Многоканальный усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия и повышение стабильности фаз выходных колебаний. Устр-во содержит делитель 1 мош,ности, сумматор 2 мош,ности, усилительные каналы (УК) 3i, ..., 3(, усилитель 4, входные управляемые фазовращатели (УФ) 6, выходные усилители 7, фазовые детекторы 8, фильтры 9 нижних частот, сумматоры 10. Для достижения цели в устр-во введены в первый УК 3i, входной УФ 6 и инвертор 5, во второй УК 32 вычитатель 11, в каждый г -й УК вычитатель II, а также блок 12 усреднения. В установившемся режиме за счет выбора большого статического коэф. передачи фильтра 9 нижних частот величина D (коэф. передачи разомкнутого контура автоподстройки фазы) много больше единицы и, следовательно, во-первых, в результате действия контуров автоподстройки фазы в каждом канале компенсируется фазовая ошибка vji/ и, во-вторых, фазы выходных колебаний всех УК устанавливаются равными %-р с точностью до статической погрешности ( - среднее значение фаз колебаний на выходе УК 3i, ..., 3 при разомкнутых контурах автоподстройки ф|азы). Ввиду подстройки под .г/)45° макс, фазовая ошибка, равная 45°, будет в первом и Л -м УК, при этом сокращается продолжительность процесса автофазирования. ил. с «о (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 Н 03 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4107295/24-09 (22) 12.06.86 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) С. В. Есин, В. И. Каганов и А. П. Пирхавка (53) 621.375.026 (088.8) (56) Хансен P. С. Сканирующие антенные системы. СВЧ, т. 3, Советское радио, 1971, с. 385.

Авторское свидетельство СССР № 1290474, кл. Н 03 F 1/02, 08.04.85. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ мощности (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение быстродействия и повышение стабильности фаз выходных колебаний. Устр-во содержит делитель 1 мощности, сумматор 2 мощности, усилительные каналы (УК) 3i, ..., Зн, усилитель 4, входные управляемые фазовращатели (УФ) 6, выходные усилители 7, фазовые

„, SU» 1401558 А1 детекторы 8, фильтры 9 нижних частот, сумматоры 10. (ля достижения цели в устр-во введены в первый УК 3i. входной УФ 6 и инвертор 5, во второй УК 3 вычитатель 11, в каждый i-й УК вычитатель 11. а также блок 12 усреднения. В установившемся режиме за счет выбора большого статического коэф. передачи фильтра 9 нижних частот величина D (коэф. передачи разомкнутого контура автоподстройки фазы) много больше единицы и, следовательно, во-первых, в результате действия контуров автоподстройки фазы в каждом канале компенсируется фазовая ошибка 1, и, во-вторых, фазы выходных колебаний всех УК устанавливаются равными ф,-, с точностью до статической погрешности (ф,-„— среднее значение фаз колебаний на выходе УК 3, .... З„при разомкнутых контурах автоподстройки фазы).

Ввиду подстройки под <р„= — <р,- =45 макс. фазовая ошибка, равная 45, будет в первом и N-м УК, при этом сокращается продолжительность процесса автофазирования.

1 ил.

1401558

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в радиопередающих и радиоприемных устройствах.

Целью является !!овышение быстродействия и повышение стабильности фаз выходных колебаний.

На чертеже представлена структурная электрическая схема многоканального усилителя мощности.

Многоканальный усилитель мощности содержит делитель 1 мощности, сумматор 2 мощности, N усилительных каналов 3, 3!, 32, ..., 3, усилитель 4, инвертор 5, входные управляемые фазовра(цатели 6, выходные усилители 7, фазовые детекторы 8, фильтры 9 нижних частот, сумматоры 10, вычитатели 11 и блок 12 усреднения.

Многоканальный усилитель могцности работает следующим образом.

Если фазы выходных колебаний усилительных каналов 3, Çi, 32...., З,„равны, напряжения на выходах фазовых детекторов 8 равны нулю и входные управляемые фазовра(цатели 6 не вносят дополнительного сдвига фаз в усиливаемое колебание.

Если в результате действия различных дестабилизирующих факторов нарушается равенство фаз выходных колебаний усилительных каналов, то на выходе фазовых детекторов 8 вырабатывается напряжение Ыр ;, пропорциональное разности фаз выходных колебаний соседних усилительных каналов и „;=Kv ((pj — (p! !), где! =2, 3, ..., й; (р; фаза колебания на выходе /-го усилительного канала;

К.щ — крутизна характеристики фазового детектора 3.

Фильтр 9 нижних частот придает устройству желательные динамические свойства.

В результате обработки выходных напряжений фильтров 9 нижних частот в сумматорах 10 напряжение на первом входе вычитателя 11 -го усилительного канала можно определить из выражения !=К() К М! — ч ) где К, (р! — коэффициент передачи фильтра 9 нижних частот.

Напряжение U, ïîäàþòñÿ на входы блока 12 усреднения, выходное напряжение

U„,p êoòoðoão описывается выражением (7уср T)! Uñ n=Kcp(p) Кр!! (((!ср (pi)>

I>( где (!!„=- -и- :(p

«г среднее значение фаз колебаний на выходах усилительных каналов.

Таким образом, на выходе блока 12 усреднения вырабатывается напряжение, пропорциональное отклонению среднего значения фаз колебаний на выходах усилительных каналов от фазы колебания на выходе первого усилительного канала 3. Это напряже40

" = !+a + 1-+-Л ""

Д (6)

45 где О=Кр(р>К.„„К, — коэффициент передачи разомкнутого конTvp3 автоподстройки фазы.

В установившемся режиме за счет выбо50 ра большого статического коэффициента передачи фильтра 9 нижних частот вепичина

0 много больше единицы и, следовательно, из (6) видно, что в результате действия контуров автоподстройки фазы в каждом канале компенсируется фазовая ошибка ф, 55 и фазы выходных колебаний всех каналов устанавливаются равными ф, с точностью до статической погрешности, которая может быть снижена до приемлемого уровня увение поступает на вход инвертора 5 и на вторые (инвертирующие) входы вычитателей 11 поэтому напряжение U íà управляющем входе управляемого фазовращателя 1 /-го усилительного канала определяется выражением

Uy.p j= K>(Uj — (,ср) = (P) K+ ((pj— (p! (p«p+(p!)=K (P)КчА ((p! ((>ср)» (! ) где К =1 — коэффициент передачи вычита1О теля 1!, а напряжение на управляющем входе входного управляемого фазовращателя 6 первого усилительного канала 3

У,.р =Ки С „ р= Кргр>„К,„((p! — (рср), (2) где Кс, — — — К вЂ” коэффициент передачи инвертора 5.

Объединяя (1) и (2), получаем

Uy»p! К<р(р) l(«p((((pj (!!ср)» (3) где l= l, 2, ..., N.

Тогда работа устройства описывается

20 следующей системой уравнений: (р!= Ф! — Кр К (р)Крр, ((pi — (pср), (4)

rge l =1, 2,,, N;

Ь, — крутизна регулировочной характеристики входного управляемого фазовращателя 6; !!! — фаза колебания на выходе 1-го кана25 ла, соответствующая разомкнут! M контурам автоподстройки фазы.

Величину ф! можно рассматривать как возмущение фазы, т. е. фазовую ошибку на выходе l-го канала.

Второе слагаемое в правой части (4) определяет фазовый сдвиг, вносимый входным управляемым фазовра(цателем 6 l-го канала.

Суммируя почленно уравнения (4), имеем

35 (!»ср — «!»ср (5) где Q,ð — — — Хф — среднее значение фаз коле1"

И баний на выходе усилительных каналов 3!, 32, ..., 3 при разомкнутых контурах автоподстройки фазы.

Подставляя (5) в (4) и разрешая последнее относительно (pi, получаем

140 з личением статического коэффициента передачи фильтра 9 нижних частот.

Рассмотрим случай равномерного распределения в начальный момент фаз колебаний на выходе усилительных каналов от 0 до 90 . Фаза на выходе первого канала равна

0, а на выходе N-го канала 90 . При этом в устройстве ввиду подстройки под р,„=

=q>„=45 максимальная фазовая ошибка, равная 45, будет в первом и N-м усилительных каналах, при этом сокращается продолжительность процесса автофазирования.

Формула изобретения

Многоканальный усилитель мошности, содержащий делитель мощности, сумматор мощности и N усилительных каналов, включенных между соответствующими выходами делителя мощности и входами сумматора мощности, причем первый усилительный канал содержит усилитель, второй усилительный канал содержит последовательно соединенные входной управляемый фазовращатель, выходной усилитель, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу усилителя первого усилительного канала и фильтр нижних частот, а каждый 1-й усилительный канал (где /=3, 4, ..., N), содержит последовательно соединенные входной управляемый фазоврашатель, выходной уси1558

4 литель, фазовый детектор, фи.1ьтр 1гижни х частот и сумматор, причем в каждом пос.1c дующем усилительном ка11але 1;горой вход фазового детектора и второй вход сумматора подключены соответственно к выхо,;у выходного усилители и выходу ф1.лti! ðа нижних частот предыдушего канала, or.,1ичаюи1ийея тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения стабильности фаз выходныx колебаний, в него введены в первый усили10 тельный канал входной управля<-мый фазоврашатель, выход которого подключен к входу усилителя, и инвертор, выход которого подключен к управляющему вхо1у входного управляемого фазоврашателя, во второй

15 усилительный канал — вычитатель, включенный между выходом фильтра нижних частот и управляюшим входом входного управляемого фазоврашателя, в каждый

l-й усилительный канал — вычитатель, включенный между выходом сумматора и управ20 ляюшим входом входного управляемого фазоврашателя, а также блок усреднения, входы которого подключены соответственно к выходам сумматоров каждого 1-ro усилительного канала и к выходу фильтра нижних частот второго усилительного канала, а выход — к входу инвертора первого усилительного канала и к вторым входам вычитателей второго и каждого i-го усилительных каналов.

Составитель С. Даниэлян

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 2539)52 Тираж 928 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобРетений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4,5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4