Усилитель мощности Советский патент 1982 года по МПК H03F3/20 

(5) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям мостового типа, и может использоваться для усиления разнополярных сигналов с времяимпульснрй модуляцией.

Известен усилитель мощности, содержащий предварительный дифференциальный каскад, двухтактный предоконечный каскад и двухтактный оконечный каскад на транзисторах одного типа ,Q проводимости, выполненный по мостовой схеме, противоположные плечи которой образованы соответственно транзисторами двухтактного оконечного каскада и первым и вторым источниками пита- 5 ния, а в первую диагональ моста включена нагрузка 1.

Однако в известном усилителе мощности транзисторы предоконечного и оконечного каскадов включены по схе- 20 ме с общим коллектором, имеют коэффициенты усиления по напряжению меньше единицы, вследствие чего коэффициент усиления всего усилителя невысок

и определяется коэ(|х1)ициентом усиления предварительного диф(|)еренциального каскада. А так как амплитуда СИ1- нала на выходе последнего Оольше амплитуды сигнала на выходе усилителя, то напряжение дополнительного источника питания должно быть больше напряжения основных источников, что требует применения в нем транзисторов средней мощности с большим допустимым напряжением коллектор-эмиттер.

Цель изобретения - повышение коэф фициента усиления при сохранении надежности за счет снижения максимального напряжения коллектор-эмиттер транзисторов предоконечного каскада.

Для достижения поставленной цели в усилитель мощности, содержащий предварительный дифференциальный каскад, двухтактный предоконечный каскад идвухтактный оконечный каскад на транзисторах одного типа проводимости, выполненный по мостовой схеме противоположные плечи которой обра39зованы соответственно транзисторами двухтактного оконечного каскада и первым, и вторым источниками питания, а в первую диагональ моста включена нагрузка, введен параметрический ста билизатор, состоящий из стабилитрона, первого и второго резисторов и первого и второго разделительных дио дов, транзисторы двухтактных предоко нечного и оконечного каскадов включе ны по схеме с общим эмиттером, двух-тактный предоконечный каскад выполнен на транзисторах другого типа про вoди 4ocти, при этом коллекторы транзисторов двухтактного предоконечного Каскада соединены с базами транзисто ров двухтактного оконечного каскада, базы через третий и четвертый ра делительные диоды - с коллекторами транзисторов предварительного дифференциального каскада, а эмиттеры через третий и четвертый резисторы и через пятый и шестой разделительные диоды - с коллекторами транзисторов противоположных плеч двухтактного оконечного каскада, первый и второй резисторы параметрического стабилизатора включены между точками соединения соответственно третьего . и четвертого резисторов с пятым и шестым разделительными диодами и стабилитроном, второй вывод которого через первый и второй разделительные диоды соединен с второй диагональю моста. На чертеже изображена принципиаль ная схема предложенного усилителя мощности. Усилитель мощности содержит два транзистора 1 и 2.предварительного дифференциального каскада и два тран зистора 3 и А двухтактного оконечного каскада одного типа проводимости, два транзистора 5 и 6 предоконечного каскада другого типа проводимости, первый и второй разделительные диоды 7 и 8, стабилитрон 9, первый и второй резисторы 10 и 11 параметрического стабилизатора, третий, четвертый, пятый, шестой разделительные диоды 12-15, третий и четвертый резисторы 16 и 17 предоконечного каскада, нагрузку 18, первый и второй источники питания с полюсами соответственно 19-22, кроме того, усилитель мощности содержит резисторы 2329. Усилитель мощности работает следующим образом. В исхрдном состоянии при отсутствии входного сигнала транзисторы 1 и 2 открыты и через них протекает ток, величина которого обеспечивает падение напряжения на резисторах 2б и 27 меньше необходимого напряжения для открывания транзисторов 5 и 6. Транзисторы 3-6 закрыты. При поступлении положительной полуволны входного сигнала на базу транзистора 1 он открывается и через переход эмиттер-база транзистора 5 протекает ток в направлении: положительный полюс 20 первого источника питания, пятый разделительный диод Т, третий резистор 1б, эмиттер-база транзистора 5 третий разделительный диод 12, коллектор-эмиттер транзистора 1, резистор 25, первый разделительный диод 7.отрицательный полюс 19 первого источника питания. Транзистор 5 открывается и через переход база-эмиттер транзистора 3 протекает ток в на|правле ии: положительный полюс 20 первого источника питания, пятый разделительный диод 14, третий резистор 16, эмиттер-коллектор транзистора 5, база-эмиттер транзистора 3, отрицательный полюс 19 первого источника питания. Транзистор 3 открывается и через нагрузку 18 протекает ток в направлении: положительный полюс 20 первого источника питания, нагрузка 18, коллектор-эмиттер транзистора 3. отрицательный полюс 19 первого источника питания. Чем больше амплитуда положительного сигнала, поступающего на транзистор 1, тем больше ток транзисторов 1,5, 3 и тем больше напряжение на нагрузке 18. При этом напряжение на нагрузк-е 18 складывается с напряжением источника питания с по.люсами 21, 22 и напряжение между коллектором и эмиттером транзистора А равно сумме указанных напряжений. Это суммарное напряжение вызывает увеличение тока, протекающего в цепи пятого разделительного диода 1, первого резистора 10, стабилитрона 9 и второго разделительного диода 8. В результате на riepBOM резисторе 10 п.араметрического стабилизатора увеличивается падение напряжения на величину, равную амплитуде выходного сигнала. Так как это падение напряжения направлено встречно суммарному напряжению нагрузки 18 с вторым источником питания с полюсами 21 и 22, то потенциал эмиттера транзистора 6 двухтактного предоконечного каскада относительно отрицательного полюса 22 второго источника питания не изменит ся, т.е. напряжение коллектор-эмиттер как работающего, так и неработающего в данном такте транзисторов двухтактного предоконечного каскада не превышает напряжения источника пи тания. Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора при работе на активную нагрузку не превышает суммарного напряжения обои источников питания. При поступлении положительной полуволны на базу тран зистора 2 он открывается, открываются транзисторы 6, 4 и ток через нагрузку 18 течет в другом направлении: положительный полюс 21 второго источника питания, нагрузка 18, коллектор-эмиттер транзистора А, отрицательный полюс второго источника и .питания. Предлагаемый усилитель мощности имеет более высокий коэффициент .усиления за счет схемного решения путем включения транзисторов оконечного и предоконечного каскадов по схеме с общим эмиттером. Кроме того, введе ние параметрического стабилизатора Vi разделительных диодов позволяет сократить требуемое число источников питания и снизить максимальное рабочее напряжение коллектор-эмиттер транзисторов предоконечного каскада до;величины напряжений соответствующих источников питания, а также сделать усилитель некритичным к последо вательности включения и выключения источников питания. Формула изобретения Усилитель мощности, содержащий предварительный дифференциальный кас кад, двухтактный предоконечный каскад и двухтактный оконечный каскад на транзисторах одного типа проводимости , выполненный по мостовой схеме, противоположные плечи которой образованы соответственно транзисторами двухтактного оконечного каскада и первым и вторым источниками питания, а в первую диагональ моста включена нагрузка, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления при сохранении надежности за счет снижения максиьэльного напряжения коллектор-эмиттер транзисторов предоконечного каскада, введен параметрический стабилизатор, состоящий из стабилитрона, первого и второго резисторов и первого и второго разделительных диодов, транзисто ры двухтактных предоконечного и оконечного каскадов включены по схеме с общим эмиттером, двухтактный предоконечный каскад выполнен на транзисто pax другсэго типа проводимости, при этом коллекторы транзисторов двухтактного предоконечного каскада со.единены с базами транзисторов двухтактного оконечного каскада, базы через третий и четвертый разделительные диоды - с коллекторами транзисторов предварительного дифференциального каскада, а эмиттеры через третий и четвертый резисторы и через пятый и шестой разделительные диоды - с коллекторами транзисторов противоположных плеч двухтактного оконечного каскада, первый и второй резисторы параметрического стабилизатора включены между точками соединения соответственно третьего и четвертого резисторов с пятым и шестым разделительными диодами и стабилитроном, второй вывод которого через первый и второй разделительные диоды соединен с второй диагональю моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г. Радио, 1978, № 8, с. kS-(, рис. 3 (прототип).