Усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилительных системах как переменного, так и постоянного напряжения Цель - расширение диапазона частот усиливаемого сигнала Усилитель мощности содержит усилительный каскад (УК) 1, амплитудный селектор 3 с (N-1) ячейками 4-| „4м 1 выделения максимального из двух сигналов, блок 5 компараторов на (N-1) компараторах б1...6м-1. коммутатор 7 на N диодах 8i...8w, (N-1) транзисторных ключах 9i 9м 1, блок 10 питания В усилителе мощности тот или иной выход блока 10 питания подключается к УК1 по сигналу, формируемому блоком 5 компараторов по результату сравнения напряжения на входе УК1 с напряжением «а соответствующем выходе блока 10 питания, а отключение того или иного выхода блока 10 питания отУК1 осуществляется гто сигналу, который форйяруется блоком 5 компараторов по результату сравнения напряжения на выходе УК1 с соответствующим напряжением блока 10 литания. 1-8i-9i-i-10i, 1-4i-i-6i-i-9i-i, Ю| i- 6м 3 ил

„.ДЦ„„1755361 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 F 3/20 ((ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ((К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 1 . - .:. -. ;:::.:;.::. „...„. . ":: " .-;, 2 (21) 4715942/09 -::::,: . . го из двух сигйалов, блок 5 компараторов на

, (22) 06.07,89 ::- : . .:.:: . - .. (N-1) компараторах 6j...6g >, коммутатор 7 (46) 15.08,92. Бюл. N 30 ., ::.-;.,-..;,...: íà N диодах 8>...8lj, (N-1) транзисторных

- (71) Центральный научно-исследователь- ключах 9>...9(ч-1, блок 10 питания. В усилитеский институт "Морфизприбор" ...". -:-- .. ле мощности тот или иной выход блока 10 (72) В.В,Гончаров::: -. - .: . питания подключается к УК1 йо сигналу; (56) Патент США .,.: -,:;:.-;, .. ., - формируемому блоком "5 компараторов по

¹ 3319175, кл, Н 03 F 3/04, 1967.::,.: — .. . результату сравнен ия напряжения на входе (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ .:,; - :;;-;:-.: -::-,УК1 с напряжейием на соответствующем (57) Изобретение:относится к радиотехнике :. выходе блока 10 питания, а отключенйе того и может использоваться вусилительных си-:::или иного выходЪ(блока 10 питайия от УК1 стемах как переменного, так и постоянного — осуществляется.ftQ сигналу, который форЮЬ напряжения, Цель — расширение диапазойа руется блоком 5 компараторов по результачастот усиливаемого сигнала. Усилитель ту сравнения напряжения на выходе УК1 с мощности содержит усилительный каскад соответствутощим "йбпряжением блока 10 (УК) 1, амплитудный селектор 3 (,"(N-1) питания. 1-8(-9н-10(, 1-4I-i-ái-)-9(-1, 10(-iячейками 41...4g-1 выделения максимальйо-" 6(-1, 3 ил.

1755361

10

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилительных системах как переменного, так и постоянного напряжения, Цель изобретения — расширение диапазона частот усиливаемого сигнала.

На фиг.1 представлена структурная злектрическая схема усилителя мощности; на фиг,2 — временные диаграммы работы усилителя мощности; на фиг.З вЂ” принципиальные электрические схемы функциональных элементов усилителя мощности.

Усилитель мощности на (фиг.1) содержит усилительный каскад 1 на транзисторе

2, амплитудный селектор 3 с ячейками

41...4д.1 выделения максимального из двух сигналов, блок 5 компараторов на компараторах 61...6и-1, коммутатор 7 на диодах

81...8@, транзисторных ключах 91.Д9и-1, блок

10 питания, На фиг,2а представлены временные диаграммы сигналов на входе и выходе усилительного каскада; на фиг,2б — временные диаграммы напряжения на выводе питания усилительного каскада 1, На фиг.За представлена ячейка 4 выде ления максимального из двух сигналов, содержащая резисторы 11, 12, 13, 14, 15, 16, диоды 17, 18, 19, 20, стабилитрон 21 и кон" денсатор 22. На фиг,Зб представлен один из компараторов 6, который содержит восемь резисторов 23 — 30 и пять транзисторов 3135; а на фиг.Зв — транзисторный ключ 9, содержащий три резистора 36, 37, 38, конденсатор 39 и транзисторы 40, 41, Усилитель мощности работает следующим образом.

В предлагаемом усилителе мощности тот или иной выход блока 10 питания подключается к усилительному каскаду 1 по сигналу, формируемому блоком 5 компараторов по результату сравнения напряжения на входе усилительного каскада 1 с напряжением на соответствующем выходе блока 10 питания, э отключение того или иного выхода блока 10 питания от усилительного каскада I осуществляется по сигналу. который формируется блоком 5 компараторов по результату сравнения напряжения на выходе усилительного каскада

1 с соответствующим напряжением блока

10 пи тания.

Кэк показано нэ диаграмме (фиг,2а) на интервале времени от t> до t1 к выводу питания усилительного каскада 1 подается напряжение Е1(вывод 101 блока l0 питания) через прямосмещенный диод 8 коммутатора 7. В момент времени t1 напряжение на входе.1 усилительного каскада 1 будет равно

Uax = Um З П И t1 = Š— 0 нас где UHac — напряжение насыщения, на выходе ячейки 41 появляется сигнал, который вызовет срабатывание компаратора 61 и как следствие к усилительному каскаду 1 через транзисторный ключ 91 и диод 82 будет подано питающее напряжение Е2 (выход 102 блока 10 питания).

В момент времени tz напряжение на входе 1 усилительного каскада 1 будет равно

Usx = UmSlllN t2 = Е2-Usac и на выходе ячейки 4z появится сигнал, который вызовет срабатывание компаратора

62 и как следствие, к усилительному каскаду

1 через транзисторный ключ 92 и диод 8з будет подано напряжение Ез(выход 10з блока 10 питания), При дальнейшем увеличении напряжения входного сигнала будут протекать аналогичные процессы, Сигнал с входа 1 усилительного каскада

1 на его выход будет передаваться с задержкой во времени (частотные свойства транзистора 2 усилительного каскада 1) равной таадt. В то же самое время транзисторные ключи 91...9и-1 коммутатора 7 подключат к выводу питания усилительного каскада 1 один из выходов 101...101ч блока 10 питания с задержкой во времени, равной ta»z. Так

Ках тзад1 И тзад2 СОИЗМЕРИМЫ; ТО тЕМ CBMblM будет значительно ослаблено влияние времени включения транзисторных ключей

91...9и-1 нэ уровень нелинейных искажений и величину КПД.

При уменьшении напряжения входного сигнала отключение того или иного выхода

101...10и блока 10 питания будет осуществляться по результату сравнения сигнала на выходе усилительного каскада 1 с напряжением на выходах 101...10 -1 блока 10 питания блоком 5 компараторов.

Рассмотрим зти процессы с помощью временных диаграмм (фиг,2а).

В момент времени t5 напряжение входНОГО СИГНаЛа будЕт раВНО: Бах = ЕИ-1-Онас тО отключения выхода 10N блока питания от усилительного каскада 1 не произойдет, так как напряжение сигнала на выходе усилительного каскада 1 больше напряжения сигнала на его первом входе 1, Напряжение Еи (выход 101ч блока 10 питания) отключится в момент времени t6, когда напряжение на выходе усилительного каскада 1 будет равно .

1755361

Овых = EN-1 - жонас, Таким образом, формирование сигнала управления на подключение выходов

102...10ц блока 10 питания к усилительному 5 каскаду 1 осуществляется по результату сравнения напряжения сигнала на входе 1 усилительного каскада 1 с напряжением на тор 6 представляет собой триггер Шмитта, выходах 10j„.10м-1 блока 10 питания; а фор- собранный на резисторах 23 — 28 и транэисторах 31, 32, выходной сигнал которого мирование сигнала управления на отключе- 10 усиливается каскадом на транзисторах 33, 34, 35 и резйсторах 29, 30.

На фиг.Зв приведен пример практической реализации транзисторного ключа 9, ние от усилительного каскада 1 выходов

102...10M блока 10 питания осуществляется по результату сравнения напряжения сигнала на выходе усилительного каскада 1 с который собран на транзисторах 40, 41. разнапряжением на выходах 101...10ы-1 блока 15 ной структуры. База транзистора 40 подключена к входу: транзисторного ключа 9

10 питания.

В процессе работы блок 5 компараторов сравнивает напряжения на выходах черездифференцирующуюцепочкунарези101...10д-1 блока 10 питания с напряжением сторах 36, 37 и конденсаторе 39. входного или выходного сигналов усили- 20

Формула изобретения тельного каскада 1 благодаря тому, что ам- Усилитель мощности, содержащий усиплитудный селектор 3 из двух входных лительный каскад, выполненный натранзисигналов пропускает на выход только тот, у сторе, вход и выход которого являются которого больше величина напряжения в входом и выходом усилителя мощности, данный момент времени, 25 блок питания, имеющий Nвыходов,,где N =

Наличиедвух входов(фиг.За)обусловле- =1, 2, 3.„, коммутатор, содержащий N цепей, но тем, что управление компаратором первая из которых выполнена на диоде, а (фиг.Зб) осуществляется по отношению к остальные N-1 цепей — на последовательно уровню питания Eg-1. На фиг.1 второй вход соединенных диоде итранзисторном клнвуе, ЗО при этом имеющий N-I управляющих входов, Nвходов,,соединенных с N выходами блока питания, и одйн общий выход, соединенный с выводом питания усилительного каскада. блок компараторов, выполненный на N-1 компараторах и имеющий N-1 выходля случая, когда полярность питающих на- 35 дов, соединенных с N-1 управляющими входами коммутатора, N-1 первых входов, пряжений противоположна указанной, необходимо изменить полярность включения диодов в коммутаторе 7, диодов в ячейках 4 выделения максимального из двух сигйасоединенных с N-1 выходами, кроме N-ro выхода, блока питания, а также N-1 вторых

40 входов, отличающийся тем, что, с целью лов, а также тип используемых транзисторов в усилительном каскаде 1, блоке 5 расширения диапазона частот усиливаемокомпараторов, транзисторных ключах 9, 8 отдельных случаях возможно применение го сигнала, введен амплитудный селектор, имеющий N-1 выходов соединенных с N-1 вторыми входами блока компараторов, персоставного транзистора в усилительном каскаде 1, но с одним условием — свойства

45 вый и второй входы, соединенные соответсхемы должны соответствовать схеме с об- ственно с входом и выходом усилительного щим коллектором, каскада, при этом амплитудный селектор

На фиг.3а показан пример практической реализации ячейки 4 выделения максйвыполнен на N-1 ячейках выделения максимального из двух сигналов, выходы которых

50 являются соответствующими выходами аммального иэ двух сигналов. Катоды диодов

19, 20 соединены между собой и с выводом плитудного селектора, первые входы соедирезистора 16 и образуют выход ячейки 4.

Катод диода 17 через резистор 14 подклюнены и являются первым входом, а вторые входы соединены и являются вторым вхачен к входу 1, а к входу 2 подключен через . дом амплитудного селектора, причем транрезистор 15 катод диода 18. Аноды диодов

17, 20 соединены между собой и с резистором 12, а аноды диодов 18, 19 — с реэисто55 зистор усилительного каскада включен по схеме с общим коллектором. можно не указывать, так как на ней отображено функциональное взаимодействие блоков, входящих в состав усилителя мощности.

При построении усилителя мощности ром 13, Шина питания "+Eg" через резистор

11 подключена к резисторам 12, 13, к катоду стабилитрона 21 и конденсатору 22. Шина питания "+Eg-1" подключена к резистору 16, аноду стабилитрона 21 и конденсатору 22, На фиг.36 приведен пример практической реализации компаратора 6, Компара1755361 — Ea-Цнас

1755361

Составитель В, Гончаров

Редактор И. Касарда . Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т, Палий

Заказ 2898 Тираж... Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101