Импульсный усилитель Советский патент 1982 года по МПК H03F3/217 

Изобретение относится к промышленной электронике и может быть использовано для усиления импульсных сигналов прямоугольной формы в различных устройствах автоматики, электроники и измерительной техники.

Известен усилительный каскад, ч содержащий ключевой элемент, например транзистор, в цепи коллектора которого включен резистор и эмиттерный повторитель, переход база- . эмиттер которого шунтирован обратно включенным диодом C1D.

Недостатками указанного усилителя являются невозможность получения выходного напряжения, максимальная амплитуда которого превышает напряжение питания, а также наличие в выходном напряжении постоянной составляющей, объясняющееся однополярностью выходного напряжения . .

Известен импульсный усилитель, соДержшций ключевой каскад на первом транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с -источником входного сиг нала, - с общей.шиной, коллектор - с точкой соеДинени я катодов первого и второго диодов.

при этом анод первого диода соединен с первой обкладкой первого конденсатора, а также третий и четвертый диоды, второй конденсатор и первый и второй резисторы t2 3.

Однако данный усилитель характеризуется недостаточно высоким КПД.

Цель изобретения - повьшенйе КПД.

Поставленная цель достигается

10 тем, что в импульсНБ1й усилитель введены второй и третий транзисто.ры, включенные соответственно по схеме с общей базой и общим коллек-, тором, и пятый диод, катод которого

15 соединен с общей шиной/ а анод с точкой соединений второй обкладки первого конденсатора и, эмиттера второго транзистора, база которого через параллельно соединенные пер20вый резистор и второй .конденсатор подключена к общей шине, а коллектор - к точке соединения анода второго диода, катода четвертого диода, одного вывода второго резисто25ра и базы третьего транзистора, коллектор которого соединен с другим выводом второго резистора ,и шиной источника питания, а эмиттер сточкой соединения анодов-третье30го и четвертого диодов и выходной шиной усилителя, а катод третьего диода подключен к аноду первого ди ода. На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого усилителя. Импульсный усилитель содержит первый 1, второй 2 и третий 3 транзисторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый диоды 4-8 соответственно, первый второй 10 конденсаторы, первый 11 и второй 12 резисторы и источник 13 входного сигнала. Импульсный усилитель работает следующим образом. На базу первого транзистора 1 подается прямоугольное напряжение, периодически открывающее и закрывающее первый транзистор 1. Когда первый транзистор 1 закрыт, на базе и эмиттере третьего транзистора 3 потенциал близок ,к напряжению питания Е, Третий транзистор 3 через третий и пятый диоды 6 и 8 заря жает первый конденсатор 9 до напряжения, практически равного выходному .в квазиустановившемся режиме работы третий транзистор S только подзаряжает первый кондейсатор 9), Второй транзистор 2 при этом заперт. При открытии первого транзистора 1 ток течет через второй резистор 12 и второй диод 5, запирая тре тий транзистор 3. Одновременно открывается первый диод 4 и первая обкладка-первого конденсатора 9 приобретает нулевой потенциал. Отри цательный потенциал второй обкладки первого конденсатора 9 запирает пятый диод 8 и открывает второй транзистор 2. Цепь смещения . Ыервый резистор 11 и второй конденсатор 10 обеспечивает насыщение второго тран зистора 2. Благодаря форсирующему действию второго конденсатора 10 обеспечивается четкое переключение второго транзистора 2. Через открытый второй транзистор 2 и диод 7 отрицательный потенциал первого кон денсатора 9 передается на выход импульсного усилителя. Второй и трети диоды 5 и 6 при этом запираются. При следукяцем запирании первого транзистора 1 запирается второй тра зистор 2 и открывается третий транзистор 3. Далее; процесс повторяется Цепь смещения (первый резистор 1 и второй конденсатор 10) может быть выполнена также в виде стабилизатора тока, одного линейного или нелинейного сопротивления.. При этом раб та усилителя остается неизменной. Таким образом, на выходе импульс ного усилителя, имеющего однополярное питание, формируется двухполярное напряжение прямоугольной формы, амплитуды каждой из полуволн которого практически равны друг другу и напряжению питания. Размах выходного напряжения почти в 2 раза превышает напряжение питания. При коэффициенте заполнения выходного напряжения, равном 0,5, постоянная составляющая практически отсутствует. Отсутствие моточных изделий в предлагаемом усилительном каскаде облегчает его изготовление в микроминиатюрном исполнении. Основная часть каскада (кроме конденсатора 9) может быть легко изготовлена в виде гибридной микросхемы. Формула изобретения Импульсный усилитель, содержащий ключевой каскад на первом транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с источником входного сигнала, эмиттер - с общей шиной, а коллектор - с точкой соединения катодов первого и второго диодов, при этом, анод первого диода соединен с первой обкладкой первого конденсатора, а также третий и четвертый диоды, второй конденЬатор и первый и второй резисторы, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены второй и третий транзисторы, включенные .соответственно по схеме с общей базой и общим коллектором, и пятый диод, катод которого соединен с общей шиной, а анод - с точкой соединения второй обкладки первого конденсатора и эмиттера второго транзистора, база которого через параллельно соединенные первый резистор и второй конденсатор подключена к общей шине, а коллектор - к точке соединения анода второго диода, катода четвертого диода, одного вывода второго резистора и базы третьего транзистора, коллектор которого соединен с другим выводом второго резистора и шиной источника питания, а эмиттер - с точкой соединения анодов третьего и четвертого диодов и выходной шиной усилителя, а катод третьего диода подключен к аноду первого диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лившиц И.И. Транзисторные усилители в режиме Д., Л., Энергия, 1974, с. 63-67, рис. 3-1. 2.-Патент Японии № 13406, кл. 98/5/АЗ, опублик.16.06.69, фиг. 2 (прототип).