Усилитель мощности

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1270874 (5D 4 Н 03 F 3 26 Н 03 К 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

C) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3843424/24-21 (22) 11,01 .85 (46) 15,11,86с Бюл.¹ 42 (711 Новосибирский электротехнический институт (7?) Г.К. Бессонов, В.E.Ñåìåíîâ, Ю.Н.Максименко и А.А.Воронцов (53) 621,318(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 345586, кл, Н 03 F 3/26, 05.03.70.

Безладнов Н.Л, и др. Проектирование транзисторных усилителей звуковых частот. M. Связь, 1978, с,139, рис.67, (54) Усилиткль мОшности (57) Изобретение относится к классу усилителей с адаптивной отрицательной обратной связью (ООС). Может быть использовано в радиотехнике, автоматике, измерительной технике, когда требуется значительное усиление мощности и высокая надежность. Цель изобретенияуменьшение нелинейных и линейных искажений — достигается за счет выравнивания коэффициентов усиления плеч двухкратного усилителя мощности. Для этого в усилитель мощности введен дополнительный транзистор и организованы новые функциональные связи, Усилитель содержит силовой полевой транзистор 1 силовой биполярный транзистор 2, образующий второе пле-. чо выходного, каскада, резистор 3 и диод 4, образующие нелинейную цепь адаптивной ООС с управляющим транзистором 5, нагруженным на резистор 6, стабилитрон 7 и резистор 8, определяющие режим выходного каскада по постоянному току, транзистор 9, нагрузкой которого являются резисторы

10 и 11,. конденсатор 12, цепи ООС, первый каскад усиления на транзисторах 13 и 14, резисторы 15-18, конденсатор 20 и резистор 21, образующие входную цепь развязки, резистор 22 второй цепи ООС по току, 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

1270874

Изобретение относится к классу усилителей мощности с адаптивной отрицательной обратной связью АООС) и может быть использовано в радиотехнике, измерительной технике, автома-. тике и т,д,, там, где требуются эна" чителЬные усиления по мощности, высокая надежность и малый уровень искажений, Целью изобретения является уменьшение нелинейных и линейных искажений за счет выравнивания коэффициентов усиления плеч двухтактного усилителя мощности

На чертеже представлена принцини15 альная схема усилителя мощности.

Устройство содержит силовой полевой транзистор 1 с управляющим р -п-переходом (транзистор со статической индукцией — СИТ), образующий первое

3О плечо выходного каскада усилителя мощности для формирования положительной полуволны тока нагрузки, силовой биполярный транзистор 2 типа h--P-h, 25 образующий второе плечо выходного каскада для формирования отрицательной полуволны тока нагрузки, резистор 3 и диод 4, образующие нелинейную цепь адаптивной обратной связи с управляющим транзистором 5, нагрузкой ЗО которого является резистор 6, стабилитрон 7 и резистор 8 определяют режим работы выходного каскада по постоянному току, транзистор 9 является узлом суммирования цепи местной ООС по току при работе контура адаптивной ОС и образует второй каскад усиления, нагрузкой которого являются резисторы 10 и 11, конденсатор 12 образует обратную связь по переменному току, первый каскад усиления входного напряжения образуют транзисторы

13 и 14 дифференциальной пары с резистором 15, задающим рабочий ток входного каскада, и резистором 16, являющимся нагрузкой каскада, резисторы 17 и 18 и конденсатор 19 образуют цепь отрицательной обратной связи rro напряжению, охватывающей весь усилитель, конденсатор 20 и резистор 21 являются входной раздели", тельной цепью, отделяющей источник сигнала от усилителя по постоянному току, для устранения влияния послед" него на рабочую точку усилителя, ре- 55 зистор 22 образует отрицательную обратную связь по тбку при формирова. нии отрицательной полуволны тока нагрузки, усилитель питается от двух источников постоянного тока, Устройство работает следующим образом, В режиме покоя начальный ток через выходные транзисторы 1 и 2 определяется напряжением на стабилитроне 7 величиной резистора 3. Диод 4 тока не проводит, При формировании положительной полуволны тока нагрузки открывается транзистор 1, падение напряжения на резисторе 3 увеличивается до величины прямого падения напряжения на диоде 4, через который и протекает ос".. новная доля тока нагрузки, Транзистор

5 закрывается. Напряжение на резисторе 6 падает до О, Через транзистор 2 протекает только начальный гок ((малый), Коэффициент усиления по току второго и оконечного каскадов усилителя ,мощности для положительной полуволны тока нагрузки определяется

К. Ь К 5 Р к 4 Жэ 2, )" а где )э — коэффициент усиления по току транзистора 9; Sr- крутизна характеристики транзистора 1;

Rg„K> â€,параметры транзистора Т>.

При формировании отрицательной полуволны тока нагрузки ток в транэистбре 1 уменьшается до величины (начального тока), транзистор 5 открывается, на резисторе 6 увеличивается падение напряжения и вся составляющая тока нагрузки протекает через транзистор 2, При увеличении тока транзистора 2 больше требуемой величины тока нагрузки увеличивается ток через транзистор l увеличивается падение напряжения на резисторе 3, в транзисторе 5 ток уменьшается, уменьшается падение напряжения на резисторе 6, уменьшается ток через транзистор 2, Коэффициент усиления по току второго и оконечного каскадов для отрицательной полуволнь| тока нагрузки с учетом управляющего транзисто-, ра 5 контура адаптивной обратной связи определится как произведение коэффициента усиления по току для положительной полуволны К+, на передаточную функцию дополнительного звена l4 .И.;

1270874

72 К+

50

ВНИИПИ Заказ 6252/56 Тираж 816 Подписное

Произв. полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, где 1-1 — передаточная функция дополнительного звена, выполненного на Т 5.

Наличие дополнительного звена в тракте усиления при отрицательной 5 полуволне сигнала приводит к увеличению коэффициента нелинейных искажений.

Поэтому, с целью уменьшения коэффициента нелинейных искажений, необходимо производить компенсацию действиА дополнительного звена. Это достигается применением местной отрицательной обратной связи по току, действующей в течение одного отрицательного полупериода тока нагрузки, 5

В схеме предлагаемого усилителя мощности эта дополнительная 00С по току реализуется в виде сигнала, снимаемого с резистора в цепи эмиттера биполярного транзистора Т2 и введением этого сигнала на вход суммирующего транзистора Т9 второго, каскада.

Если выбрать величину R г равной то в этом случае коэффициенты усиления обоих плеч усилителя мощности оказываются равными.

На практике, при kl< > 1 резистор R> можно выбирать приближенно равным

Предлагаемая схема усилителя мощности с адаптивной ООС сохраняет все преимущества схем с адаптивными обратными связями и схем с полевыми транзисторами в выходном каскаде и 40 одновременно позволяет за счет выравнивания коэффициентов усиления плеч двухтактного усилителя мощности уменьшить коэффициент нелинейных искажений. 45

Формула изобретения

1, Усилит ель мощно сти, содержащий предусилитель, выполненный на двух биполярных транзисторах, резисторы, конденсаторы, оконечный каскад, содержащий два силовых транзистора и управляющий транзистор, эмиттер управляющего транзистора ссединен с коллектором первого силового транзистора и через параллельно соединенные первый резистор и диод с первой шиной источника питания, баэа управляющеГо транзистора через стабилитрон катодом соединеча с первой ниной источника питания и через второй резистор— с общей шиной, коллектор управляющего транзистора соединен с базой второго силового транзистора и через третий резистор с второй шиной источника питания, коллектор второго силового транзистора соединен с выходиой шиной и эмиттером первого силового транзистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения линейных и нелинейных искажений, в него введен дополнительный транзистор, при этом эмиттеры двух транзисторов предусилителя объединены и через четвертый резистор соединены с первой шиной питания, база первого транзистор предусилителя через первый конденсатор соединена с входной шиной, через пятый резистор — с общей. шиной, коллектор первого транзистора соединен с базой дополнительного транзистора и через шестой резистор с второй ниной источника питания, второй транзистор предусилителя коллектором соединен с второй шиной питания, а базой через последовательно соединенные седьмой резистор и второй конденсатор соединен с общей шиной и через восьмой резисторс выходной шиной, эмиттер дополни= тельного транзистора соединен с эмиттером второго силового транзистора и через девятый резистор с второй ниной источника питания, коллектор дополнитель-. ного транзистора соединен с базой первого силового транзистора и через после- довательно соединенные десятый и одиннадцатый резисторы соединен с первой шиной источника питания,а общая точка десятого и одиннадцатого резисторов через третий конденсатор соединена с выходной шиной.

2, Усилитель по и.), o т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания, первый силовой транзистор выполнен на поле вом транзисторе,