Двухтактный усилитель

Двухтактный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 030479 (21) 2744902/18-09 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 2802.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 07. 03. 81

Р )М К>3

H 03 F 3/26

Государственный комитет

С С С P по делам изобретений и открытий (5З) У4 621. 375, .026 (088,8) (72) Авторы изобретения

Г.И.Алексеев, И.Ф.Бурсов и И.И.задубовский

Институт технической кибернетики АН БелорУеекой CCP (71) Заявитель (54) ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться в устройствах отображения графической информации с помощью индикаторов на электроннолучевых трубках.

Известен двухтактный усилитель с цепью отрицательной обратной связи и комплексной нагрузкой, содержащий в каждом иэ плеч последовательно соединенные каскад предварительного усиления, фазоннверсный каскад и каскад усиления мощности, вход которого подключен к первому выходу фазоинверсного каскада, а также ключевой каскад, вход которого подключен ко второму выходу фазоинверсного каскада (с11.

Однако известный усилитель потребляет большую мощность.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактном усилителе с цепью отрицательной обратной связи и комплексной нагрузкой, содержащем в каждом иэ плеч последовательно соединенные каскад предварительного усиления, фаэоинверсный каскад и каскад усиления мощности, вход которого подключен к первому выходу фазоинверс- ЗО ного, каскада, а также ключевой каскад, вход которого подключен ко второму выходу фазоинверсного каскада, ключевые каскады включены между шинами источника питания и выходами каскадов усиления мощности в каждом иэ плеч двухтактного усилителя, а комплексная нагрузка включена между точками соединения каскадов усиления мощности и ключевых каскадов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого усилителя.

Двухтактный усилитель содержит два плеча 1 и 2, которые состоят из фазоннверсных каскадов 3 и 4, каскадов 5 и 6 усиления мощности, ключевых каскадов 7 и 8 и каскадов 9 и

10 предварительного усиления соответственно входную шину 11, общую шину

12, шину 13 источника питания, цепь отрицательной обратной связи, в качестве которой используется резистор

14, а на выходе усилителя включена комплексная нагруэка 15.

Предлагаемый двухтактный усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал (в общем случае энакопеременный ) поступает одновременно на инвертирующий вход каскада

809491

9 предварительного усиления плеча 1 и на неинвертирующий вход каскада

10 предварительного усиления, плеча

2. Каскады 9 и 10 имеют различные передаточные характеристики: для каскада 9 — 0ьих. = - K<. 0b„; для àñ 5 када 10 — u « где К„. К - коэффициенты передачи каскадов 9 и 10 соответственно;

U y q - выходное напряжение каскада

9; 10 twxq — выходное напряжение каскада

10.

B зависимости от полярности входного сигнала возможны два режима работы схемы.

Р е ж и м 1. Входное напряжениеотрицательное, т. е. Ub«à О. Входной сигнал отрицательной полярности поступает на неинвертирующий вход каскада 10 плеча 2 и на инвертирующий вход каскада 9 плеча 1. Так как kac- 20 кады 9 и 10 имеют различные передаточные характеристики, то на входы фазоинверсных каскадов 3 и 4 поступают управляющие сигналы противоположной полярности: положительный на вход фазоинверсного каскада 3 и отрицательный — на вход фазоинверсного каскада 4. В результате на выходах фазоинверсных каскадов 3 и 4 образуются сигналы такой полярности, что ключевой каскад 7 и каскад б усиления мощности закрыты для прохождения сигнала, а на других выходах фаэоинверсных каскадов 3 и 4 образуются сигналы, обеспечивающие РаботУ каскада 5 усиления мощности и ключевого каскада 8. При этом ток поступающий в комплексную нагрузку 15, проходит по цепи обратной связи, т. е. через резистор 14. Ток проходящий через резистор 14, создает на 40 нем напряжение положительной полярности (напряжение отрицательной обра« тной связи), приложенное к инвертирующим входам каскадов 9 и 10 и стабилизирующим работу усилителя в дан- 45 ном режиме. При этом потенциалы точек в параллельных ветвях комплексной нагрузки 15 соответственно равны

06 (0,37 4Ь/С 23н1, нь+ зн6 06 нь ю

Ц1= бит «лЪ й1; где Миь- падение напряжения на внутреннем сопротивлении каскада усиления мощности в режиме насыщения;

0 3НЬ- выходной ток каскада усиления мощности в режиме насы.щения; сопротивление резистора 14.

По мере уменьшения запасенной в комплексной нагрузке 15 энергии потен 1 аит «л2 и1 4 зим 1 g и где Эн„ вЂ” ток, протекающий в комплексной нагрузке 15; вопит — напряжение источника питания усилителя. б

% «gal- внутреннее сойротивление . ключевого каскада 8 ° активная составляющая сопротивления комплексной нагрузки 15 ° 6

Р е ж и м 2. Входное напряжение положительное, т. е.Ubq > О. С поступлением сигнала положительной полярности на входы каскадов 9 и 10 на выходе каскада 9 образуется сигнал отрицательной полярности, а на выходе каскада 10 — положительной полярности. Эти сигналы управляют работой фаэоинверсных каскадов 3 и 4; при этом на одних их выходах образуются сигналы,- обеспечивающие работу ключевого каскада 7 и каскада б, а на других их выходах — сигналы, препятствующие работе ключевого каскада 8 и каскада 5. В установившемся режиме работы протекает ток в комплексной нагрузке 15. Однако в результате того, что в комплексной нагрузке запасена значительная часть энергии, ток в ней не может мгновенно измениться по величине и направлению и

I поэтому в комплексной нагрузке вырабатывается напряжение, превышающее напряжение источника питания Е „,и в К раз. Этот коэффициент определяется выражением где — индуктивность комплексной нагрузки 15;

| — емкость комйлексной нагрузки 15;

3н — ток в комплексной нагрузке до момента переключения усилителя из режима 1 в режим г;

p — пиковая мощность отклонения, потребляемая комплексной нагрузкой и обеспечиваемая источником питания.

Напряжение является запирающим для ключевого каскада 7 и одновременно является источником дополнительного напряжения (во ътодобавкой) для каскада 6 усиления мощности. При этом потенциалы точек в параллельных ветвях комплексной нагрузки 15 соответственно равны

809491

ВНИИПИ Заказ 454/74 Тираж 999 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 циал точки одной из ветвей 0„ уменьшается и в момент, когда от достигает

Я „ц - Р Зн, где 3Н>ток в комплексной нагрузке в режиме

2, — внутреннее сопротивление ключевого каскада 7 в момент протекания тока Зн, ключевой каскад раз5 решает протекание тока в комплексной нагрузке. При этом ток, проходящий через резистор 14, создает на нем напряжение положительнстй полярности (напряжение отрицательной обратной связи), приложенное к инвертирующим входам каскадов 9 и 10 йредварительного усиления и стабилизирующее работу усилителя в данном режиме.

Аналогичные процессы происходят в усилителе при переключении его иэ режима 2 в режим 1.

Таким образом, наличие в предла- Щ гаемой схеме усилителя вновь введенных связей позволяет полезно использовать реактивную составляющую энергии, запасенной в комплексной нагрузке, и, как следствие, существенно по- высить коэффициент полезного действия усилителя.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель с цепью отрицательной обратной связи и комплексной нагрузкой, содержащий в каждом из плеч последовательно соединенные каскад предварительного усиления, фазоинверсный каскад и каскад усиления мощности, вход которого подключен к первому выходу фазоинверсного каскада, а также ключевой каскад, вход которого подключен ко второму выходу фазоинверсного каскада, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения мощности потребления, ключевые каскады включены между шинами источника питания и выходами каскадов усиления мощности в каждом из плеч двухтактного усилителя, а комплексная нагрузка включена между точками соединения каскадов усиления мощности и ключевых каскадов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берман В.Р., Фролкин В.Г. Генераторы магнитной развертки электроннолучевых индикаторов. N., "Советское радио", .197б, с. 32, рис. 1, 2 (прототип).