CS219758B1 - Zapojení Širokopásmového výkonového zesilovače - Google Patents

Abstract

Vynález se týká širokopásmového výkonového zesilovače se smyčkami napěťové a proudové zpětné vazby s připojenou pásmovou propustí. V lineárních širokopásmových zesilovačích je třeba zavést silnou zápornou napěťovou a proudovou zpětnou vazbu. Je třeba vytvořit definovaný průběh zpětnovazebního přenosu otevřené smyčky záporné zpětné vazby. Přitom se požaduje rovnost výstupní impedance zesilovače vstupní impedanci pásmové propusti ve středu propustného pásma. V zapojení zesilovače podle vynálezu je k výstupním svorkám výstupního transformátoru připojen dvojpólový impedanční korektor s kmitočtovým průběhem impedance inverzním k průběhu vstupní impedance připojené pásmové propusti. Impedanční korektor má impedanci v okolí propustného pásma propusti mnohonásobně větší, než je zatěžovací odpor a při kmitočtech vyšších, případně i nižších, má impedanci přibližně rovnou zatěžovacímu odporu.

Description

Vynález se týká širokopásmového výkonového zesilovače se smyčkami napěťové a proudové zpětné vazby s připojenou pásmovou propustí.

V lineárních širokopásmových zesilovačích je třeba zavést silnou zápornou napěťovou a proudovou zpětnou vazbu. Je třeba vytvořit definovaný průběh zpětnovazebního přenosu otevřené smyčky záporné zpětné vazby. Přitom se požaduje rovnost výstupní impedance zesilovače vstupní impedanci pásmové propusti ve středu propustného pásma. V zapojení zesilovače podle vynálezu je k výstupním svorkám výstupního transformátoru připojen dvojpólový impedanční korektor s kmitočtovým průběhem impedance inverzním k průběhu vstupní impedance připojené pásmové propusti. Impedanční korektor má impedanci v okolí propustného pásma propusti mnohonásobně větší, než je zatěžovací odpor a při kmitočtech vyšších, případně i nižších, má impedanci přibližně rovnou zatěžovacímu odporu.

Qf

Vynález se týká zapojení širokopásmového výkonového zesilovače se smyčkami napěťové a proudové zpětné vazby s připojenou pásmovou propustí.

V lineárních širokopásmových zesilovačích s požadovaným lineárním zkreslením řádově 0,1 °/o je třeba zavést silnou zápornou napěťovou a proudovou zpětnou vazbu. Z toho vyplývají zvýšené požadavky na stabilitu zesilovače při kmitočtech pod dolním mezním kmitočtem a nad horním mezním kmitočtem přenášeného pásma. Proto je třeba vytvořit definovaný průběh zpětnovazebního přenosu otevřené smyčky záporné zpětné vazby, na nějž má vliv vstupní impedance pásmové propusti připojené na výstup zesilovače. Přitom se požaduje impedanční přizpůsobení, tedy rovnost výstupní impedance zesilovače vstupní impedanci pásmové propusti ve středu propustného pásma. K tomu účelu se využívá kombinace napěťové a proudové záporné zpětné vazby. Je známo, že vstupní impedance pásmové propusti se značně mění v závislosti na kmitočtu, zvláště mimo propustné pásmo, teoreticky od —j do +j.

Jedno ze známých zapojení využívá tzv. můstkové zpětné vazby k omezení vlivu zatěžovací -impedance na přenos zpětnovazební smyčky. Nevýhodou je, že to znamená zmenšit výstupní impedanci tranzistorů v koncovém stupni zesilovače paralelním odporem, a tím se zmenší účinnost výkonového stupně až o 50 %.

Účelem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody. Podstata zapojení širokopásmového výkonového zesilovače se smyčkami napěťové a proudové zpětné vazby, s výstupním transformátorem a připojenou pásmovou propustí spočívá v tom, že k výstupním svorkám výstupního transformátoru je připojen dvojpólový impedanční korektor s kmitočtovým průběhem impedance inverzním k průběhu vstupní impedance připojené pásmové propusti.

Zapojení podle vynálezu nesnižuje účinnost výkonového stupně. Výstupní transformátor i impedanční korektor jsou zcela zahrnuty do zpětnovazebního přenosu a zesilovač je stabilní v širokém rozsahu přenášených kmitočtů.

Příklad zapojení podle vynálezu je dále popsán pomocí výkresu, kde na obr. 1 je schéma zapojení, na obr. 2 a obr. 3 jsou příklady zapojení impedančního korektoru, na obr. 4 a obr. 5 jsou průběhy impedance impedančních korektorů v závislosti na kmitočtu.

Na obr. 1 je lineární zesilovač ÍZ se vstupními svorkami 1, 2. Na vý6tupu lineárního zesilovače LZ je připojen výstupní transformátor Tr, z jehož sekundárního vinutí ze svorek 3, 4 je vyvedena napěťová záporná zpětná vazba s impedancí Z1 ke vstupní svorce 1 lineárního; zesilovače LZ a proudová záporná zpětná vazba s impedancí Z2 k třetí vstupní svorce 2’ lineárního zesilovače LZKe svorkám 3, 4 sekundárního vinutí výstupního transformátoru TR je připojen dvojpólový impedanční korektor Z3. První svorka 3 výstupního transformátoru Tr je připojena přímo k pásmové propusti PP, druhá svorka 4 je přes odpor R1 propojena s uzemněnou svorkou 6 a s pásmovou propustí PP. K výstupním svorkám 7, 8 pásmové propusti PP je připojen zatěžovací odpor R2.

Výpočtem impedanci Z1 a Z2 se upraví výstupní impedance mezi vstupními svorkami 5, 6 pásmové propusti PP na velikost rovnou zatěžovacímu odporu R2. Odpor R1 je mnohem menší než zatěžovací odpor R2. Impedanční korektor Z3 má impedanci v okolí propustného pásma propustnosti PP mnohonásobně větší než je zatěžovací odpor R2 a při kmitočtech vyšších, případně i nižších, má impedanci přibližně rovnou zatěžovacímu odporu R2.

Impendační korektor Z3 na obr. 2 je tvořen prvním kondenzátorem Cl připojeným k paralelnímu obvodu, v jehož první větvi je druhý kondenzátor C2, první indukčnost Ll, třetí odpor R3, a ve druhé větvi je třetí kondenzátor C3 a čtvrtý odpor R4. Na obr. 4 je iprůběh impedance Z v závislosti na kmitočtu f a s rezonančním kmitočtem fr.

Impendační korektor Z3 na obr- 3 je tvořen paralelním obvodem druhé indukčnosti L2 a čtvrtého kondenzátem C4, k němuž je pak připojen pátý odpor R5. Průběh impedance Z v závislosti na kmitočtu f na obr. 5 má rezonanční kmitočet fo.

Zapojení podle vynálezu je s výhodou použito v lineárním širokopásmovém zesilovači 240 W pro přenosové zařízení energetiky v sítích vysokého a velmi vysokého napětí k dosažení stability zpětnovazební smyčky. Použitím dvojpólového impedančního korektoru podle obr. 2 s průběhem impedance na obr. 4 získáme zesilovač se stabilní zpětnovazební smyčkou a pásmem přenosu 30 kHz až 130 kHz. Použitím několika impedančních korektorů podle obr. 3 s průběhem impedance na obr. 5 získáme zesilovač s pásmem přenosu 130 kHz až 500 kHz.

Pro použití v praxi je výhodné, aby impedanční korektor byl součástí výměnné pásmové propusti a tedy mohl s ní být vyměněn při přeladění na jiný kmitočet·

Claims (2)

1. předmEt

   Zapojení širokopásmového výkonového zesilovače se smyčkami napěťové a proudové zpětné vazby, s výstupním transformátorem a k jeho výstupním svorkám připojenou pásmovou propustí, vyznačené tím, že k výstupním svorkám (3, 4) výstupního transvynAlezu formátoru (Tr) je připojen dvojpólový impedanční korektor (Z3) s kmitočtovým průběhem impedance inverzním k průběhu vstupní impedance připojené pásmové propusti (PP).
2. 2 listy výkresů'