Усилитель низкой частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в - электронных устройствах различного назначения. Цель изобретения - повышение КПД при работе на комплексную нагрузку. В устр-во для достижения цели введены N-1 четвертых диодов 1416 , N-1 пятых диодов 17-19, диоды 20- 22, N-2 вторых ключевых элементов 27, 28, ключевые элементы 29-31, N-1 конденсаторов 32-34, источник отрицательного напряжения 36. При помощи конденсаторов 32-34 удалось осуществить принцип рекуперации энергии в самом усилителе низкой частоты. Во время работы отрицательных ступеней питающих напряжений конденсаторы заряжаются от энергии, запасенной в нагрузке , л во время работы положительных ступеней питающих напряжений конденсаторы разряжаются, отдавая энернию в нагрузку. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4086822/24-09 (22) 02.07.86 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (72) А.Н. Заварыки (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент США 11 330-22, опублик.

09.05.67, фиг. 2. (54) УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в . электронных устройствах различного назначения. Цель изобретения — повышение КПД при работе на комплексную нагрузку. В устр-во для достижения цели введены N-1 четвертых диодов 14„„SU„„1415419 А 1

CS11 4 " 03 F 3/20

16, N-1 пятых диодов 17-19, диоды 2022, N-2 вторых ключевых элементов 27, 28, ключевые элементы 29-31, N-1 конденсаторов 32-34, источник отрицательного напряжения 36. При помощи конденсаторов 32-34 удалось осуществить принцип рекуперации энергии в самом усилителе низкой частоты. Во время работы отрицательных ступеней питдющих напряжений конденсаторы заряжаются от энергии, запасенной в нагрузке, и во время работы положительных ступеней питающих напряжений конденсаторы разряжаются, отдавая энернию в нагрузку. 2 ил.

14154 l 9

Изобретение относится к радиот . нике и может ис ользоваться в электронных устройствах различного назначения.

Бель изобретения — повышение КПД .при работе на комплексную нагрузку.

На фиг. I представлена структурная электрическая схема усилителя низкой частоты; на фиг. 2 — эпюры на- 10 пряжений и токов, поясняющие принцип работы усилителя.

Усилитель низкой частоты (фиг. 1) содержит предварительный усилитель l с парафазным выходом, выходной каскад,выполненный на первом 2 и втором

3 транзисторах, выходной 4 и управляющий 5 трансформаторы, многоуровневой компаратор 6, резисторы 7. первый 8 и второй 9 диоды, Н третьих диодов 10-13, N-l четвертых диодов

14-16, N-1 пятых диодов 17-19, шестой

20, седьмой 21, восьмой 22 диоды, N первых ключевых элементов 23-26, N-2 вторых ключевых элементов 27 и 28, 25 третий 29, четвертый 30, пятый 31 ключевые элементы, N-1 конденсаторов

32-34, блок 35 питания, источник 36 отрицательного напряжения.

Кривая 1 тока нагрузки и кривая ТТ напряжения питания, приложенного к средней. точке первичной обмотки выходного трансформатора 4, соответствуют случаю с емкостным характером нагрузки (фиг. 2а).

Кривая III соответствует току нагрузки, кривая Г1 показывает измене:.ие напряжения на промежутке коллек.эр-эмиттер одного из транзисторов . . одного каскада в течение одного 40 периода изменения напряжения сигнала (фиг. 2б).

Усилитель низкой частоты работает следующим образом.

Сущность технического решения за- 45 ключается во включении рекуперирующих конденсаторов, позволяющих фор- мировать рекуперативные отрицательные ступени питающих напряжений.

Усиливаемый сигнал подается на вход предварительного усилителя 1, где происходит его усиление до уровня, необходимого для нормальной работы выходного каскада.

Транзисторы 2 и 3 выходного каска-55 да работают з режиме В или АВ, их питание о:уществляется от блока 35 питания, коммутируемого ключевыми элементами через среднюю точку перяичной обмотки выходного трансформатора 4.

Существуют моменты времени (фиг.2а), в которые ток нагрузки не совпадает по фазе с напряжением. В эти моменты времени усилитель низкой частоты работает не,потребляя энергии от источников блока 35 питания, а за счет энергии, запасенной в нагрузке.

Питание усилителя низкой частоты в эти моменты времени осуществляется от отрицательных и нулевой ступеней питающих напряжений. Отицательные ступени питающих напряжений формируются автоматически при помощи конденсаторов 32-34. Происходит это следующим образом. Начальный момент времени соответствует выключенному состоянию всех ключевых элементов (фиг. 2а), кроме ключевых элементов

29 и 30. Питание усилителя низкой частоты осуществляется от низшей ступени питающих напряжений, формируемы» конденсатором 34, который в это врс мя заряжается. В тот момент, когда разность между напряжениями конденсатора 34 и сигнала уменьшится до заданного уровня, включается ключевой элемент 28, подключая к средней точке первичной обмотки выходного трансформатора 4 следующую по уровню отрицательную ступень питающих напряжений, формируемую конденсатором 32.

В момент включения ключа ключевого элемента 31 нулевой ступени питающего напряжения все конденсаторы оказываются заряженными. Этим ключевым элементом 31 все конденсаторы отрицательными обкладками соединяются с корпусом.

Возврат энергии в нагрузку цРоис ходит при разряде соответстйующих конденсаторов во время работы положительных ступеней питающих напряжений.

Для того чтобы осуществить возврат энергии через положительные ступени питающих налряжений, необходимо каждый конденсатор соединить с соответствующим источником блока 35 питания.

Диоды 14-16 предназначены для развязки токов заряда и токов разряда соответствующих конденсаторов 32-34, в результате ток заряда протекает через диоды 17-19, ток разряда — через диоды 14-16.

Таким образом, при помощи конденсаторов 32-34 удалось осуществить

15

Усилитель низкой частоты, содержащий последовательно соединенные предварительный усилитель с парафазным выходом, вход которого является входом усилителя низкой частоты, выход50 ной каскад, выполненнь:й на первом и втором транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером и имеющих одну структуру, выходной: > управпяю.ций трансформаторы, первичные обмот55 ки к торых включены параллельно, а также многоуровневой компаратор, сигнальный вход которого соединен с первым выводом резистора и с катодами принцип рекуперации энергии в самом усилителе низкой частоты, Во время работы отрицательных ступеней питающих напряжений конденсаторы заря>каются от энергии, запасенной в нагруз5 ке, и во время работы положительных ступеней питающих напряжений конденсаторы разряжаются, отдавая энергию в нагрузку. Разряд конденсаторов осуществляется до уровня напряжений соответствующих источников блока 35 питания. Это означает, что уровни отрицательных ступеней питающих напряжений оказываются симметричными относительно нуля уровням соответст- вующих положительных ступеней питающих напряжений.

Диоды 20 и 21 предназначенш для защиты транзисторов 2 и 3 выходного 20 каскада от инверсного протекания тока через промежуток эммитер-коллектор. Ключевые элементы 29 и 30 предназначены для подключения к входу компаратора 6 той вторичной полуоб- 25 мотки управляющего трансформатора 3. которая находится в плече работающего в данный момент транзистора. С этих полуобмоток напряжение в нагрузке подается на вход компаратора 6.

Диоды 8 и 9 — выпрямительные диоды. Многоуровневой компаратор 6 управляет ключевыми элементами следующим образом. Каждый ключевой элемент включается при . достижении напряже- 35 нием сигнала в первичной обмотке выходного трансформатора 4 значения, меньшего на заданную величину предыдущей (работающей ) ступени, и остается во включенном состоянии до сни- 40 жения напряжения сигнала ниже заданного значения.

Ф о р м у л а и з о б р е -. е н и я первого и второго диодов, аноды котоpblx подключены к первым выводам соответственно первой и второй вторичных полуобмоток управляющего трансформа— тора, N входов для ollopHoI и пряжения многоуровневого компаратора.соединены с соответствующими выходами И источников блока питания, соединенными с первыми выводами N цепей из последовательно соединенных первого ключевого элемента и третьего диода, вторые выводы которых объединены и подключены к средней точке первичной обмотки выходног 1 трансформатора, при этом N выходов многоуровневого компаратора соединены с управляющими входами соответствующих N первых ключевых элементов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью HnBbIIIIeHHH КПД при работе на комп.пеKcíóî Hагрчзку, введены N-2 вторых ключевых элементов, N-1 конденсаторов, N-1 четвертых диодов, N-1 пятых диодов, шестой, седьмой, восьмой диоды, третий, четвертый, пятый ключевые элементы, источник отрицательного напряжения, при этом третий и четвертый ключевые элементы включены между общей шиной и вторыми выводами соответственно первой и второй вторичных обмоток управляющего трансформатора, управляющие входы третьего и четвертого ключевых элементов сс единены с базами соответственно первого и второго транзисторов, коллекторы которых через шестой и седьмой диоды, включенные в прямом направлении, соединены с соответствующими выводами первичной обмотки выходного трансформатора, первые обкладки М-1 конденсаторов объединены, через пятый ключевой элемент соединены с обшей шиной, а через восьмой диод, включенный в прямом направлении, со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора,при этом вторая обкладка 1 го конденсатора соединена с анодом i-ro четвертого диода и катодом 1-го пятого диода, причем аноды И-2 пятых диодов через соответствующие N-2 вторые ключевые элементы соединены с обшей шиной, с которой соединен анод (N-1)-го пятого диода, катод i-ro четвертого диода подключен к выходу

i-го источника блока питания, причем многоуровневой компаратор выполнен с 2N-1 выходами, из которых N-1 выходы подключены соответственно х входам! iI 54! 9

Рыг ?

Cn„-v; so гель И. Вадяхина

Рс акто,. 5Т, Ьобкоп: Т .cðåä Л. Олийнык Корректор С. Черни

Подписное

Заказ 3886/55 1 ираж 3?8 ".5ТЖПТИ Г.сударств .,н:ч-о комитета СССР по делам изобре гени1 и открытий

553035, Москва, Ж-35, Раутттская наб., д. 4/5

Производ. вен о-полиграфическое 1г." дприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управления В-2 вторых ключевых ментов и входу управления пятого ключевого элемента, при этом второй

t !

1 >!

z г

Т !.«од резистора соединен с выходом источника отрицательного напрял е ния.

1 g i > g 1 ! I (I