Усилитель мощности

Усилитель мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстнчесинк

Респубпни (t ai 987789 (5l ) Дополнительное к ввт. свнд-ву (22) Заявлено 17. 03. 80 (21) 2893723/18-09 (5l) M. Кл.

Н 03 Р 3/20

H 03 1. 3/26 с присоединением заявки М

3Ьеудврстее ай канптет.

СССР (23)Приоритет

Опубликовано 07.01,83. Бюллетень № (53) Уд К 621. 375 ° . 026 (088. 8) по делен изобретений и открыт й

Дата опубликования описания 1 О. 01 . 83 (72) из (1 -..„.. u -. „-,..........Ъ

АН Белорусской ССР (54} УСИЛИТЕЛ6 МОЩНОСТИ

Изобретение относится к усилению и генерированию электрических колебаний и может быть использовано в различных усилительных и генераторных системах для усиления и генерирования электрических колебаний.

Известен усилитель мощности, содержащий двухтактный выходной каскад, в который включен токовый:резистор, аунтированный диодом, ис.точник смещения, соединенный с двухтактным выходным каскадом, источник опорного напряжения, детектор, состоящий из последовательно соединенных диода и конденсатора, шунтированного резистором, и дефференциальный усилитель, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, второй входс выходом детектора, а выход - с входом управления источника смещения, причем вход детектора соединен с токовым резистором (1 .

В данном усилителе автоматически поддерживается постоянным ток через р-и-р-транзистор при максималь" . но открытом и-р-и-транзисторе. Регулировка тока производится путем автоматического изменения напряжения смещения на базах транзисторов. Однако ток покоя выходного каскада, от которого зависят уровень нелинейных искажений, коэффициент полезного действия и тепловой режим усилителя, зависит от амплитуды входного сигнала и растет с ростом последнего и от напряжения источника питания, что не позволяет питать его от нестабилизированного источника питания. Все вышеуказанные недостатки приводят к невысокой стабильности работы указанного усилителя в целом. го

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительный каскад на транзисторах раз987789

Цель изобретения - снижение нелинейных искажений путем стабилизации тока покоя.

Поставленная цель достигается тем, что в усилителе мощности транзисторы двухтактного усилительного каскаЗО да включены по схеме с общим коллектором, а также введены операционный усилитель, входы KQTopQI соединены с эмиттерами транзисторов двухтактного усилительного каскада, между выходом операционного усилителя и общей шиной последовательно соединенные конденсатор и обратносмещенный диод инвертор, включенный между выходом блока выделения ошибки и

4О входом первого управляемого источника базового смещенил второй управляемый источник базового смещения, расположенный между базой транзистора второго плеча двухтактного усилительного каскада и другой шиной источника питания при этом вход второго управляемого источника баэового смещения соединен с выходом блока выделения ошибки, первый вход которого подключен к точке соединения конденсатора и обратносмещенного диода, второй — к выходу операционного усилителя, а источник опорного напряжения включен между общей шиной и третьим входом блока выделения ошибки, который содержит операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, не3 ного типа проводимости с двумя датчиками тока, точка соединения которых является выходом усилителя мощности, блок выделения ошибки, источник опорного напряжения и первый управляемый источник базового смещения, включенный между одной из шин источника питания и базой транзистора первого плеча двухтактного усилительного каскада (2). 16

Однако стабилизация тока покоя в полной мере известными устройствами невозможна, так как информация о величине тока покоя усилителя считывается в моменты времени, когда 35 сигнал проходит через ноль. Кроме того, величина тока покоя усилителя зависит от крутизны фронтов усиливаемого сигнала и тока нагрузки усилителя и снижается с ростом последнего. ро

Рост тока нагрузки приводит к возрастанию пульсаций тока покоя, что приводит к росту нелинейных искажений.

4 инвертирующий вход которого соединен через другой конденсатор с общей шиной и через резистор с первым входом блока выделения ошибки, а инвертирующий вход через два других резистора — соответственно со вторым и третьим входами блока выделения ошибки.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя мощности.

Усилитель мощности содержит двухтактный усилительный каскад 1, датчики 2 и 3 тока, первый 4 и второй 5 управляемые источники базового смещения, операционный усилитель 6, конденсатор 7, диод 8, блок 9 выделения ошибки, источник 10 опорного напряжения и инвертор 11.

Предлагаемый усилитель мощности работает следующим образом.

Ток покоя двухтактного (выходного1 каскада 1, определяемый током первого 4 и второго g управляемых источ" ников базового смещения при отсутствии сигнала создает на датчиках 2 и

3 тока падение напряжения U, которое является входным сигналом операционного усилителя 6. При прохождении через двухтактный .(выходной) каскад 1 сйгнала переменного тока, когда ток в нагрузке значительно превышает ток покоя, падение напряжения и его форма на датчиках 2 и 3 тока значительно изменяются.

При различных токах нагрузки сигнал выделяется операционным усилителем 6. В точке соединения конденсатора 7 и диода 8 сигнал отличается от выходного сигнала операционного усилителя 6 отсутствием уров" ня U>. На первый вход блока 9 выделения ошибки поступает сигнал с точ ки соединения конденсатора 7 и диода

8, а на второй вход блока 9 — сигнал с выхода операционного усилителя 6.

Третий вход блока 9 соединен с источником 10 опорного напряжения, полярность которого противоположна полярности U . В блоке 9 выделения оыибки происходит вычитание сигналов, поступающих на его первый и второй входы. При этом результирующий сигнал оказывается равным падению напряжения на датчиках 2 и 3 тока при отсутствии переменного сигнала, ко" торое пропорционально току покоя. формула изобретения

5 9877

На выходе блока 9 выделения ошибки образуется сигнал рассогласования между опорным напряжением и напряжением тока покоя Uä, который поступает на вход второго управляемо- 3 го источника 5 базового смещения и через инвертор 11 на вход первого

®управляемого источника 4 базового смещения . Полярность подключения диода

8 к общему проводу должна быть противоположна полярности выходного сигнала операционного усилителя 6.

Если напряжение Ц по абсолютной величине меньше опорйого напряжения, поступающего с источника 10 опорного напряжения, то сигнал рассогласования вследствие высокого коэффициента передачи блока 9 выделения ошибки велик; что приводит к увеличению выходного тока управляемых 29 источников 4 и 5 базового смещения, а следовательно, и тока покоя двухтактного (выходного) каскада 1.

Если напряжение U> по абсолютной величине больше опорного напряжения, поступающего с источника 10 опорного напряжения, устройство работает аналогично, с той лишь разницей, что напряжение рассогласования на выходе блока 9 выделения ошибки и инвер- 36 тора 11 меняет свой знак на противоположный, что приводит к уменьшению выходного тока управляемых источников 4 и 5 базового смещения, а.соответственно, и тока покоя двухтактного (выходного) каскада 1.

Вследствие высокого коэффициента передачи блока 9 выделения ошибки напряжение U> оказывается практически равным опорному, так как коэф" фициент передачи операционного усилителя б является величиной постоянной, то и ток покоя также остается постоянным независимо от выходного сигнала усилителя мощности, темпера- туры окружающей среды и других факторов.

Введение в усилитель мощности операционного усилителя, инвертора, конденсатора и диода позволяет значительно повысить стабильность работы усилителя мощности, так как при этом ток покоя выходного каскада усилителя мощности практически не зависит от температуры окружающей среды, напряжения питания и других факторов, таких как нестабильность характеристик элементов выходного

89 d

:каскада и цепей смещения усилителя.

Стабилизация тока покоя приводит к стабилизации коэффициента нелинейных искажений усилителя мощности, а также позволяет выбирать величину тока покоя, при которой наблюдаются минимальные нелинейные искажения уси" лителя. Это позволяет предлагаемому усилителю мощности найти эффективное применение в усилительных и генераторных системах для усиления и генерирования электрических колебаний.

Усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительный каскад на транзисторах разного типа проводимости с двумя датчиками тока, точка соединения которых является выходом усилителя мощности, блок выделения ошибки, источник опорного напряжения, первый управляемый источник базового смещения, включенный между одной из шин источника питания и базой транзистора первого плеча двухтактного усилительного каскада, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения нелинейных искажений путем стабилизации тока покоя, транзисторы двухтактного усилительного каскада включены по схеме с общим коллектором, а также введены операционный усилитель, входы которого соединены с эмиттерами транзисторов двухтактного усилительного каскада, между выходом операционного усилите" ля и общей шиной последовательно соединенные конденсатор и обратносмещенный диод, между выходом блока выделения ошибки и входом первого управляемого источника базового сме" щения инвертор, между базой транзистора второго плеча двухтактного усиГ лительного каскада и другой шиной источника питания второй управляемый источник базового смещения, вход которого соединен с выходом блока выделения ошибки, при этом первый вход блока выделения ошибки подключен к точке соединения конденсатора и обратносмещенного диода, второй " к выходу операционного усилителя, а источник опорного напряжения включен между общей шиной и третьим вхо" дом блока выделения ошибки.

2. Усилитель мощности по и. 1, о т л и ч,а е шийся тем, что блок:выделения ошибки содержит операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи неинвертирующий вход которого соединен через другой конденсатор с обшей.шиной и через резистор с первым входом блока выделения ошибки, а инвертирукиций вход через два других

987789 8 резистора - соответственно с вторым и третьим входами блока выделения ошибки.

Источники информации, 3 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии У 1224217, кл. Н 3 Т, опублик. 03.03.71.

2. Авторское свидетельство СССР

N 663073 кл. Н 03 Р 3/26, 15 05.79

® (прототип).