Ключевой усилитель мощности



Ключевой усилитель мощности
Ключевой усилитель мощности
Ключевой усилитель мощности
Ключевой усилитель мощности

 


Владельцы патента RU 2400923:

ФГУ "24 Центральный научно-исследовательский институт Министерства Обороны РФ" (RU)

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах. Технический результат: обеспечение заданного коэффициента линейности ключевого усилителя мощности. Ключевой усилитель мощности, содержащий широтно-импульсный модулятор и выходной фильтр. Дополнительно включены высокочастотный разветвитель, двухтактный выходной каскад с числом усилительных элементов, равным 2N, при N≥2, определяемом требованием к коэффициенту линейности усиления усилителя, и сумматор, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен со входом высокочастотного разветвителя, 2N выходов которого соединены со входами 2N усилительных элементов двухтактного выходного каскада, 2N выходов которого соединены с 2N входами сумматора, выход которого соединен со входом выходного фильтра. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередатчиках.

Одним из основных параметров радиопередатчиков является линейность усиления, что в полной мере относится и к передатчикам с ключевыми усилителями мощности.

Известны ключевые усилители с улучшенной линейностью усиления, например АС СССР №1104647, H03F 3/217, 1984, АС СССР №1314438.

Известен также ключевой усилитель мощности АС СССР №1490704, H03F 3/217, 1989, содержащий широтно-импульсный модулятор, двухтактный выходной каскад, фильтр.

Недостатком как аналогов, так и прототипа является отсутствие количественной оценки линейности усиления этих усилителей.

Целью изобретения является обеспечение количественно заданной линейности усиления ключевого усилителя мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в ключевой усилитель мощности, содержащий широтно-импульсный модулятор и выходной фильтр, дополнительно включены высокочастотный разветвитель, двухтактный выходной каскад с числом усилительных элементов, равным 2N при N≥2, и определяемым требованием к коэффициенту линейности усиления усилителя, и сумматор, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен со входом высокочастотного разветвителя, 2N выходов которого соединены со входами 2N усилительных элементов двухтактного выходного каскада, 2N выходов которого соединены с 2N входами сумматора, выход которого соединен со входом выходного фильтра.

Структурная схема предлагаемого ключевого усилителя мощности изображена на Фиг.1.

Ключевой усилитель мощности состоит из следующих функциональных блоков:

1 - широтно-импульсный модулятор;

2 - высокочастотный разветвитель;

3 - двухтактный выходной каскад;

31…3N - однотипные усилительные элементы (транзисторы);

4 - сумматор;

5 - выходной фильтр.

График функциональной зависимости коэффициента линейности (гармоник) К от числа усилительных элементов N в каждом плече двухтактного усилителя изображен на Фиг.2.

Работа схемы осуществляется следующим образом.

На вход широтно-импульсного модулятора 1 подается гармонический сигнал рабочей частоты. В широтно-импульсном модуляторе каждый полупериод гармонического сигнала преобразуется в последовательность N сигналов прямоугольной формы одинаковой амплитуды. Число N≥2 определяется функциональной зависимостью коэффициента линейности (гармоник) К от числа суммируемых прямоугольных импульсов. Форма тока на выходе сумматора представлена на Фиг.3. Коэффициент линейности определяется формулой:

где PГ=Pcp-P1 - мощность гармоник;

PСР - средняя мощность за период формируемого сигнала;

P1=0,5I12R - мощность первой гармоники;

R - активная нагрузка, на которой выделен сигнал;

I1 - амплитуда первой гармоники импульсов одинаковой амплитуды

С учетом двухтактной схемы усиления I1 находится с помощью разложения Фурье:

где

С учетом вышеуказанных аналитических соотношений для коэффициента линейности справедливо выражение:

Длительность импульсов соответствует требованиям формирователей гармонических колебаний методом сложения прямоугольных импульсов, описанным, например, в литературе. (Дмитриков В.Ф. и др. Высокоэффективные формирователи гармонических колебаний. Москва: Радио и связь, 1988). Вся совокупность 2N прямоугольных импульсов поступает на сумматор (например А.С. 527008 Устройство сложения мощностей генераторов электрических колебаний. С.Е.Лондон, С.В.Томашевич, опубл. 1976). С выхода сумматора просуммированный сигнал поступает на вход выходного фильтра, селектирующего колебания рабочей частоты.

Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить заранее заданную линейность усиления ключевого усилителя мощности в соответствии с требованиями к данному параметру усилителя.

Ключевой усилитель мощности, содержащий широтно-импульсный модулятор и выходной фильтр, отличающийся тем, что дополнительно включены высокочастотный разветвитель, двухтактный выходной каскад с числом усилительных элементов 2N при N≥2, определяемым требованием к коэффициенту линейности усиления усилителя, и сумматор, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен со входом высокочастотного разветвителя, 2N выходов которого соединены со входами 2N усилительных элементов двухтактного выходного каскада, 2N выходов которого соединены с 2N входами сумматора, выход которого соединен со входом выходного фильтра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике усиления мощности (УМ) электрических сигналов (С) и может быть использовано в УМ акустических систем, автоматики, измерительной и преобразовательной техники.

Изобретение относится к технике усиления мощности электрических сигналов и может быть использовано в усилителях мощности устройств воспроизведения звука, а также в устройствах автоматики, измерительной и преобразовательной техники.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиостанциях повышенной надежности, в системах многоканальной связи. .

Изобретение относится к области радиоэлектроники и автоматики. .

Изобретение относится к усилительному устройству для выработки усиленного сигнала в ответ на входной сигнал таким образом, чтобы обеспечивалось повышение КПД при одновременном сохранении линейности.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при создании усилителей СВЧ на электронных лампах, транзисторах, других активных элементах. .

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиопередающих устройствах с регулируемой мощностью излучения. .

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре. .

Изобретение относится к радиотехнике , повьшает КПД при выходе из строя любого из N усилительных блоков и обеспечивает возможность контроля работоспособности. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в инверторах частоты для управления трехфазными синхронными и асинхронными двигателями.

Изобретение относится к области усилительной и генераторной техники и может быть использовано в гидротехнических и гидроакустических передающих трактах. .

Изобретение относится к высоковольтным источникам питания и может быть использовано для получения на нагрузке стабилизированных по амплитуде импульсов напряжения в широком диапазоне изменения длительности и частоты формируемых импульсов.

Изобретение относится к технике усиления мощности (УМ) электрических сигналов (С) и может быть использовано в УМ акустических систем, автоматики, измерительной и преобразовательной техники.

Изобретение относится к усилительной технике и главным образом предназначено для использования в цифровых звуковоспроизводящих трактах, функционирующих с цифровыми источниками сигналов, и позволяет усиливать сигналы, полученные непосредственно с цифрового носителя без предварительного их преобразования в аналоговую форму.

Изобретение относится к области усиления звуковых сигналов. .

Изобретение относится к области усилительной и генераторной техники и может быть использовано в широкополосных передающих трактах звукового диапазона частот для радиовещания и звукоподводной связи.

Изобретение относится к радиоэлектронике и автоматике, в частности к импульсной технике и усилителям постоянного напряжения. .

Изобретение относится к схемам электропитания усилителя мощности, в частности к мостовым линейным усилителям. .

Изобретение относится к области усилительной и генераторной техники и может быть использовано в широкополосных передающих трактах звукового диапазона частот для радиовещания и звукоподводной связи. Достигаемый технический результат - повышение энергетической эффективности и надежности работы при улучшении характеристик качества выходного сигнала. Усилитель класса ABD содержит широтно-импульсный преобразователь, четыре ключевых усилителя мощности, четыре трансформатора, четыре дросселя, четыре емкостных делителя, два блокировочных конденсатора, конденсатор фильтра. 4 ил.
Наверх