Двухтактный усилитель мощности
ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий в каждом плече входной эмиттерный повторитель, выполненный по двухтактной схеме на транзисторах разного типа проводимости, и выходной каскад, причем транзисторы выходных каскадов двухтактного усилителя мощности имеют один тип проводимости и включены последовательно по постоянному току, отличающийся тем, что, с целью повыщения устойчивости работы двухтактного усилителя мощности при изменяющейся нагрузке , в каждое плечо двухтактного усилителя мощности между выходом входного эмиттерного повторителя и входом выходного каскада введен корректирующий трехполюсник , общая клемма которого объединена с общей клеммой входного эмиттерного повторителя и в первом плече подключена к выходной клемме двухтактного усилителя (Л мощности, а во вторО1ц плече - к общей щине. ;о ел оо к нагрузке
„„Я0„„1019587
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
Н 03 F 3/26
ly 1
3м «
1
1 (1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
+ZE
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3363191/18-09 (22) 41.12.81 (46) 23.05.83. Бюл. № 19 (72) В. Н. Котляров и В. В. Полевой (71) -Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (53) 621.375.026 (088.8) (56) 1. Алексеев О. В. и др. Широкополосные транзисторные усилители мощности диапазона декаметровых — метровых волн в гибридно-интегральном исполнении. — В сб. «Полупроводниковые приборы в технике электросвязи».Под ред. И. Ф. Николаевского, вып. 21, М., «Связь», 1981.
2. Авторское свидетельство СССР № 809490, кл. Н 03 F 3/26, 28.02.81 (прототип). (54) (57) ДВУХТАКТНЫР1 УСИЛИТЕЛЬ
МОЩНОСТИ, содержащий в каждом плече входной эмиттерный повторитель, выполненный по двухтактной схеме на транзисторах разного типа проводимости, и выходной каскад, причем транзисторы выходных каскадов двухтактного усилителя мощности имеют один тип проводимости и включены последовательно по постоянному току, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы двухтактного усилителя мощности при изменяющейся нагрузке, в каждое плечо двухтактного усилителя мощности между выходом входного эмиттерного повторителя и входом выходного каскада введен корректирующий трехполюсник, общая клемма которого объединена с общей клеммой входного эмиттерного повторителя и в первом плече подключена к Q выходной клемме двухтактного усилителя мощности, а во втором плече — к общей шине.
1019587
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных устройствах, в частности в неперестраиваемых широкополосных радиопередатчиках КВУКВ диапазона.
Известен двухтактный усилитель мощности на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером, который может быть реализован методами гибридно-интегральной технологии, поскольку является бестрансформаторным (1) .
Недостатком известного двухтактного усилителя, ограничивающим применение данных схем для построения мощных высокочастотных усилителей, является то, что они построены на комплементарных транзисторах противоположного типа проводимости.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является двухтактный усилитель мощности, содержащий в каждом плече входной эмиттерный повторитель, выполненный по двухтактной схеме на транзисторах разного типа проводимости, и выходной каскад, причем транзисторы выходных каскадов двухтактного усилителя мощности имеют один тип проводимости и включены последовательно по постоян20 ному току (2).
Недостатком известного двухтактного усилителя мощности является то, что он может быть использован преимущественно в тех случаях, когда нагрузка изменяется в весьма небольших пределах и имеет по возможности резистивный характер (согласована), например, при повторении промежуточных каскадов радиопередатчиков. Это связано с тем, что эмиттерный повторитель обладает весьма низким выходным сопротивлением, значительно меньшим, чем заданное сопротивление нагрузки, поэтому З режим работы коллекторной цепи транзисторов выходного каскада существенно зависит от величины и характера сопротивления нагрузки. При отклонении нагрузки от ее номинальной величины (рассогласо- 4О вании), что практически всегда имеет место при работе транзисторов выходного каскада радиопередатчиков на реальную нагрузку (например, согласующее устройство антенно-фидерного тракта), коллекторный ток может привысить предельно допусти- 4 мую величину для данного типа транзисторов и вывести их из строя. Кроме того, особенностью эмиттерного повторителя является также сильная зависимость амплитуды напряжения обратносмещенного эмиттерного перехода от рассогласования нагрузки, что увеличивает вероятность лавинного пробоя эмиттерного перехода транзисторов при работе на изменяющуюся нагруз ку. Эмиттерный повторитель, те м более построенный на высокочастотной элементной базе, обладает повышенной склонностью к самовозбуждению, т. е. широкой потенциальной зоной неустойчивости, увеличивающей вероятность самовозбуждения каскада и выхода транзисторов из строя при работе на рассогласованную нагрузку.
Цель изобретения — повышение устойчивости работы двухтактного усилителя мощности при изменяющейся нагрузке.
Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный усилитель мощности, содержащий в каждом плече входной эмиттерный повторитель, выполненный по двухтактной схеме на транзисторах разного типа проводимости, и выходной каскад, причем транзисторы выходных каскадов двухтактного усилителя мощности имеют один тип проводимости и включены последовательно по постоянному току, в каждое плечо двухтактного усилителя мощности между выходом входного эмиттерного повторителя и входом выходного каскада введен корректирующий трехполюсник, общая клемма которого объединена с общей клеммой входного эмиттерного повторителя и в первом плече подключена к выходной клемме двухтактного усилителя мощности, а во втором плече — к общей шине.
На чертеже представлена принципиаль.ная электрическая схема двухтактного ус ил и тел я мощности.
Двухтактный усилитель мощности содержит соответственно в первом и втором плечах входные эмиттерные повторители 1 и 2, корректирующие трехголюсники 3 и 4, выходные каскады 5 и 6, источники 7 и 8 входных сигналов, клеммы 9 — 11 (соответственно входная, выходная и общая) входного эмиттерного повторителя 1, клеммы 12 — 14 (соответственно входная, выходная и общая) корректируюгцего трехполюсника 3, клеммы 15 — 17 (соответственно входная, выходная и общая) входного эмиттерного повторителя 2, клеммы 18 — 20 (соответственно входная, выходная и общая) корректирующего трехполюсника 4, входные клеммы 21 и 22 выходных каскадов соответственно первого и второго плеч двухтактного усилителя мощности, выходную клемму 23 двухтактного усилителя мощности, клемму 24.
Двухтактный усилитель мощности работает следующим образом.
Напряжение возбуждения от источников 7 и 8 входных сигналов подается в противофазе соответственно на клеммы 9 и 11 входного эмиттерного повторителя 1 и на клеммы 15 и 17 входного эмиттерного повторителя 2. Усиленный по мощности входными эмиттерными повторителями 1 и 2 полезный сигнал подается через корректирующие трехполюсники 3 и 4 в цепи возбуждения выходных каскадов следующим образом. Выходное напряжение входного эмиттерного повторителя 1, действующее между клеммами 10 и 11, приложено к клеммам 12 и 14, корректирующего трехполюсника 3, а выходное напряжение входного эмиттерного повторителя 2, действующее между клеммами 16 и 17, приложено к клеммам 18 и 20 корректирующего трехполюсника 4. Выходное напряжение полезного
1019587
Составитель И. Водякина
Редактор Н. Лазаренко Текред И. Вере Корректор Ю.Макаренко
Заказ 3724/51 Тираж 936 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР во делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгоро:, ул. Проектная, 4 сигнала, снимаемое с клемм 13 и 14 корректирующего трехполюсника 3, подается в цепь возбуждения выходного каскада 5 первого плеча двухтактного усилителя мощности, причем входом этого плеча являются клеммы 21 и 23, а выходное напряжение полезного сигнала, снимаемое с клемм 19 и 20 корректирующего трехполюсника 4, подается в цепь возбуждения выходного каскада 6 второго плеча двухтактного усилителя мощности в противофазе относитель- 10 но возбуждения первого плеча, причем входом выходного каскада 6 второго плеча двухтактного усилителя мощности являются клеммы 22 и 24. Такое соединение обеспечивает включение транзисторов выходных каскадов 5 и 6 по схеме с общим эмиттером.
Усиленный по мощности выходными каскадами 5 и 6 полезный сигнал подается в несимметричную относительно общей шины нагрузку.
Существенное повышение устойчивости работы данного устройства на изменяющую- о ся нагрузку достигается за счет того, что выходное сопротивление двухтактного усилителя мощности становится близким по величине к заданному сопротивлению на грузки (согласованным), поэтому рассогласование нагрузки в ту или иную сторону 25 в минимальной степени сказывается как на уровне выходной мощности, так и при изменении режимов работы транзисторов двухтактного усилителя мощности. Требуемое выходное сопротивление усилителя обеспечивается за счет того, что транзисторы выходных каскадов 5 и 6 оказываются включенными по схеме с общим эмиттером, а на их базы подается сигнал через корректирующие трехполюсники 3 и 4 от входных эмиттерных повторителей 1 и 2. Физически выходное сопротивление высокочастотного двухтактного усилителя мощности образуется в основном за счет внутренней обратной связи по коллекторным емкостям транзисторов выходных каскадов, включенных по схеме с общим эмиттером, при наличии широкополосных корректирующих трехполюсников 3 и 4 на входе. Низкое внутреннее выходное сопротивление входных эмиттерных повторителей 1 и 2 стабилизирует выходной импеданс корректирующих трехполюсников 3 и 4,который непосредственно влияет на величину выходного сопротивления двухтактного усилителя мощности, а также обеспечивает квазигармоническое зарядовое возбуждение баз транзисторов выходных каскадов 5 и 6 при работе на высоких частотах.
Важнейшим достоинством данного двухтактного усилителя мощности является возможность построения бестрансформаторного, пригодного для гибридно-интегрального исполнения, усилителя мощности КВУКВ диапазона, способного работать на рассогласованную нагрузку, в том числе на антенно-фидерный тракт. Применение на выходе однотипных транзисторов делает возможным изготовление усилительных модулей значительной мощности, что позволит использовать их в выходных каскадах радиопередающих устройств. Возможность гибридно-интегрального исполнения расширит частотный диапазон в сторону высоких частот за счет уменьшения конструктивных паразитных связей, влияние которых в данных устройствах на широкополосность весьма существенно. Отсутствие тра нсформаторов в предлагаемом устройстве позволит также существенно расширить частотный диапазон усилителя в область нижних частот.
