимости, при этом база вспомогательного транзистора через конденсатор подключена к коллектору соответствующего основного транзистора, нагрузку включенную между эмиттерами основных транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повыщения коэффициента полезного действия и коэффициента усиления мощности при сохранеНИИ минимальных нелинейных искажений, в каждом плече между выходным коллектором основного транзистора и базой вспомогательного транзистора включены последовательно диод, инвертирующий усилитель и делитель напряжения, причем выходы инвертирующего усилителя объединены и подключены к дополнительной нагрузке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Цыкин Г. С. Широкополосные каскады мощного усиления. - «Радиотехника, 1968, № 5, с. 92-103, рис. 76 (прототип).