Усилитель мощности

 

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - уменьшение искажений. Для достижения цели 1-й и 2-й ключевые усилители (КУ) из каждой пары КУ 9 и дополнительный КУ 8 выполнены в виде последовательно соединенных предварительного ключевого каскада 18 с амплитудной коллекторной модуляцией и выходного ключевого каскада 26, а также введен 2-й регулируемый источник 27 питания. В усилителе мощности обеспечивается одновременность включения N пар КУ 9 и КУ 8 за счет выбора величин форсирующих импульсов базовых токов транзистора 25. Кроме того, одинаковая и постоянная задержка выключения ключевого каскада 26 формируется за счет обеспечения требуемых степеней насыщения транзистора 25 при изменении уровня входного сигнала путем введения дополнительной модуляции по закону огибающей входного ВЧ-сигнала в ключевой каскад 18. Все это приводит к уменьшению фазовой модуляции и в конечном счете уменьшает комбинационные искажения выходного ВЧ-сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д!) 4 Н 03 F 3/217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (61) 1104647 (21) 4211304/24-09 (22) 04.01.87 (46) 07.09.89. Бюл. !! 33 (72) С.А. Величенко и В.И. Первушов (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1104647, кл. Н 03 F 3/217, 1984. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения уменьшение искажений. Для достижения цели 1-й и 2-й ключевые усилители (КУ) из каждой пары КУ 9 и дополнительный КУ 8 выполнены в виде последовательно соединенных предварительного ключевого каскада 18 с амплитудной коллекторной модуляцией и выход„.Я0„„1506511 А 2

2 ного ключевого каскада 26, а также введен 2-й регулируемый источник 27 питания. В усилителе мощности обеспечивается одновременность включения

N пар КУ 9 и КУ 8 за счет выбора величин форсирующих импульсов базовых токов транзистора 25. Кроме того,одинаковая и постоянная задержка выключения ключевого каскада 26 формируется за счет обеспечения требуемых степеней насыщения транзистора 25 при изменении уровня входного сигнала путем введения дополнительной модуляции по закону огибающей входного

ВЧ-сигнала в ключевой каскад 18. Все это приводит к уменьшению фазовой мо- ф дуляции и в конечном счете уменьшает комбинационные искажения выходного

ВЧ-сигнала. 2 ил.

1506511

Изобретение относится к усилительной технике и является усовершенствованием усилителя по авт.св. У 110464 7.

Цель изобретения — уменьшение ис-кажений.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителя мощности; на фиг, 2 — диаграмма, поясняющая работу усилителя мощности. 10

Усилитель содержит первый амплитудньпt детектор 1, амплитудный ограничитель 2, фазоинвертор 3, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 4, дешифратор 5, N пар управляемых клю- 15 чей 6, первый регулируемый источник

7 питания, дополнительный ключевой усилитель 8, И пар ключевых усилителей 9, вычитатель 10, первый сумматор 11, фильтр 12, аттенюатор 13, 20 второй амплитудный детектор 14, второй сумматор 15, усилитель 16 постоянного тока (УПТ), нагрузку 17, предварительный ключевой каскад 18 с амплитудной коллекторной модуляцией, формирователь 19, элемент 20 задержки, второй источник 21 питания, ключ 22> транзистор 23, резистор 24, транзистор 25, выходной ключевой каскад

26, второй регулируемый источник 27 30 питания, первый источник 28 питания °

Усилитель мощности работает следующим образом.

При малом уровне входного сигнала

АЦП 4 через дешифратор 5, через управ 35 ляемые ключи 6 подключает второй ключевой усилитель каждой пары к инвертирующему выходу фазоинвертора 3, т.е. первый и второй ключевые усилители каждой пары возбуждаются в противофа- 40 эе и их выходные сигналы взаимно компенсируются в первом сумматоре 11.При этом усиление входного сигнала осуществляется дополнительным ключевым усилителем 8, на шину питания кото- 45 рого от первого регулируемого источника 7 питания поступает напряжение, пропорциональное выходному сигналу первого амплитудного детектора 1.

В случае отличия огибающей выходного сигнала от входного через аттенюатор 13, второй амплитудный детектор 14, вычитатель 10, УПТ 16 и сумматор 15 к управляющему входу первого регулируемого источника 7 питания подводится корректирующее напряжение обратной связи, уменьшающее степень отличия огибающей сигнала от входного.

При достижении входным сигналом первого уровня квантования АЦП 4 дешифратор 5 подключает через управляемые ключи 6 одну иэ пар ключевых усилителей 9 к неинвертирующему выходу фаэоинвертора 3. При этом данная пара ключевых усилителей возбуждается синфаэно и выходное напряжение усилителя мощности определяется суммарной величиной выходного напряжения дополнительного Ключевого усилителя 8 и одной синфаэно возбуждаемой пары ключевых усилителей 9.

В случае отличия огибающих выходного и входного сигналов коррекция осуществляется аналогичным образом.

По мере увеличения входного сигнала к первому сумматору 11 подключаются различные сочетания пар клю,чевых усилителей 9, возбуждаемых синфазно. При изменении уровня входного сигнала соответственно изменяется выходное напряжение и выходной ток усилителя мощности, а следовательно, изменяется коллекторный ток выходного ключевого каскада 26 каждого из N пар ключевых усилителей 9, включая дополнительный ключевой усилитель 8. Это приводит к изменению степени насьпцения транзистора .25 выходного ключевого каскада 26 и, соответственно, к изменению скважности импульсов коллекторного напряжения транзистора 25, т.е. к паразитной фаэовой модуляции (ФМ), в результате чего увеличиваются комбинационные искажения (КИ) входного сигнала. Для уменьшения изменения степени насьпцения, скважности и, соответственно, уровня КИ все пары ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель содержат выходной ключевой каскад 26 и предварительный ключевой каскад 18, на модулирующий вход которого подается через второй регулируемый источник 27 питания напряжение огибаюцей входного ВЧ-сигнала с первого амплитудного детектора 1. Таким образом, при изменении коллекторного напряжения и тока транзистора 25 по закону огибающей входного ВЧ-сигнала одновременно происходит изменение выходного напряжения второго регулируемого источника 27 питания, а следовательно, и базового тока транзистора 25, что обеспечивает, постоянную степень насыцения и умень-.

Формула изобретения

5 15065 шает И1 выходного сиг ftàïë усилителя мощности.

Кроме того, для уменьшения КИ необходимо ; транить паразитную ФИ, вызванную неодновременностью включе5 ния и выключения пар ключевых усилителей 9, которые имеют различные уровни выходной мощности.

Одновременность переключения пар ключевых усилителей 9, включая дополнительный ключевой усилитель 8,обеспечивается предварительным ключевым каскадом 18, который работает следующим образом. В исходном состоянии на входе предварительного ключевого каскада 18 установлен уровень "Лог.О", транзистор 23 закрыт. Через резистор

24 протекает ток от второго регулируемого источника 27 питания, откры- 20 вающий транзистор 25.

В момент времени t на входе предО варительного ключевого каскада 18 устанавливается уровень Лог. 1н (фиг. 2а), который, пройдя через

25 элемент 20 задержки, поступает на базу транзистора 23, открывая его, Через открытый транзистор 23 и резистор 24 протекает коллекторный ток и одновременно обратный ток базы транзистора 25, вызванный рассасыванием носителей заряда в,области базы.

Благодаря малому сопротивлению насыщения транзистора 23 обеспечивается малая задержка и длительность фронта переключения транзистора 25.

В момент времени t на входе предварительного ключевого каскада

18 устанавливается уровень "Лог.О".

В момент времени t (определяемый

40 задержкой сигнала в реальных элементах формирователя 19) из входного сигнала формирователем 19 формируется импульс с длительностью Т (фиг.2б), который поступает на ключ 22, открывает его и подключает второй источ45 ник 21 питания к коллектору транзистора 23, т.е. формируется дополнительный импульс тока, протекающий через открытый транзистор 23 (фиг.2в), В момент времени t, определяе50 мый элементом 20 задержки, уровень

tl н

Лог. О входного сигнала переводит транзистор 23 в закрытое состояние.

К этому времени ключ 22 не замкнут, поэтому ток, протекающий через открытый транзистор 23, перераспределяется в базу транзистора 25 (фиг.2г).

Сформированный таким образом ток

11 6 базы форсированно включает транзистор 25, обеспечивая требуемую длительность фронта включения.

В момент времени t на выходе формирователя 19 устанавливается уро— вень "Лог. О", ключ 22 размыкается, но транзистор 25 остается открытым за счет тока, протекающего через резистор 24, что обеспечивает требуемую степень насыщения транзистора 25. К моменту времени tc процесс повторяется.

Таким образом, в усилителе мощности обеспечивается одновременность включения И пар ключевых усилителей

9 и дополнительного ключевого усилителя 8 за счет выбора величин форсирующих импульсов базовых токов транзистора 25. Кроме того, одинаковая и постоянная задержка выключения выходного ключевого каскада 26 формируется за счет обеспечения требуемых степеней насыщения транзистора 25 при изменении уровня входного сигнала путем введения дополнительной модуляции по закону огибающей входного ВЧ-сигнала в предварительный ключевой каскад 18.

Все это приводит к уменьшению ФМ и в конечном счете уменьшает КИ выходного ВЧ-сигнала усилителя мощности.

Усилитель мощности по авт. св.

9 1104647, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений, первый и второй ключевые усилители из каждой пары ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель выполнены в виде последовательно соединенных предварительного ключевого каскада с амплитудной коллекторной модуляцией, и выходного ключевого каскада, содержащего после довательно соединенные элемент задержки и транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, при этом вход элемента задержки является входом ключевого усилителя и соединен через формирователь с управляющим входом ключа, включенного между вторым источником питания и коллектором транзистора, являющимся выходом предварительного ключевого каскада с амплитудной коллекторной модуляцией и подключенным к одному выводу

1506511

Составитель В. Федотов

Техред М,Дидык КоРРектоР М.Максимишинец

Редактор Н. Тупица. Заказ 5444/53 Тирам 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

I резистора, другой вывод которого является модулирукнцим входом ключевого усилителя и выходного ключевого каскада, при этом выход первого амплитудного детектора через введенный

5 второй регулируемый источник питания подключен к модулирующему входу каадого из N пар ключевых усилителей и дополнительного ключевого усилителя.