Двухтактный усилитель мощности класса а

 

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение КПД. Усилитель содержит двухтактный оконечный каскад 1, выполненный на биполярных транзисторах 2 и 3, нагрузку 4, блок формирования 5 возбуждающих сигналов, блоки возведения 6 и 7 сигнала и квадрат и управляемые источники 8 и 9 тока. Входной сигнал усилителя складывается в блоке формирования 5 с постоянными напряжениями смещения транзисторов 2 и 3. Полученные сигналы затем возводятся в квадрат в блоках возведения 6 и 7 и далее преобразуются источниками 8 и 9 в токовые сигналы, которые поступают через каскад 1 в нагрузку 4. Цель достигается за счет устранения нелинейных искажений усиливаемого сигнала с помощью введенных блоков возведения 6 и 7 в квадрат и источников 8 и 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (51)4 Н 03 F 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4279242/24-09 (22) 07.07.87 (46) 30.12.89. Б . e 48 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) И,А. Романов (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1332514, кл. Н 03 F 3/26, 08.04.85.

Богданович Б.M. Нелинейные искажения в приемно-усилительных -устройствах. M. Связь, 1980, с. 220, рис. 5.20,б. (54) ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

КЛАССА А (57) Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения— повышение КПД. Усилитель содержит двухтактный оконечный каскад 1, вы2 полненный на биполярных транзисторах

2 и 3, нагрузку 4, блок формирования

5 возбуждающих сигналов, блоки возведения 6 и 7 сигнала в квадрат и управляемые источники 8 и 9 тока.

Входной сигнал усилителя складывается в блоке формирования 5 с постоянными напряжениями смещения транзисторов 2 и 3. Полученные сигналы затем возводятся в квадрат в блоках возведения 6 и 7 и далее преобразуются источниками 8 и 9 в токовые сигналы, которые поступают через каскад 1 в нагрузку 4. Цель достигается за счет устранения нелинейных искажений усиливаемого сигнала с помощью введенных блоков возведения

6 и 7 в квадрат и источников 8 и 9.

1 ил.

1532996 (4) н кн

20 — 30

1 =0,5 к, a ., Изобретение относится к усилитель ной технике и может быть использовано в линейных усилителях мощности электрических сигналов.

Цель изобретения — повышение КПД.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухтактного усилителя мощности класса А.

Двухтактный усилитель мощности класса А содержит двухтактный око, нечный каскад 1, выполненный на би полярныхх транзисторах 2 и. 3, нагруз— ку 4, блок 5 формирования возбуждающих сигналов, первый и второй блоки о и 7 возведения сигнала в квадрат, а также первый и второй управляемые источники 8 и 9 тока.

Усилитель мощности работает сле дующим образом.

В блоке 5 формирования возбуждаю щих сигналов входной сигнал усилите,ля складывается с постоянными напряже""ями Ecì " Е ем, смещения транзисторов 2 и 3. Вйходные сигналы блока 5 возводятся в квадрат соответ ственно первым и вторым блоками 6 и

7 и преобразуются в токовые сигналы управляемыми источниками 8 и 9. При усилении гармонического сигнала коллекторные токи транзисторов 2 и 3 оп ределяются соотношением () =ЯК(Е,+U s in k), (1) при ik Hö Э i (t) где S — крутизна преобразования входного напряжения в коллекторный ток;

К вЂ” масштабный коэффициент;

Š— напряжение смещения транзиссм

40 торов 2 и 3; амплитуда входного сигнала; — ток коллектора насыщения.

Используя приведенное соотношение (1), составим систему уравнений, определенных в точках экстремумов (Ы t 0 5 tl и u)t=1 5ll):

$К(Е +U ) = з.„„, при сдt=0,5 i

БК(Е -U ) = О при я =1,5к, (2) 50

Для усилителя, в котором транзисторы оконечного каскада работают в критическом режиме на всем размахе нагрузочной характеристики, т.е.

= О хОГда 1 к. макс 1 к. нас 1 B i к мин из системы уравнений (2) следует

Есм = U т = 0 5 i„„àñ l SI (3) Подставив выражение (3) в (1), лов лучим формулу для коллекторных токов транзисторов 2 и 3 в критическом pei к. кр (t):

i (г) = 0,25 i „а,(1+sinu t) iÊ,. На С +О э 5 i К. Нас S in lA. t

0,125 1к нас соя 2(dt

Ток нагрузки 4 i „ = i « (t)-1 „ () .

Используя выражение (4), получим

При усилении бигармонического сигнала коллекторные токи транзисторов 2 и 3 определяются соотношением

i„(t) = 0,25 iv,.нас Р1й0,5(яЫы,t+

+ $1пЯ )) Ор25 1к нас 1ч(Я1пм t+

+sine t)+0,25 (1-cos2>, t-cos2 ю +

+соя(ы,-си ) t-соя(ю,+м ) t) ). (5)

Подставляя (5) в формулу для расчета тока нагрузки, получим:

iн = 0 -к.„(sinn,t+s -и"4 )..

Следовательно, в спектре выходного сигнала двухтактного усилителя токи коллекторов транзисторов оконечно- го каскада которого меняются по закону (1), отсутствуют нелинейные искажения усиливаемого сигнала.

КПД усилителя класса A с активной нагрузкой может быть записан в виде формулы где — коэффициент использования

kp напряжения питания оконечного каскада в критическом режиме;

e(,„e — коэффициенты, отражающие соответственно уровни первой гармоники и постоянной составляющей в уравнении (4).

Предельный КПД предлагаемого усилителя в соответствии с формулой (6) составляет 66,7Е.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель мощности класса А, содержащий двухтактный оконечный каскад, выполненный на биполярных транзисторах противоположной структуры, выход которого соединен с нагрузкой, и блок формирования возСоставитель П.Дик

Техред N.Xoäàíè÷

Корректор Л.Патай

Редактор А.Лежнина

Заказ 8107/57 Тираж 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", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 153299 буждающих сигналов, вход которого является входом двухтактного усилителя мощности класса А, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыигения КТЩ, введены первый и второй блоки возведения сигнала в квадрат и. первый и второй управляемые источники тока, причем первый и второй выб 6 ходы блока формирования возбуждающих сигналов подключены соответственно к входам первого и второго блоков возведения сигнала в квадрат, выходы которых через соответствующие управляемые источники тока подключены к первому и второму входам двухтактного оконечного каскада.