Генератор импульсов квазисинусоидальной формы

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передающих устройствах большой мощности, в частности для возбуждения высокочастотных гармонических колебаний. Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия при генерировании импульсов квазисинусоидальной формы, что достигается за счет использования ключевого режима транзисторов. Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, источники 2 и 6 постоянного напряжения, усилительную лампу 3, выход 4, резистор 5, транзисторы 7 и 11, диоды 8 и 13, катушки индуктивности 9, 14 и 15, формирователь 12 импульсов, конденсаторы 10 и 16. Предложенный генератор обеспечивает высокий коэффициент полезного действия при формировании коротких импульсов для работы лампы возбуждаемого каскада при малых углах отсечки импульсов тока. 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1420650 (50 4 Н 03 4 92

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>РАЙ

ЬР

Ю

О0

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21.) 4098721/24-21 (22) 30.07.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А" .Бонч-Бруевича (72) А. Д. Артым (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 951672, кл. Н 03 К 4/92, 1981.

Артым А. Д. Усилители класса Д и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании. М.: Связь, 1980, с. 60 — 61. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передающих устройствах большой мощности, в частности для возбуждения высокочастотных гармонических колебаний. Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия при генерировании импульсов квазисинусоидальной формы, что достигается за счет использования ключевого режима транзисторов. Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, источники 2 и 6 постоянного напряжения, усилительную лампу 3, выход 4, резистор 5, транзисторы 7 и 11, диоды 8 и 13, катушки индуктивности 9, 14 и 15, формирователь 12 импульсов, конденсаторы 10 и 16.

Предложенный генератор обеспечивает высокий коэффициент полезного действия при формировании коротких импульсов для работы лампы возбуждаемого каскада при малых углах отсечки импульсов тока. 2 ил.

1420650

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в мощной передающей те хнике, в частности для возбуждения радиочастотных гармонических колебаний.

Цель изобретения — повышение КПД при генерировании импульсов квазисинусоидальной формы за счет использования ключевого режима транзисторов.

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, первый источник 2 постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с общей шиной, усилительную лампу 3, анод которой соединен с выходной шиной, а сетка через резистор 5 — с отрицательным выводом первого источника 2 постоянного напряжения, второй источник 6 постоянного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной, первый транзистор 7, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база — с вторым выходом генератора 1 импульсов, первый диод 8, база которого соединена с коллектором первого транзистора 7, первую катушку 9 индуктивности, первый вывод которой соединен с эмиттером первого диода 8, а второй вывод с сеткой усилительной лампы 3, первый конденсатор 10, первый вывод которого соединен с общей шиной, второй транзистор 11, эмиттер которого соединен с вторыми выводами первого конденсатора 10 и первой катушки 9 индуктивности, формирователь 12 импульсов, включенный между эмиттером и базой второго транзистора 11, второй диод 13, база которого соединена с коллектором второго транзистора 1!, вторую

l4 и третью 15 катушки индуктивности (взаимосвязанные), второй конденсатор 16, первый вывод которого соединен с эмиттером второго диода 13 и концом второй катушки 14 индуктивности, третий диод 17, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго конденсатора 16 и концом третьей катушки 15 индуктивности, начало которой соединено с общей шиной, а начало второй катушки 14 индуктивности объединено с ба-зой третьего диода 17 и соединено с положительным выводом второго источника 6 постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени транзисторы 7 и 11 заперты, конденсатор 10 заряжен до отрицательного напряжения источника 2 постоянного напряжения — E,, благодаря чему лампа 3 заперта и ее анодный ток равен нулю.

Конденсатор 16 заряжен до напряжения источника 6 питания — Е.

5 !

О

2

Генерирование импульса напряжения заданной формы на сетке лампы 3 достигается путем подведения к участку база-эмиттер транзистора 11 импульса напряжения прямоугольной формы, с формирователя 12 импульсов, отпирающего транзистор 11 и переводящего его в режим насыщения.

В момент отпирания транзистора начинается заряд конденсатора 10. Благодаря малому внутреннему сопротивлению источника 3 и конденсатора 16 катушки индуктивности 14 и 15 оказываются включенными параллельно и для переменного напряжения представляют собой эквивалентную нагрузку с уменьшенной индуктивностью. Для увеличения этой эквивалентной индуктивности при одних и тех же катушках 14 и 15 целесообразно выполнить последние с одинаковым числом витков и связать магнитно-взаимоиндуктивностью М.

Емкость конденсатора 16 достаточно велика и в процессе работы генератора напряжение на ней остается практически неизменным, равным Fê, выходному напряжению источника 6 постоянного напряжения, поскольку падениями напряжений постоянного тока на катушках 14 и 15 можно пренебречь.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие работу генератора импульсов квазисинусоидальной формы, где а -- форма напряжения, прикладываемого к участку база-эмиттер транзистора 11, оно имеет вид последовательности импульсов с длительностью т„; б — напряжение на конденсаторе 10 и участке сеткакатод лампы 3.

С момента t = 0 начинается перезаряд конденсатора через транзистор ll и катушки

14 и 15 индуктивности от источника 6 постоянного напряжения. Напряжение на конденсаторе 10 возрастает от значения — E .

После перехода через — Е . (напряжение отпирания лампы) появляется анодный ток в лампе 3, а после перехода через 0 и сеточный ток, который приводит к отклонению кривой U,io от косинусоидальной формы (штриховая линия).

Резистор 5 практически не влияет на процессы заряда и разряда конденсатора 10, поскольку величина его сопротивления выбрана столь большой, что ток через него во много раз меньше токов в других элементах цепи. Резистор 5 необходим лишь для создания начального отрицательного напряжения на сетке лампы до подачи на транзистор !1 отпирающих импульсов (во избежание преждевременного появления анодного тока в лампе 3) .

Форма анодного тока !з (фиг. 2 в) соответствует форме напряжения U,io (фиг. 2 б) в течение времени, когда U, больше — Е ..

Сигнал формирователя 12 импульсов находится в противофазе с сигналом генератора 1, поэтому в момент времени т„транзисФормула изобретения

Генератор импульсов квазисинусоидальной формы, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, первый источник постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с общей шиной, усилительную лампу, анод ко торой соединен с выходной шиной устрой10 ства, катод — с общей шинои, а сетка через резистор — с отрицательным выводом первого источника постоянного напряжения, второй источник постоянного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база — с вторым выходом генсратора импульсов, первый диод, база которого соединена с коллектором первого транзис1ора, первая катушка индуктивности, первый вывод которой соединен с эмиттером первого диода, а второй вывод — с сеткой усилительной лампы, первый конденсатор, первый вывод которого соединен с общей шиной, второй транзистор, эмиттер которого соединен с вторыми выводами первого конденсатора и первой катушки индуктивности, формирователь импульсов, включенный между эмиттером и базой второго транзистора, второй диод, база которого сое30 динена с коллектором второго транзистора, вторая и третья взаимосвязанные катушки индуктивности, второй конденсатор, первый вывод которого соединен с эмиттером второго диода и концом второй катушки индуктивности, третий диод, эмиттер которого

35 соединен с вторым выводом второго конденсатора и концом третьей катушки индуктивности, начало которой соединено с общей шиной, а начало второй катушки индуктивности — с базой третьего дно.<а и с положительным выводом второго источника постоянного напряжения.

1420650 тор 11 закрывается, и импульсом от генератора 1 открывается транзистор 7, а к цепи разряда конденсатора 10 подключается цепочка, состоящая из последовательно соединенных катушки 9 индуктивности, диода 8, транзистора 7. Это позволяет получить крутизну спадающей части импульсов анодного тока, адекватную нарастающей части этих же импульсов. При отсутствии транзистора 7 катушка 9 индуктивности не могла быть достаточно малой из-за возникающей перегрузки током транзистора 1. Это препятствует сокращению длительностей фронтов импульсов 1„регулированию длительностей импульсов и получению радиочастотных колебаний генератора на лампе 8 с более высокой частотой.

Интервал от т„до Т может изменяться в широких пределах, что позволяет обеспечить любую длительность импульсов 1,.

Теперь рассмотрим работу схемы рекуперации, включенной в коллекторной цепи транзистора ll. При запирании транзистора 11 в момент т„ напряжение на его коллекторе под воздействием ЭДС самоиндукции катушек 14 и 15 резко возрастает.

При напряжении на коллекторе транзистора

2Е. диод отпирается и ограничивает напряжение. Энергия катушек 14 и 15 отдается источнику 6.

Благодаря диоду 13 через транзистор 11 не может протекать обратный ток, что расширяет функциональные возможности генератора и повышает надежность его работы.

Таким образом, поскольку транзистор 11 работает в режиме насыщения, остаточное напряжение на нем и соответствующие потери на его коллекторе предельно малы. Малы потери и в остальных элементах цепи, что увеличивает КПД генератора.

Генератор импульсов квазисинусоида lbной формы обеспечивает высокий КПД при формировании коротких импульсов для работы лампы возбуждаемого каскада при малых углах отсечки импульсов тока.

1420650

Составитель О. Бодряшова

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор В. Романенко

Заказ 4333/56 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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