Усилитель мощности Советский патент 1983 года по МПК H03F3/26 

по схеме с общим коллектором соединен с выводом индуктивной разделенн нагрузки и через цепь обратной связи - с инвертирующим входом диффере .циального каскада, при этом база до полнительного и коллектор второго транзисторов подключены к общей шин На чертеже представлена электрич кая принципиальная схема усилителя мощности. Устройство содержит входной фазо инвертор 1, а также в каждом канале последовательно.соединенные диффере циальный каскад 2, первый, второй транзисторы 3 и 4, кроме этого,первый второй и третий резисторы 5-7, первый и второй источники 8 и 9 питания, индуктивная разделенная нагрузка 10, дополнительный транзисто 11, цепь обратной связи на транзисторах 12, резистор 13. Усилитель мощности работает следующим образом. Входные напряжения с выходов фаз инвертора 1 Цц через первые резисто ры 5 в каждом канале приложены к вх дам дифференциального каскада 2. Че рез первые резисторы 5 протекают входные токи Л , определяемые как 5 сопротивление резистора 5. Через цепи обратной связи на резисторах 12 протекают токи , равные , где и. .- напряжение на электродах эмиттер-коллектор вторых транзисторов 4; - сопротивление резисторов 12, Ер - напряжение второго источника питания 9/ Зц - выходной ток нагрузки усилителя для активной нагрузки;йц - сопротивление нагрузки. Через третьи резисторы 7 протека ют токи 3-,, равные --RT где и - смещение перехода эмиттер база открытых дополнитель ных транзисторов 11, R7 - сопротивление третьих резисторов 7. Узловые токи в цепи инвертирующе го входа дифферендигшьных каскадов связаны уравнением Кирхгофа: Эт+ ОВ исходном состоянии, когда входной ток 5 равен нулю, выполняется соотношение JT J 12 Напряжение смещения п.б перехода эмиттер-база дополнительных транзисторов 11, равное .(Ьп-Дно«н) определяет/начальный ток эмиттера 9ЛЛо входной характеристике дополнительных транзисторов 11 через его эмиттерное сопротивление г.Начальный то эмиттера 3 Э4о вторых транзисторов 4 определяется начальным током эмиттера . гл- транзисторов 11 и равен / (1+В4;, rft atf--IT; где csL - коэффициент усиления тока эмиттера транзистора 11; смещение перехода база-эмиттер транзистора 4; сопротивление резистора 13; В4 - коэффициент усиления тока базы транзистора 4. Для активной нагрузки начальный ток нагрузки Зцо равен -но Э4 и определяет режим работиусилителя мощности. Для положительной полуволны входного сигнала на входе канала приращение Од у о определяет приращение Э., и Э О и создает отрицательный перепад на переходе эмиттербаза транзистора 11 и закрывает его, уменьшая токи Э. Для отрицательной, полувол входного сигнала, приращение 5 определяет пЕ иращение иЭ-,би открывает транзистор 11. В этот момент времени ., ,,э -ггневелико, та-с как г « R7, поэтому дЗ практически равно лД, вследствие чего напряжение на половине нагрузки равно , Приведенное соотнсшение определяет стабилизацию коэффициента передачи усилителя через резисторы каждой полуволны входного сигнала. Транзисторы 3, 11. и 4 выходного каскада первого и второго каналов усилителя мощности включены последовательно по схеме общий коллектор общая оаза - общий коллектор соответственно. В предлагаемом устройстве повышение устойчивости, работы усилителя

мощнйсти с обратной связью достигнуто за счет исключения тока положи тельной обратной связи через емкость -кб транзисторов выходного каскада в контуре источника сигнала и нагрузки, так как в каскадах на транзисторах 3 и 4 эффект Миллера подавляется, а в каскаде на транзисторе 11 ток положительной обратной связи емкости Сц5 подключен к общей шине.

Кроме Toi-o, отрицательная обратная связь через резисторы 12 в каждом канале замкнута через иивертйруюдае входы дифференциальных касксщов 2, неинвертирующие входы которых подключены к общей шине. В этом случае положительная обратная связь через паразитную емкость между зъкояам и неинвёртирукхцим входом дифференциального каскада исключена, а паразитная емкость между выходом и йнвертирукмцим входом,усилителя образует цепь отрицательной обратной связи,т.е. эквивалентна внешней корректирующей емкости и повьоиает устойчивость усилителя в целом.

Максимальное выходное напряжение на активиой нагрузке практически равно напряжению источника питания и ограничено только напряжением насшЕв ния выходных транзисторов 4. В итоге на двух лоловинах нагрузки 10 возникает практически удвоенное выходное напряжение. При работе усилителя мо1ф1ости на фиксированной частоте параллельно индуктивной нагрузке,например обмоткам управления двигателя переменного тока, включается конденсатор, предназначенный для компенсации реактивного тока в обмотке управления двигателя, что/позволяет уменьшить мощность потребления.

Использование предлагаемого усилителя мощности Обеспечивает по сравнению с известными техническими решенияко уменьшение на высоких частотах дополнительного фазового сдвига транзисторов выходного каскада, а вследствие этого повьв11ение устойчивости работы усилителя мощности с обратиой связью в целом и исключение кррре1 ирующих емкостей, а также увеличение максимального выходного напряжения.

Положительный эффект достигается благодаря включению траизисторов вы ходного касксща lio схеме общий кол лектор - общая база - общий коллектор. /

Формула изобретения

Усилитель мои;1ности, выполнеимый по двухканальной схем9 с входным фазоинвертором и индуктивной разделен0ной нагрузкой, содержащий в каждом канале последовательно соединенные дифференциальный каскад, инвертирующий вход которого через первьй резистор подключен к соответствующему

5 выходу фазоинвертора, а иеинвертирую ИЩИ вход - к общей шине, и выходной каскад, выполненный иа первом и втором транзистораходного типа пррволи rocти, при этом база первого траизир0тора через второй.резистор соединена с выxoдo 4 дифференциального каскада, эмиттер через третий резистор-- с ийвертирующим входом диффереици 9льного каскада, а коллектор - с соответствующей шиной первого источ иика литания,

5 а также содержащий второй источник питания, один вывод которого подключен к средней точке индуктивной разделенной нагрузки а другой - к общей шине, от л и ч а ю щ и и с А

0 тем, что, с целью повышения устойчивости усилителя мощности, в выходной каскад кйждого канала усилителя мощг. ности между эмиттером первого и базой второго транзисторов введен до5полнительный транаистор другого типа проводимости, включенный по схеме г.г, с общей базой, причем эмиттер второго транзистора, включенного по схеме 1с общим коллектором,,соединен с выводом индуктивной разделенной нагрузки

0 и через цепь обратной связи с инвертирующим входом дифференциального , каскада, при этом база дополнительного и коллектор второго транзисторов подключены к общей шине;

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электродная техника в автоматике. Под. ред. Ю.И. Конева, вып. 6. Советское радио, 1974, с. 94,

0 рис. 2 (прототип).