Способ увеличения мощности электрического сигнала

Авторы патента:

Савенко Валерий Петрович (RU)

Исмагилов Тагир Айдарович (RU)

Никулин Сергей Николаевич (RU)

Кашаев Иван Алексеевич (RU)

Самбук Анатолий Михайлович (RU)

Кравчук Евгений Анатольевич (RU)

H03F3/20 - усилители мощности, например усилители, работающие в режиме класса B или класса C (H03F 3/26- H03F 3/32 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2600097:

Закрытое акционерное общество "ЭКО-Гидропресс" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в усилителях. Достигаемый технический результат - увеличение коэффициента усиления. Способ увеличения мощности электрического сигнала характеризуется тем, что на вход усилителя для питания колебательного контура подают сигнал переменного тока, находящийся в полосе пропускания колебательного контура усилителя через элемент положительной обратной связи, указанный сигнал подают через элемент обратной связи последовательно с источником сигнала, при этом в сердечнике лавинообразно нарастает магнитный поток, который индуцирует ЭДС во вторичных обмотках усилителя для питания потребителей. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам увеличения мощности электрического сигнала.

Способ основан на факте, изложенном в учебнике физики: "Коэффициент усиления зависит от нагрузки и при настройке резонансного контура превышает единицу" ("Элементарный учебник физики", под ред. акад. Т.С. Ландсберга: Т.III. Колебания, волны, оптика, строение атома. М., 1975, стр. 81-82).

Энергия, полученная во вторичной обмотке, возвращается назад, на первичную обмотку, вторичная обмотка при этом включается последовательно с питанием контура, так что вторичная обмотка образует дополнительный источник питания для контура. Поэтому колебания в контуре приобретают большую амплитуду по сравнению с начальным моментом включения контура и, соответственно, создают большую амплитуду сигнала во вторичной обмотке, который снова возвращается в первичную обмотку и с этого момента мощность вторичной обмотки, создающей положительную обратную связь, при этом непрерывно растет, поэтому небольшая вначале избыточность энергии на выходе трансформатора быстро вырастает до промышленно применимой, снимаемой дополнительной (дополнительными) обмоткой (обмотками).

Таким образом, главная мысль описываемого способа, состоит в том, что контур, согласно учебнику физики под редакцией Г.С. Ландсберга, является усилителем мощности входящего в контур сигнала с небольшим кпд при максимальной нагрузке на контуре, то есть максимальном потреблении магнитной энергии, циркулирующей в сердечнике. Отсюда был сделан вывод: этот кпд можно максимально увеличить, если всю полученную энергию использовать для питания самого контура, включив вторичную обмотку (вторичные обмотки) положительной обратной связи последовательно с питанием контура, то есть использовать всю энергию вторичной обмотки для запуска процесса самовозбуждения системы "контур-магнитопроводящий сердечник (сердечники) - вторичная обмотка (обмотки)", что и составляет усилитель мощности.

Энергия во вторичной обмотке (обмотках) стремительно увеличивается и быстро достигает промышленно применимого уровня. Необходимо и возможно использовать такое количество энергии, которое не уменьшит необходимого уровня автоколебаний, то есть часть циркулирующего в сердечнике (сердечниках) магнитного потока используется для поддержания автоколебаний в усилителе мощности, а часть - в технических целях. Это достигается использованием различных обмоток для разных целей.

Известен принятый авторами за прототип способ увеличения мощности электрического сигнала, заключающийся в том, что на вход усилителя для питания колебательного контура подают сигнал переменного тока, находящийся в полосе пропускания колебательного контура усилителя через элемент положительной обратной связи (патент России №2517378, МПК H03F 3/20, 27.05.2014 г.).

Недостатком указанного способа является низкий коэффициент усиления.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.

Указанная задача решается тем, что в способе увеличения мощности электрического сигнала, заключающемся в том, что на вход усилителя для питания колебательного контура подают сигнал переменного тока, находящийся в полосе пропускания колебательного контура усилителя через элемент положительной обратной связи, указанный сигнал подают через элемент обратной связи последовательно с источником сигнала, при этом в сердечнике лавинообразно нарастает магнитный поток, который индуцирует ЭДС во вторичных обмотках усилителя для питания потребителей.

Изобретение поясняется чертежом (Рис. 1), на котором представлен вариант реализации заявляемого способа в усилителе мощности.

Усилитель мощности содержит трансформатор 1, последовательный колебательный контур 2, содержащий первичную обмотку 3, конденсатор 4 и обмотку положительной обратной связи 5, являющуюся вторичной обмоткой трансформатора 1. Нагрузка усилителя 6 включена на вторичную обмотку 7.

Способ реализуется следующим образом.

На вход усилителя для питания колебательного контура 2 подают сигнал переменного тока, находящийся в полосе пропускания колебательного контура 2 усилителя через элемент положительной обратной связи 5 последовательно с источником сигнала, при этом в сердечнике лавинообразно нарастает магнитный поток, который индуцирует ЭДС во вторичной обмотке 7 усилителя для питания потребителей.

Резонанс напряжений возникает на пониженной частоте. Это объясняется возросшей индуктивностью контура в связи с включением в работу дополнительной обмотки 5, ставшей частью последовательного контура 2. Съем энергии происходит описанным выше образом, одинаковым для всех возможных вариантов исполнения усилителя. Коэффициент усиления в этом варианте на лабораторной установке достигает 20-25.

Способ реализован в лабораторной установке, которая была изготовлена на базе сердечников завода «Гамма-Мет».

Способ увеличения мощности электрического сигнала, заключающийся в том, что на вход усилителя для питания колебательного контура подают сигнал переменного тока, находящийся в полосе пропускания колебательного контура усилителя через элемент положительной обратной связи, отличающийся тем, что указанный сигнал подают через элемент обратной связи последовательно с источником сигнала, при этом в сердечнике лавинообразно нарастает магнитный поток, который индуцирует ЭДС во вторичных обмотках усилителя для питания потребителей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к резонансным преобразователям электрической энергии на основе параметрических резонансных генераторов. Задачей предлагаемого изобретения является увеличение мощности и снижение зависимости вырабатываемой электроэнергии параметрического резонансного генератора от величины нагрузки.

Контур усилителя с перекрестной разводкой сигналов постоянного тока и свч-сигналов // 2565366

Изобретение относится к созданию контура усилителя с перекрестной разводкой сигналов постоянного тока и СВЧ-сигналов. Технический результат заключается в обеспечении согласования выходного полного сопротивления микросхемы мощности с широкополосной сетью.

Контур усилителя с перекрестной разводкой сигналов постоянного тока и свч-сигналов // 2565017

Изобретение относится к созданию контура усилителя с перекрестной разводкой сигналов постоянного тока и СВЧ-сигналов. Технический результат заключается в обеспечении высокого коэффициента полного сопротивления микросхемы электропитания.

Резонансный усилитель мощности // 2517378

Изобретение относится к электротехнике, в частности к резонансным преобразователям электрической энергии на основе резонансных усилителей мощности. Технический результат заключается в увеличении коэффициента усиления резонансного преобразователя до 2-10 и стабилизации величины коэффициента усиления при изменении нагрузки и частоты.

Транзисторный усилитель мощности радиопередатчика // 2465719

Изобретение относится к радиопередающим устройствам коротковолнового диапазона и может быть использовано в усилителях мощности радиопередатчиков. .

Регулирующая схема // 2374754

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для регулировки амплитуды радиочастотного сигнала. .

Способ управления силовым каналом усилителя мощности класса d // 2320077

Изобретение относится к технике усиления мощности электрических сигналов (С) и может быть использовано при усилении мощности в системах воспроизведения звука, в устройствах автоматики, измерительной и преобразовательной техники.

Двухтактный усилитель мощности // 2274947

Изобретение относится к усилителям мощности низкой частоты и может использоваться в миниатюрных слуховых аппаратах. .

Антенный усилитель кнч диапазона // 2265275

Изобретение относится к радиоэлектронике при проектировании плавучих объектов. .

Двухканальный усилитель класса d // 2188498

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

Устройство и способ усиления электрических сигналов (варианты) // 2601144

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в усилителях мощности. Достигаемый технический результат - увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров усиления электрических сигналов от величины нагрузки. Устройство усиления электрических сигналов содержит две группы катушек индуктивности, диск с приводом от электродвигателя для периодического изменения параметров резонансного контура, установленный в зазоре между катушками индуктивности, которые попарно соединены последовательно между собой и с емкостью и образуют резонансный контур первичной обмотки резонансного высокочастотного трансформатора Тесла, вторичную обмотку которого образуют дополнительные обмотки каждой катушки индуктивности. Способ усиления электрических сигналов характеризуется тем, что возбужденные в резонансном контуре колебания преобразуют по напряжению в упомянутом трансформаторе Тесла, выпрямляют и через инвертор передают в нагрузку. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Параметрический резонансный генератор и способ возбуждения в генераторе электрических колебаний // 2605764

Изобретение относится к электротехнике, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе параметрических резонансных генераторов. Технический результат состоит в повышении мощности и снижении зависимости вырабатываемой электроэнергии параметрического резонансного генератора от величины нагрузки. Параметрический резонансный генератор содержит группу катушек, соединенных последовательно и образующих с емкостью резонансный контур. Устройство периодического изменения индуктивности резонансного контура установлено на оси электродвигателя. Параметрический резонансный генератор и устройство периодического изменения индуктивности резонансного контура выполнены из первой и второй параметрических резонансных электрических машин, установленных друг над другом. Каждая из электрических машин имеет статор и ротор. Роторы двух электрических машин установлены на общем валу. В пазах статора первой и второй электрических машин вокруг зубцов статора установлены основные катушки индуктивности, соединенные между собой и с емкостью в отдельный резонансный контур каждой электрической машины. Каждая основная катушка индуктивности во второй электрической машине имеет дополнительную обмотку. Все дополнительные обмотки всех катушек индуктивности второй электрической машины соединены последовательно и совместно с основными катушками индуктивности выполнены в виде резонансного трансформатора Тесла, в котором основные катушки индуктивности резонансного контура являются первичной обмоткой. Дополнительные обмотки катушек индуктивности выполнены в виде вторичной обмотки. Выводы вторичной обмотки трансформатора Тесла соединены через выпрямитель или еще один трансформатор Тесла, выпрямитель и инвертор с нагрузкой и через преобразователь частоты с резонансным контуром катушек индуктивности первой электрической машины. Роторы первой и второй электрической машины в поперечном сечении имеют на внешнем ободе выступы и пазы. Размеры выступа ротора равны общему размеру двух зубцов и двух пазов статора. Количество выступов ротора в два раза меньше числа зубцов статора в каждой электрической машине. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство и способ стребкова усиления электрических сигналов (варианты) // 2622847

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам усиления электрических сигналов на основе резонансных преобразователей электрической энергии. Технический результат - увеличение коэффициента усиления электрических сигналов и повышение стабильности величины коэффициента усиления при изменении нагрузки. Предложено четыре варианта устройств усиления электрических сигналов и способ усиления электрических сигналов. Предлагаемые устройства усиления электрических сигналов содержат по две группы катушек индуктивности, установленных попарно с зазором в параллельных плоскостях соосно напротив друг друга, соединенных последовательно с емкостью и образующих резонансный контур, и прибор для периодического изменения параметров резонансного контура, который содержит источники света, которые могут быть выполнены и установлены различным образом. 5 н. и 22 з.п. ф-лы.

Устройство и способ усиления электрических сигналов (варианты) // 2639948

Изобретение относится к устройствам усиления электрических сигналов на основе резонансных преобразователей электрической энергии. Задачей и техническим результатом является в способе и устройстве увеличение коэффициента усиления и снижение зависимости параметров от величины нагрузки с увеличением добротности резонансных контуров за счет однонаправленной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке, исключения сопротивления нагрузки из электрической цепи, обеспечивающей параметрическое усиление электрических колебаний, и использования энергии электрического поля уединенных емкостей, что приводит к параметрическому изменению емкости в резонансных контурах высоковольтных обмоток трансформаторов Тесла. Предлагается усиление электрических сигналов путем параметрического возбуждения колебаний в резонансном контуре и преобразование электрической энергии в энергию колебаний с частотой f1 в резонансном контуре низковольтной обмотки трансформатора Тесла, а также усиление электрических колебаний тока и напряжения путем периодического изменения потенциала за счет поляризации молекул воздуха и паров воды в электрическом поле уединенной емкости и параметрического резонанса в резонансном контуре высоковольтной обмотки трансформатора Тесла с частотой f2=f1. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство и способ усиления электрических сигналов (варианты) // 2644119

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам усиления электрических сигналов на основе резонансных преобразователей электрической энергии. Технический результат заключается в увеличении коэффициента усиления и снижении зависимости параметров от величины нагрузки. Технический результат в группе изобретений достигается за счет того, что прибор для изменения параметров резонансного контура выполнен в виде двух естественных уединенных емкостей из проводящего материала, установленных над повышающим и понижающим трансформатором Тесла, и соединен со свободным выводом высоковольтной обмотки с образованием резонансного контура. Также указанный прибор может быть выполнен в виде n+2 уединенных емкостей из проводящего материала, одна из которых установлена над повышающим трансформатором Тесла и n+1 уединенных емкостей установлены над n+1 понижающим трансформаторами Тесла, каждая уединенная емкость соединена со свободным выводом высоковольтной обмотки с образованием резонансного контура, все 2(n+2) резонансные контуры имеют одинаковую резонансную частоту. Также в одном из вариантов обеспечивается усиление электрических колебаний путем параметрического изменения емкости резонансного контура высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла, передачи усиленных колебаний тока и напряжения в резонансный контур низковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла с частотой f3=f2=f1=f0, выпрямления тока и напряжения и преобразования электрической энергии по частоте и напряжению в инверторе и передачи в нагрузку и частично по цепи обратной связи через блок питания на вход источника питания. Усиление электрических колебаний может быть достигнуто путем параметрического изменения емкости n+1 резонансных контуров высоковольтных обмоток n+1 понижающих трансформаторов Тесла, передачи усиленных колебаний тока и напряжения в n+1 резонансных контуров низковольтной обмотки n+1 понижающих трансформаторов Тесла с резонансной частотой, одинаковой для всех 2(n+2) резонансных контуров, выпрямления тока и напряжения в n+1 выпрямителе. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.