Усилитель мощности

Усилитель мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение температурной стабилизации тока покоя. Усилитель мощности содержит двухтактный каскад, выполненный на транзисторах 1 и 2 разной структуры, управляемый источник 3 базового смещения, алгебраический сумматор 4, состоящий из резисторов 11 - 15 и операционного усилителя 16, и логарифмические датчики 5 и 6 тока, выполненные каждый на резисторе 7 (8) и прямосмещенном диоде 9 (10). При величине произведения токов транзисторов 1 и 2 (при изменении либо входного сигнала, либо температуры окружающей среды, либо теплоотвода транзисторов 1 и 2, либо напряжения источника питания), большей опорнгого значения, результирующий сигнал рассогласования на выходе алгебраического сумматора 4 снижается, что приводит к уменьшению напряжения смещения транзисторов 1 и 2. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению выходных токов транзисторов 1 и 2 и к восстановлению требуемого произведения токов. Цель достигается за счет действия отрицательной обратной связи, которая стремится свести к нулю сигнал рассогласования, а значит, стабилизирует произведение токов транзисторов 1 и 2 и мощность, выделяемую в режиме покоя. Устройство по п. 2 ф-лы отличается выполнением датчиков 5 и 6. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ш4 Н 03 F 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛМРЫТИЯИ

ПРИ ГННТ ССОР

1 (21) 4179288/24-09 (22) 09.01.87 (46) 30. 11.89, Бюл. В 44 (72) Л.P.Âàðåíáóä и В,В,Шавров (53) 621,375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1462464, кл. Н 03 F 3/26, 1986. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение температурной стабилизации тока покоя. Усилитель мощности содержит двухтактный каскад, выполненный на транзисторах 1 и 2 разной структуры, управляемый источник 3 базового смещения, алгебраический сумматор 4, состоящий иэ резисторов 11-15 и операционного усилителя 16, и логариф,мические датчики 5 и 6 тока, выполненные каждый на резисторе 7 (8) и прямосмещенном диоде 9 (10), При величине произведения токов транзис ю

2 торов 1 и 2 (при изменении либо входного сигнала, либо температуры окру- . жающей среды, либо теплоотвода транзисторов 1 и 2, либо напряжения источника питания) большей опорного значения, результирующий сигнал рассогласования на выходе алгебраического сумматора 4 снижается, что приводит к уменьшению напряжения смещения транзисторов 1 и 2. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению выходных токов транзисторов 1 и 2 и к восстановлению требуемого произведения токов. Цель достигается за счет действия отрицательной обратной связи, которая стремится свести к нулю сигнал рассогласования, а значит, стабилизирует произведение токов транзисторов 1 и 2 и мощность, выделяемую в режиме покоя. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением датчиков 5 н 6. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1525864

Изобретение относится к электротехнике, в частности к двухтактным высококачественным усилителям мощности для радиотехнических устройств.

Цель изобретения — повышение температурной стабилизации тока покоя, На фиг, 1 представлена нринципиальная электрическая схема усилителя мощности, предназначенная для работы. с предварительным каскадом, охваченные общей отрицательной обратной связью, на фиг. 2 - характеристики логарифмических датчиков тока, на фиг. 3 — зависимость изменения токов плеч усилителя мощности.

Усилитель мощности содержит транзисторы разной структуры 1 и 2 двухтактного каскада, управляемый источ.ник базового смещения 3, алгебраичес- 2g кий сумматор 4, логарифмические датГ ики тока 5 и 6, выполненные на реисторах 7 и 8 и прямосмещенных диодах 9 и 10, алгебраический сумматор 4 содержит первьФ, второй, третий, чет- 25 вертый, пятый резисторы 11, 12, 13, 14 и 15 и операционный усилитель 16.

Усилитель мощности работает следую.щим образом.

Логарифмический датчик тока 5 (6) содержит параллельно соединенные резистор 7 (8).и диод 9 (10) включенный в прямом направлении. Резистор

7 (8) служит для смещения начального участка вольтамперной (логарифмической) характеристики диода 9 (10) с целью стабилизации . ка покоя и сникения падения напряжения на диоде 9 (10) ° а следовательно, и мощности рассеяния во всех режимах работы.

Задание режима работы двухтактного каскада производится следующим образом.

На логарифмических датчиках тока

5 и 6 напряжения пропорциональны ло- 45 гарифмам токов плеч двухтактного каскада

V4 1п1,;

V г 1n2, где I,, I < — токи транзистора 1 и транзистора 2 соответственно;

Ч, V — падение напряжения на логарифмических датчиках тока 5, 6.

На втором резисторе 12 сигнал пропорционален требуемому (опорному) значению логарифма произведения токов плеч (Чо„):

Ч,„1n(I, I,),„, (1)

С помощью алгебраического сумматора 4 получают сигнал, пропорциональный разности опорного напряжений; снимаемых с соответствующих плеч

v — — (+ — «), (2) V

У R„ RЮ RI4 где V — сигнал на выходе операцион9 ного усилителя 16;

15,14,12 — сопротивления соответствующих резисторов.

Воздействуют указанным результирующим сигналом рассогласования (Ч ) на напряжение смещения транзисторов

1,2, изменяя последнее в противофазе с указанным сигналом.

Тогда можно записать

Ч, (— — — — -) - 0 . (3)

К, Rgg R

А следовательно, 1п(1! Iq)on (1пIt + 1п1 ) 0. (4)

Последнее выражение можно переписать как

1n(I, I,)î„— 1nI, . I 0 . (5)

Откуда

1 1 = (I„. I )р„= const. (6)

Таким образом, при увеличении произведения токов I< I по причинам изменения входного сигнала, температуры окружающей среды либо теплоотвода транзисторов, напряжения источника питания, свьппе значения (1, ? ),„, реэультируюпр и сигнал рассогласования (V> ) на выходе алгебраического сумматора 4 снижается, что приведет к уменьшению напряжения смещения транзисторов 1, 2. Уменьшение напряжения смещения приводит к уменьшению выходных токов транзисторов, а это в свою очередь, приводит к восстановлению требуемого произведения токов, При уменьшении произведения токов

I, I по вышеперечисленным причинам до значения, меньшего (I„ 1 )ð„, результирующий сигнал (Ч ) на выходе алгебраического сумматора 4 увеличивается, что приводит-к увеличению напряжения смещения. Увеличение напряжения смещения приводит к увеличению выходных токов транзисторов, а это приводит опять же-к восстановлению требуемого произведения токов плеч.

Иэ приведенного описания работы видно, что в системе действует от5 15 рицательная обратная связь, которая стремится свести к нулю сигнал рассогласования V а значит стабилизирует произведение токов плеч, а следовательно, и мощность, выделяемую в режиме покоя, На фиг, 2 показана вольт-амперная характеристика логарифмического датчика тока 5 (б). На участке малых токов она совпадает с характеристикой 1 резистора 7 (8), на больших токах при минимальной и максимальной температурах с аналогичными зависимостями для полупроводникового р-иперехода кривые 2 и 3 соответственно, При повышении температуры увеличивается проводимость полупроводника, что вызывает увеличение тока диода °

Из графика видно, что при отсутствии резистора 7 (8) ток покоя I не оставался бы постоянным с изменением температуры.

Например, одной температуры (кривая 2) соответствует ток покоя I„, а другой (кривая 3) соответствует свой ток покоя I 3 причем с увеличением температуры р-и-перехода ток покоя увеличивается.

Таким образом, постановка термостабильного резистора позволяет при работе на начальном участке иметь стабильный ток покоя, несмотря на изменение характеристик диодов от температуры.

Выражение I, I = const экстраполируется графиком, приведенным на фиг. 3, где дополнительно приняты следующие обозначения:

Т - начальный ток (ток покоя) транзистора 1 — начальный ток (ток покоя) 2 транзистора, Приведенный график условно разбит на три участка, Участок I характеризуется условиями выбора параметров режима покоя и определяется только характеристикой резистора 7 (8) (кривая 1 фигуры 2). Как показано выше, ток покоя на этом участке не зависит от изменения температуры, а это зна1

25864 чит, что мощность, выделяемая в режиме покоя, стабильна.

На участках II u III усилитель работает при больших токах нагрузки.

При этом изменение температуры также не влияет на качество работы усилителя мощности.

Единственным критерием выбора малых токов плеч является соблюдение условия

15 То

3ОФормулаиз обретения

1 ° Усилитель мощности, содержащий двухтактный каскад, выполненный на транзисторах с управляемым источником базового смещения и датчиками

35 тока в токовых цепях, а также алгебраический сумматор, к соответствующим входам которого подключены выходы датчиков тока и источник опорно4О Го напряжения а ВыхОД алгебраичес кого сумматора соединен с входом управляемого источника базового смещения, отличающийся тем, что, с целью повышения темпера45 турной стабилизации тока покоя, датчики тока выполнены логарифмическими.

2, Усилитель мощности по п.,1, отличающийся тем, что логарифмический датчик тока выполнен в виде параллельно соединенных прямо50 смещенного диода и резистора, миу е где I„„ö — минймальный ток открытого транзистора плеча; — начальный ток коллектора транзисторов 1, 2 (паспортное значение).

Иэ графика видно, что по мере увеличения тока нагрузки в верхнем

20 (нижнем) плече, ток второго плеча, нижнего (верхнего) соответственно, уменьшается во столько же раэ, во сколько увеличивается ток в первом плече.

25 Как видно иэ графика 1 и 2 транзисторы никогда не закрываются, что соответствует работе усилителя в режиме ЭА.

1525864

2Л

0,8 U8

1н

Фие. 3

Редактор В.Ковтун

Подписное

Заказ 7241/53

Тирах 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНГ СССР

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

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

lot

Iyg

Ioa

Щ дф

Фиг.l

Составитель Н,Дубровская

Техред М. Ходанич Корректор 8,Максимиаинец