Широкополосный усилитель

 

Класс 21а4, 29в, СССР

% 65151

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHT У

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана СССР

" ГСОЮГ, 1,:, .;:

Главное управление электрослаботочной промышленности ЛА7,=Ц, д

Действительный изобретатель Он-ц 1(ларенс В. Хенселл : ф4с1:;. виь-я;5; -, 1ИИРОКОИОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Заявлено 7 января 1940 года в Наркогпэлсктропром аа ¹ 35399 (308410) Опуопиновано 31 августа 1945 года

Действие патента распространяется на 13 лет QT 7 января 1940 года

В некоторых передатчиках, в частности телевизионных, очень трудно обеспечить пропускание достаточно широкой полосы частот в каскадах усиления модулированных колебаний, С тем же затруднением приходится считаться и в приемниках.

Недостаточная ширина полосы объясняется наличием собственных емкостей ламп и цепей. При некоторой частоте, обычно несущей, эту емкость удается компенсировать индуктивностью, однако, на частотах выше или ниже резонансной, емкссть и индуктивность уже не компенсируют друг друга. Поэтому на частоте резонанса усилительные лампы работают в режиме активной нагрузки, а на повышенных или пониженных частотах — в режиме комплексной нагрузки, т. е. долинины давать как акти|вную, так и реактивную составляющие тока. Отсюда следует, что поток электронов должен увеличиватъся. Однако до настоящего времен и не удавалось сделать лампы с эмиссией, достаточной для создания такого реактивного тока в выходной цепи, какой по существу должен был бы возникнуть при крайних частотах полосы, необходимой для хорошей передачи изображений. Для телевизионных усилителей требуются IIQэтому лампы со значительно увеличенным отношением пиковой эмиссии к междуэлектродной емкости.

Однако в этом направлении улучшение ламп двигается очень медленно. Самые лучшие из существующих ламп, повидимому, близки и возможному в этом направлении пределу, н о они все же недостаточно удовлетворяют указанным условиям.

Предлагаемый усилитель, не требующий дальнейшего улучшения ламп, обеспечивает пропускание широкой полосы частот. В нем применены два усилителя, ра ботающие на общую нагрузку. При этом о не только отдают во внешнюю цепь надлежащу.ю активную модулированную энергию, но таиже взаимно уменьшают один у другого реактивную составляющую анодного тока.

Для этого выходные контуры того и другого усилителя соединены искусственной или действительной линией, длина которой раена четверти. средней волны полосы, т. е. несу- шей волны, или, в некоторых случаях, нечетному числу четвертей № 65151 этой волны. Если передача идет на обеих боковых полосах, то длина линни должна быть равна нечетному числу четвертей, несущей волны.

Подводимые к усилнтелям напряжения высокой частоты должны отличаться друг от .друга на 90 . Усиленная энергия снимается с того конца четвертьволнсвсй линии, который соединен с усилителем, возбуждаемым отстающим по фазе напряжением. Иными словами, изобретение основано на применении иивертсра импеданцев в |виде чгтвертьвслновэй линии, включенной между двумя уси, нтелями, чем и достигается расширение частотной характеристики.

Изобргтение поясняется дальнгйшим описанием и чертежом. Фиг. 1 поясняет примои ние принди IQB изобратения к двум усилителям, работающим в качестве Iroc.råäíåão каскада телевизионного передатчика. На фиг. 2 даны сравнительные характеристики пргдлагаемсго у стройства и обычного однслампсвсго усилителя, На представлен ной фиг. 1 схеме каждый из двух усилителей А и В состоит из д|вух ламп 1 и 2, вкл юченных rio,двухтактной схеме. Как входные контуры 3 и 4, так и вы:ходные контуры 5 и б соответственно соединены между собэй четвертьвслновыми линиями TL и TL, чем и достигается разность фаз 90, Если желательно, тс мэжно обойтись без трансформаторов и подводить несущую ча стсту непо ср гдственю к сеткам усилителей А и В, применяя такиг элементы настрэйки и нагрузки, чтобы импеданц их был равен характеристическому импеданцу линии. Электрическая длииа ли нии TL должна быть равна чепверти средией волны полосы; для этого геометрическая длина линии должна быть немного меньше четверти волны. Можно, очевидно, применить любой другой:способ получения необходимой разности фав в контурах 3 и 4. Например, можно связать контуры 3 и 4 с общим источником несущей частоты и получить разность фаз 90 расстрэйкой этих контуров в противоположных направлениях.

Лампы 1 и 2 обоих усилителей нейтрализованы, как обычно, конденсаторами, включенными между анодом одной и сеткой другой лампы, На сетки ламп через провод 15 задаетСя отрицательное смещение.

Выходы обоих усилителей связаны четвертьволновой линией TL, присоединенной как можно ближе к ан сдам ламп того и другого усилителя. К тому кскцу этой линии, который присоединен к анодам ламп усилителя В (с отстающей фазой), прясэедингна другая линия T L, соединенная с аигенной; характеристичгскии импеданц этои второй линии равен половине пмпеданца первой четвертьвэлновой линии.

Если для передачи присченяются сбе боковые полосы, тс усилители

А и B настраиваются на среди:ою, т. е. несущую частоту. Оба усилителя должны отдавать в линию Т Г одинаковую мощность. Выходные контуры усилителей состоят из емкостей и индуктивностей, однако вместо них можно воспользоваться системой Лехера, Если нужно модулировать сетки усилителей А и В, то модулирующее устрэйство включается в провод 15. Вместо та кой сеточной модуляции можно модулировать несущую частоту в одном из предыдущ и х к аск ад с в.

В некоторых случаях выгоднее анодная модуляция усилителей А и

В. Выэор того или, иного способ". модуляции зависит от многих обстсятельств, lBl том числе и ст мощности мсдуляторнсй схемы.

Допустим, что принята сетэчнач модуляция, так что потенциал сеток меняется с видео-частотой. Изменения мощности на выходе того и другого усилителя будут одинаковы и по фазе, н по величине, т. е. относительно модулирую щей;dстоты усилители параллельны, хоти радио-частоты н а выходах тэгo и другого уоилитмя отличаются по фазе.на 90 .

Если благодаря модуляции появится частота:выше или ниже резонансной частоты выходных конту№ 65151 ров усилителей, то реактивная со"ставляющая тока будет тем больше, чем больше разность между указанными частотами. В прежн!их усилителях лампы должны были давать этот реактивный ток, иначе ухудшалась бы модуляционная характеристика, т. е. на боковых частотах уменьшалась бы мощность и сдви; алась бы фаза относительно несущей волны, что сопровождагюсь бы соответственными искажениями модуляции несущей волны.

В предлагаемом устрой1стве усилители влияют друг на друга через четверть волн ову10 л":и"и10 Т1 TBlillël образом, что реактивный ток в лампах значительно Ослабляется.

Если на вь!ходе имеется в данный момент верхняя бокогая частота, то каждый из двух выходных контуров сам по сесе представляет комбинацию емкостного и омпческого сспротивлений. В предлагаемой схеме, благодаря наличию четвертьволновой линии, емкостног сопротивление одного контура появляется на другом контуре в виде эквивалентного индуктивного сопротивления и, таким Образом, реактивные сопротлвлен!ия! обоих выходных кон!туров уравновешивают друг друга.

Это уравновешивание тем слабее, чем дальше боковая частота отстоит От несущей, так как четвертьволновая линия на этой частоте теряет свои свойства и так как при слишком сильном отражении вдоль линии реактивный ток на одном конце линии не сопровождается появлением на другом конце ли!Нии такого же реактивного тока обратно" о зн ака. желательно, чтобы характеристический импеданц четвертьволновой линии TL между усилителями А и

Б был вдвое больше импеданца линии T L, идущей к антенне, и был равен оптимальной для ламп омической нагрузке. Для получения максимальной мощности зтэт импе- ° данц следует, по возможности, сделать равным внутреннему сопрэтнвленшо ламп, но,чля получения более пологой частотноп характерн* г

CTli!ill . !Эжст ОКаэаТ1зСЯ НЕЭЭХОДИ-!!Ь! 1 C,!С :!аТЬ его л!Е1ГЬШЕ, 1ОПУСКа я !

ГЕКОТОРУIО ПСТСР:0 МЭЩНССТИ 11

x : c: ьше;.ше:. и. д. В других слу 1аях i1О жет пэна добиться j) 360 T;i у с!1лпт .ля с уме11ьшснной:!1ОщноСТЬЮ И ПС ЫIП Н .1011 ЗффЕКТ11ВНОСТЫО, Д,!и ЧЕГО Н ЖНО ПСВЫС IТЬ ИМпела:-гц нагрузк!! ламп. Во ься см случае, настоящее изобретение дает ьозможность применять более .высокие нагрузочные сопротивления и получать больший к. п. д., чем это возможно с существующими усилителями, если последние должны работать на широкой полосе частот.

Компенсация реактивных токов грэисходит как в выходных, так и во входных контурах, что особенно выгодно при усилении широкой по.!Осы частот.

Предмет патента

Широкополосный усилитель высокой частоты, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что выходные цепи двух ламп, питаемых напряжениями, сдвинутыми по фазе на 90, соединены между собой линией длиною в четверть волны или в нечетное кратное этой величины.

Фиг. 1

Фиг. 2

go

80(5D t

Я 59 60 Б/ 67 63 64 игц

Отв. редактор Д. А. Михайлов Техн, редактор М. В. Смольякова

Л43624. Г1одписано к печати 18/И.1947 ã. Тираж 5РР экз. Цена 65 коп. Зак. 351.

Типографии Госплаииздата, нм, Воровского, г, Калуга