Устройство формирования оптимального угла отсечки в выходных каскадах усилителей мощностей



Владельцы патента RU 2360355:

Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ им. Е.К. Завойского КазНЦ РАН) (RU)

Изобретение относится к устройствам, формирующим оптимальный угол отсечки анодного тока в выходных каскадах усилителей мощности для применения в спектрометрах ядерного магнитного и квадрупольного резонанса, магниторезонансных томографах и радиопередатчиках общего назначения. Технический результат заключается в повышении КПД, снижении перегрузки выходного каскада. Устройство, в котором создаются импульсы с ассиметричным заполнением, содержит задающий генератор (1), первый и второй преобразователи (2, 3) синусоидального напряжения в сигналы прямоугольной формы (меандр), источник (4) регулируемого напряжения постоянного тока, модулятор (5), схема совпадения (6), предусилитель (7), выходной усилитель мощности (8) и колебательный контур (9). 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может найти применение как в передающих трактах импульсных спектрометров, так и в передатчиках общего назначения.

Для обеспечения эффективной работы выходных каскадов усилителей мощности (максимального значения кпд) требуется установка оптимального угла отсечки его тока, который должен быть порядка 90° [1]. При синусоидальной форме напряжения, подаваемого на управляющий электрод выходного каскада, это достигается подбором его смещения. Широкое распространение интегральных микросхем, работающих в ключевом режиме, привело к тому, что форма радиочастотного заполнения импульсов, поступающих на выходной каскад, стала не синусоидальной, а меандрообразной. В результате, создание оптимального угла отсечки путем изменения запирающего напряжения на управляющем электроде выходного каскада стало невозможным.

Одним из приемов повышения кпд является так называемый бигармонический (полигармонический) режим, когда последовательно с выходным контуром включаются резонансные контуры, настроенные на высшие гармоники, что снижает интенсивность токов на этих частотах. Но этот способ оказывается довольно неудобным, особенно при необходимости перестройки по частоте.

Решение этой проблемы предложено в авторском свидетельстве SU 1706042 А1 «Возбудитель радиопередатчика» от 15.01.92, Бюл. №2 [2]. В нем описана сложная схема, позволяющая создать радиоимпульсы с трапецеидальным заполнением. Основным недостатком этого устройства является невозможность его использования в широком диапазоне частот, так как в него включены интегрирующие и дифференцирующие цепочки.

Технической задачей данного изобретения является снижение перегрузки и увеличение кпд выходного каскада усилителя, созданного с применением интегральных микросхем. Поставленная задача решается за счет того, что устройство формирования оптимального угла отсечки в выходных каскадах усилителей мощности, выполненных с применением интегральных микросхем, дополнительно снабжено вторым преобразователем синусоидальных сигналов в сигналы прямоугольной формы

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже. Устройство состоит из задающего генератора 1, первого преобразователя синусоидального напряжения в сигналы прямоугольной формы 2, второго преобразователя 3, источника регулируемого напряжения постоянного тока 4, модулятора 5, схемы совпадения 6, предусилителя 7, выходного усилителя мощности 8 и колебательного контура 9.

Устройство работает следующим образом. Синусоидальный сигнал с выхода задающего генератора 1 поступает на два преобразователя 2 и 3. В первом преобразователе 2 из него формируются сигналы прямоугольной формы (меандр) с уровнями напряжений, соответствующими логическим уровням нуля и единицы выбранной интегральной логики (ТТЛ или ЭСЛ). В первом случае - это интегральный компаратор КМ597СА2, во втором - КМ597СА1. Один из их входов соединен с нулевой шиной. Второй преобразователь 3 (также КМ597СА2 или КМ597СА1) служит для формирования оптимального угла отсечки. На второй его вход подается регулируемое постоянное напряжение с источника 4. С выхода преобразователя 3 снимаются прямоугольные импульсы, причем их длительность может изменяться от нуля до полупериода синусоидального напряжения задающего генератора. Следовательно, угол отсечки будет находиться в пределах от 0° до 180°.

С выхода преобразователя 2 напряжение подается на модулятор 5 и далее на сумматор (схему совпадения) 6. Если в устройстве осуществляется импульсная модуляция, то в качестве схемы совпадения используется логическая схема И (К555ЛИ1) или И-НЕ (К531ЛАЗ). При амплитудной модуляции схема совпадений может быть выполнена по любой стандартной схеме на транзисторах. С выхода схемы совпадения 6 радиоимпульсы с асимметричным заполнением, соответствующим выбранному углу отсечки, поступают на предусилитель 7, в котором они усиливаются по напряжению или току до уровней, необходимых для управления выходным каскадом 8. Нагрузкой выходного каскада служит колебательный контур 9.

В результате работы такой схемы создаются возбуждающие импульсы с асимметричным заполнением.

Источники информации

1. С.С.Аршинов. Расчет ламповых генераторов. М. - Л., Госэнергоиздат, 1955.

2. А.Я.Сергеев, Д.А.Ткаченко, М.А.Уткин. Авторское свидетельство SU 1706042 А1 «Возбудитель передатчика», 15.01.92.

Устройство формирования оптимального угла отсечки в выходных каскадах усилителей мощности, выполненных с применением интегральных микросхем, включающее задающий генератор, с выхода которого сигнал поступает на первый преобразователь синусоидальных сигналов в сигналы прямоугольной формы, источник регулируемого постоянного напряжения, предусилитель, в котором радиоимпульсы усиливаются до уровней, необходимых для управления выходным каскадом, нагрузкой которого является колебательный контур, отличающееся тем, что введены второй преобразователь синусоидальных сигналов в сигналы прямоугольной формы, служащий для формирования оптимального угла отсечки и соедененный также с задающим генератором, на второй вход которого подается напряжение с источника регулируемого постоянного напряжения, модулятор и схема совпадений, с выхода первого преобразователя напряжение подается на модулятор, осуществляющий импульсную или амплитудную модуляции, тогда в качестве схемы совпадения, в которой соединяются сигналы с обоих преобразователей, используются логическая схема И или стандартная схема на транзисторах соответственно, с выхода схемы совпадения радиоимпульсы с асимметричным заполнением, соответствующим выбранному углу отсечки, поступают на предусилитель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах для обнаружения сверхмалых радиосигналов. .

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к методам формирования наборов ортогональных псевдослучайных кодовых последовательностей, применяемых в радиолокационных, радионавигационных и связных системах, которые используют псевдошумовые фазоманипулированные сигналы и кодовое разделение каналов доступа.

Изобретение относится к абонентскому устройству и способу его использования в системе беспроводной связи. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области диагностирования приемопередающего модуля средства радиосвязи, и может найти применение в устройствах диагностирования и резервирования средств радиосвязи.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемниках шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах с активным ответом и в радиолокации. .

Изобретение относится к технике связи. .

Изобретение относится к полевым МОП-схемам, экспоненциальным схемам и системам связи CDMA. .

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к усилителям промежуточной частоты, которые могут быть использованы в качестве оконечного широкополосного усилителя мощности промежуточной частоты.

Изобретение относится к устройствам связи. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты усилителей мощности от перегрузки по току. .

Изобретение относится к измерительной технике, аудиотехнике, в частности к усилителям переменного напряжения, усилителям электрических зарядов, которые широко используются для нормализации сигналов пьезоэлектрических датчиков, детекторов ионизационного излучения, фотоприемников.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике связи, и может быть использовано в усилителях мощности передатчиков оптической связи и радиолокации. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для стабилизации сквозного тока выходных транзисторов двухтактного каскада и уменьшения форматных искажений новых составляющих при возможности адаптивного управления величиной сквозного тока.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве входных, выходных и промежуточных каскадов аналоговых микросхем различного функционального назначения (высокочастотных и сверхвысокочастотных усилителей, широкополосных операционных усилителей, быстродействующих непрерывных стабилизаторов напряжения, перемножителей сигналов и т.д.).

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в мощных усилителях низких частот. .

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к усилителям промежуточной частоты. .

Изобретение относится к устройствам защиты и стабилизации работы усилителя ВЧ и может быть использовано в усилительных каскадах радиопередатчиков
Наверх