JP2508175Y2 - Amplifier parallel output combiner for low impedance loads. - Google Patents
Amplifier parallel output combiner for low impedance loads.Info
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Description
【考案の詳細な説明】 イ、考案の目的 〔産業上の利用分野〕 高周波電力を印加して超高温プラズマを発生させ、理
工学上の各種分野に使用する場合、大電力を必要とする
ため固体化増幅器(真空管を用いない増幅器の意味で用
いるが、実質的には、単なる「増幅器」と同義であ
る。)では並列運転が必要となる。また増幅器出力イン
ピーダンスに比較して、負荷のプラズマインピーダンス
は非常に低い。本考案は、かかる目的に対して使用する
適切な出力合成回路に関する。[Detailed Description of the Invention] a. Purpose of the invention [Industrial field of application] When high frequency plasma is applied to generate ultra-high temperature plasma and it is used in various fields of science and engineering, it requires a large amount of power. A solid-state amplifier (which is used as an amplifier that does not use a vacuum tube but is substantially synonymous with a simple “amplifier”) requires parallel operation. Also, the plasma impedance of the load is very low compared to the amplifier output impedance. The present invention relates to a suitable output combining circuit used for such a purpose.
固体化増幅器の出力合成法としては、一般に3dBハイ
ブリッド回路を使用するものや、ウィルキンソン分配器
またはその変形を使用している。3dBハイブリッドは結
合度3dBの方向性結合器であり、後者も分布定数回路で
共にプラズマ励振に使用する数MHzの周波数帯では大形
となって、使用が困難である。これらについては、例え
ば株式会社産報出版の小西良弘著マイクロ波集積回路の
79〜89頁および217〜218頁に述べられている。これらは
VHF〜EHF帯には適しているが、ウィルキンソン分配器
を、集中定数回路で構成した第2図の回路6もある。こ
れはMANLEY J.HEAD "Synthesize Lumped Element In−P
hase Power Dividers "、Microwave Journal May 198
0、pp 111〜112に述べられているが、2回路用であり、
必ず増幅器は偶数個とする必要があり、また4回路以上
では第3図の如く、多段に直列接続しなければならず複
雑になる。また吸収抵抗として、比較的に大形の抵抗器
5が必要になる。As a method of synthesizing the output of the solid-state amplifier, generally, a method using a 3 dB hybrid circuit, a Wilkinson distributor or a modification thereof is used. The 3dB hybrid is a directional coupler with a coupling degree of 3dB, and the latter is also large in the frequency band of several MHz used for plasma excitation in the distributed constant circuit and is difficult to use. Regarding these, for example, in the microwave integrated circuit by Yoshihiro Konishi of Kobo Publishing Co., Ltd.
See pages 79-89 and 217-218. They are
Although suitable for the VHF to EHF band, there is also the circuit 6 of FIG. 2 in which the Wilkinson distributor is composed of a lumped constant circuit. This is MANLEY J.HEAD "Synthesize Lumped Element In-P
hase Power Dividers ", Microwave Journal May 198
0, pp 111-112, but for two circuits,
It is necessary to use an even number of amplifiers, and if there are four or more circuits, they must be connected in series in multiple stages as shown in FIG. Further, a relatively large resistor 5 is required as the absorption resistance.
超高温高周波プラズマの励起用としては、数MHzで数
+kWの出力を必要とし、出力5kW程度の固定化増幅器で
は6台以上の並列運転が望まれる。その上、通常増幅器
の出力インピーダンスは50Ωに選定され、一方プラズマ
励振誘導負荷インピーダンスは1Ω程度となるから、50
対1程度のインピーダンス変換が必要となる。これらの
条件から従来の方法では解決が困難である。An output of several + kW at several MHz is required for exciting the ultra-high-temperature high-frequency plasma, and 6 or more parallel operations are desired for a fixed amplifier with an output of about 5 kW. Moreover, the output impedance of the amplifier is usually selected to be 50Ω, while the plasma excitation inductive load impedance is about 1Ω.
Impedance conversion of about 1 to 1 is required. Due to these conditions, it is difficult to solve by the conventional method.
本考案はこれらの問題点を解決した出力合成回路を提
供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an output synthesis circuit that solves these problems.
ロ、考案の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本考案は、第1図の如く、各増幅器11〜1nの出力に、
低インピーダンスに変換するインピーダンス変成回路21
〜2nを置き、これらの出力を再び低インピーダンスに変
換する第2のインピーダンス変成回路3によって整合
し、負荷4に電力を供給する。前者のインピーダンス変
成比をn1、後者のそれをn2とするとその積(n1×n2)に
よって、増幅器の出力インピーダンスを負荷インピーダ
ンスに整合させる。(B) Configuration of the device [Means for solving the problem] The present invention, as shown in FIG. 1, provides the outputs of the amplifiers 1 1 to 1 n with
Impedance transformer circuit for converting to low impedance 2 1
~ 2 n are placed and matched by a second impedance transformer circuit 3 which transforms these outputs back into low impedance to power the load 4. The output impedance of the amplifier is matched to the load impedance by the product (n1 × n2) where n1 is the impedance transformation ratio of the former and n2 is the latter.
各増幅器に接続した第1のインピーダンス変成器21〜
2nによって、各出力インピーダンスを数Ωに逓降させ、
その後出力を一括して第2のインピーダンス変成器3に
よって負荷インピーダンス(プラズマの場合、大体1Ω
前後)に整合させる。The connected to each amplifier 1 impedance transformer 2 1 -
Each output impedance is stepped down to several Ω by 2n,
After that, the outputs are collectively output by the second impedance transformer 3 to generate a load impedance (in the case of plasma, approximately 1Ω.
Before and after).
第2図の回路では、負荷からの反射があっても反射吸
収抵抗器5にその反射は吸収されるので、各増幅器には
悪影響を与えないが、本考案の場合には、このままだと
負荷からの反射は各増幅器出力に影響を与えてしまう。
然し負荷がプラズマなどのようにインピーダンスの急変
するような場合には、第2のインピーダンス変成器3
は、自動整合回路として常にほぼ整合を満足するように
使用するので、負荷から反射の生ずることがなく、問題
にならない。In the circuit shown in FIG. 2, even if there is a reflection from the load, the reflection is absorbed by the reflection absorption resistor 5, so that it does not adversely affect each amplifier. The reflections from the output will affect the output of each amplifier.
However, if the load changes suddenly, such as in plasma, the second impedance transformer 3
Since it is used as an automatic matching circuit so as to almost always satisfy the matching, there is no reflection from the load, which is not a problem.
また、第1及び第2の変成器の変成比は、その積が等
しい限り、それぞれの値は任意に選択できるので、構成
は容易である。Further, the transformation ratios of the first and second transformers can be arbitrarily selected as long as their products are equal, so that the configuration is easy.
周波数3MHzで出力5.5kW、出力インピーダンス50Ωの
増幅器6台にそれぞれ50Ω対8.3Ωのインピーダンス変
成回路を接続し、その出力を一括して、第2のインピー
ダンス変成器としては自動整合が可能の回路として、負
荷コイル(負荷インピーダンス約1Ω)に30kWの高周波
電力を供給できた。自動整合の回路としては、実用新案
出願公告昭61−30332号(出願昭50年10月4日、実願昭5
0−135799号)のものを使用したが、特許出願公開昭61
−139111号のものも使用することができる。A 6Ω amplifier with an output of 5.5kW at a frequency of 3MHz and an output impedance of 50Ω is connected to an impedance transformer circuit of 50Ω to 8.3Ω each, and the outputs are grouped together as a circuit that can be automatically matched as a second impedance transformer. It was possible to supply high-frequency power of 30kW to the load coil (load impedance of about 1Ω). As an automatic matching circuit, utility model application publication No. 61-30332 (application October 4, 50, actual application Sho 5
No. 0-135799), but the patent application publication Sho 61
No. 139111 can also be used.
ハ、考案の効果 上述の如く超高温高周波プラズマの励振には数MHzで
数十kWの電力を必要とし、しかも負荷インピーダンスは
1Ω前後と非常に低いが、本考案を実施することによっ
て、固体増幅器を数台並列に運転し、小型かつ安定に実
現できる。その上、第2のインピーダンス変成回路を自
動整合形とすることによって、プラズマの変化による負
荷急変にも直ちに対応ができ長時間安定に動作できる。
また増幅器数が奇数であっても問題ない。C. Effect of the Invention As described above, excitation of ultra-high temperature and high frequency plasma requires power of several tens of kW at several MHz, and the load impedance is very low, around 1Ω. It can be operated compactly and stably by operating several units in parallel. In addition, by making the second impedance transformation circuit an automatic matching type, it is possible to immediately cope with a sudden load change due to a change in plasma and operate stably for a long time.
There is no problem even if the number of amplifiers is odd.
第1図は本考案の並列出力合成回路図、第2図および第
3図は従来の集中回路素子による2回路合成回路例であ
る。 11・12・13・14・1nは固体化増幅器、21・22・23・2nは
第1インピーダンス変成器、3は第2インピーダンス変
成器、4は負荷、5は反射吸収抵抗、6・61・62・63は
集中回路素子を使用した2回路合成回路。FIG. 1 shows a parallel output synthesis circuit diagram of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show an example of a conventional two-circuit synthesis circuit using lumped circuit elements. 1 1・1・2・ 1 3・ 1 4・ 1 n is a solid-state amplifier, 2 1・ 2 2・ 2 3・ 2 n is a first impedance transformer, 3 is a second impedance transformer, 4 is a load, 5 Is a reflection absorption resistance, and 6 ・ 6 1 , 6 2・ 6 3 is a two-circuit combining circuit using lumped circuit elements.
Claims (1)
置において、複数の増幅器出力を並列に接続して、低イ
ンピーダンス誘導負荷に電力を供給する場合、各増幅器
出力にインピーダンス変換回路を置き、その出力を、自
動整合回路として常にほぼ整合を満足するように纒めて
負荷の低インピーダンス誘導性負荷に電力を供給すべき
変成回路を置いて、負荷に電力を供給する如くした並列
出力合成回路。1. In a high-frequency power supply device for generating ultra-high-temperature high-frequency plasma, when a plurality of amplifier outputs are connected in parallel to supply power to a low impedance inductive load, an impedance conversion circuit is placed at each amplifier output and the output thereof is provided. A parallel output combining circuit in which an automatic matching circuit is provided so as to supply power to a low-impedance inductive load of the load, and the power is supplied to the load.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP402587U JP2508175Y2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Amplifier parallel output combiner for low impedance loads. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP402587U JP2508175Y2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Amplifier parallel output combiner for low impedance loads. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63113318U JPS63113318U (en) | 1988-07-21 |
JP2508175Y2 true JP2508175Y2 (en) | 1996-08-21 |
Family
ID=30784319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP402587U Expired - Lifetime JP2508175Y2 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Amplifier parallel output combiner for low impedance loads. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2508175Y2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008203784A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Fujitsu Ltd | Driving circuit for semiconductor optical amplification type gate switch, semiconductor optical amplification type gate switch device, and optical switchboard |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP402587U patent/JP2508175Y2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008203784A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Fujitsu Ltd | Driving circuit for semiconductor optical amplification type gate switch, semiconductor optical amplification type gate switch device, and optical switchboard |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63113318U (en) | 1988-07-21 |
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