NO140647B - Transistor-effektforsterker. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en transistor-effektforsterker for sendeanlegg, særlig i kortbølgeområdet, med en første og en annen signalvei med henholdsvis en første og en annen forsterker, hvor de to signalveier er parallellkoblet innbyrdes via en første gaffel på inngangssiden og en annen gaffel på utgangssiden.

Effektforsterkere med utgangseffekt fra noen 100 til

noen 1000 Watt behøves f.eks. for sendertrinn, blant annet i kort-bølgeområdet. For kortbølgesendere i frekvensområdet mellom 1,5 og 30 MHz interesserer i den forbindelse særlig anvendelsesområdet punkt-ti1-punkt-forbindelser over midlere og store avstander, og der blir da stillet strenge krav til forsterkernes linearitet, så der f.eks. ifølge CCIR kreves intermodulasjonsprodukter på 35 dB for visse anvendelsestilfeller.

I motsetning til forholdene innen rørteknikken kan de forlangte effektverdier ved transistorsendere av hensyn til til-latelige temperaturer og varmemotstander i transistoren i høyden ved de laveste verdier avgis i ett eneste forsterkertrinn. En vei til høyere utgangseffektverdier gikk derfor for det meste via parallellkobling av flere mottakttrinn. Foruten å gi for liten avgitt effekt, er transistorforsterkere imidlertid i tillegg be-heftet med problemet utilstrekkelig linearitet, så det for det meste ikke er mulig å overholde de forlangte intermodulasjons-avstander. En bedring av lineariteten ved under-påstyring lar seg ikke oppnå ved B-drift. Også tilbakekoblinger faller bort i praksis på grunn av bredtbåndforsterkernes lave grensefrekvens og de variable avslutningsmotstander.

For en slik transistor-effektforsterker med to innbyrdes parallell-koblede forsterkere er det fra US-PS 3 873 936 kjent å gjøre bruk av den såkalte "feed forward"-metode. I dette tilfelle etterfølges den første forsterker i den første signalvei av et annet forsinkelsesledd, som kopierer gruppegangtiden for annen forsterker.i annen signalvei, mens der foran annen forsterker er innskutt et første forsinkelsesledd som kopierer den første forsterkers gruppegangtid. Videre blir der her fra den første forsterkers utgang avgrenet en signalandel, og under anvendelse av en subtraksjon med signalet ved utgangen fra første forsinkelsesledd blir der dannet et resulterende,bestemt påstyringssignal for annen forsterker,inneholdende den i første forsterker frembragte feilkomponent i dobbelt og invertert størrelse.

Denne kjente anordning av en transistor-ledningsfor-sterker har den ulempe at der til sammenfatning av signalene i annen signalvei behøves en ekstra forforsterker, hvis gruppe-gangtids-karakteristikk likeledes må kopieres med stor nøyaktig-het i forsinkelsesleddet. Videre gir denne kjente anordning ingen mulighet for å begrense den her benyttede "feed forward"-regulering til bare en del av effektforsterkerens samlede frekvens-område, da den subtraksjon som foretas i annen signalvei, ikke lar seg koble ut vilkårlig uten at der bevirkes vesentlige endringer i annen signalveis overføringskarakteristikk. Dette saksforhold får særlig betydning når en slik transistor-effektforsterker anvendes som sendeforsterker i en kortbølgesender for området 1 til 3 0 MHz og der stilles vesentlig mildere krav til linearitet i frekvensområdet over 10 MHz enn i frekvensområdet under 10 MHz, så den omtalte "feed forward"-regulering bare er absolutt nødvendig for frekvensområdet under 10 MHz.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi an-visning på en ytterligere løsning for transistor-effektforsterkere av den sistnevnte art, hvormed de omtalte ulemper unngås.

Man går her ut fra en transistor-effektforsterker for sendeanlegg, særlig i kortbølgeområdet, med en første og en annen signalvei med henholdsvis en første og en annen forsterker, hvor der er etterkoblet den første forsterker et annet forsinkelsesledd som kopierer annen forsterkers gruppegangtid, og der foran annen forsterker er innskutt et første forsinkelsesledd som kopierer første forsterkers gruppegangtid, og hvor enn videre de to signalveier er parallellkoblet innbyrdes via en første gaffel på inngangssiden og en annen gaffel på utgangssiden, samt hvor en signalandel avgrenes fra første forsterkers utgang, og der under anvendelse av en subtraksjon med signalet ved utgangen fra første forsinkelsesledd dannes et resulterende bestemt,påstyringssignal for annen forsterker,inneholdende den i første forsterker frembragte feilkomponent i dobbelt og invertert størrelse. Den angitte oppgave blir ved en slik forsterker ifølge oppfinnelsen løst ved at den avgrenede signalandel ved utgangen fra første forsterker i første signalvei og en avgrenet signalandel ved utgangen fra første forsinkelsesledd i annen signalvei blir tilført de to innganger til en som differanseforsterker utført korreksjonsforsterker med slik størrelse at bare korreksjonssignalet opptrer ved denne forsterkers utgang, og at korreksjonsforsterkerens utgang via en tredje gaffel er sammenfattet med den ikke avgrenede signalandel i annen signalvei til det ønskede påstyringssignal for annen forsterker.

Ved å anordne korreksjonsforsterkeren som foretar differansedannelsen, utenfor de to hovedsignalveier er det mulig å koble "forlengs"-reguleringen inn og ut etter behov. Enn videre er den tredje gaffel til sammenfatning av korreksjonssignalet med den ikke avgrenede signalandel i annen signalvei til på-styringssignalet for annen forsterker i et ønsket stort frekvens-område vesentlig lettere å realisere enn en ekstra forforsterker.

Ved en foretrukken utførelsesform er den respektive første og annen forsterker i de to signalveier utført likeartet. Til dette formål er et dempningsledd forkoblet første forsterker

i første signalvei for etterkoblet avgreningsstedet på utgangssiden av første forsinkelsesledd i annen signalvei.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisning til blokkskjemaet på tegningen.

Inngangssignalet 2U som tilføres forsterkerinngangen, blir ved hjelp av effektfordeler-nettverket Tl jevnt fordelt på de to signalveier I og II. I signalvei I blir inngangssignalet først via et dempningsledd Dl dempet 6 dB, så den etterfølgende forsterker VI bare mates med det halve signalnivå U av nyttesignalet. Parallelt med forsterkeren 1 er der i signalvei II innkoblet et gangtidsledd som kopierer gruppegangtiden t1 hos forsterkeren VI og f.eks. kan realiseres med et kabelstykke. Eventuelt blir dette gangtidsledd å supplere med et lavpassledd. En del av det signal som opptrer ved utgangen fra forsterkeren VI,og som setter seg sammen av det med faktoren v forsterkede nyttesignal v.U og en feilkomponent e forårsaket av manglende lineariteter, blir nå avgrenet fra signalveien og via et av en langsmotstand Ri og en tverrmotstand R2 realisert dempningsledd svekket til verdien — 2 . (U " v + e) og sammen med det fra signalvei II ved utgangen fra gangtidsleddet avgrenede nyttesignal 2U ført til de to innganger til en korreksjonsfo^ rsterker V K utført som differanseforsterker. Videre blir det via signalet II videreførte inngangs-signal 2U svekket 3 dB i et dempningsledd D2. Differansesignalet -<f> 2 ——v — fra korreksjonsforsterkeren V„ J\ blir nå sammen med det med 3 dB svekkede nyttesignal 2 • U ved hjelp av en gaffel T3 sammenfattet og via en tilpasningstransformator t) ledet til inn-gangen til forsterkeren V2 i annen signalvei II. Dette påstyringssignal U - —2 — e inneholder således den i første forsterker forårsakede feilkomponent i dobbelt og invertert størrelse. Ved hjelp av den etterfølgende forsterkning i forsterkeren V2 med forsterkningsfaktor v oppstår der ved utgangen fra denne forsterker et signal U • v - e, mens der ved utgangen fra første signalvei I, nemlig ved enden av det annet gangtidsledd,som kopierer gruppegangtiden t2 for forsterkeren V2, fås et tilsvarende forsinket utgangssignal fra forsterkeren VI med størrelsen U.v + e. De to signaler blir sluttelig sammenfattet via en gaffel T2, og det slik at nytteeffekten på begge signalveier kommer til last-motstanden RL, mens effekten av de lineære forvrengninger kommer til kopimotstanden R hos gaffelen T2.

Grunntanken ved denne kobling består i at den vanlige for-holdsregel, å gjennomføre effektforsterkningen i to parallelle signalveier, kombineres med prinsippet forlengskobling, hvor der tilføyes hovedforsterkningsveien et korreksjonssignal som opp-hever den feil som opptrer i hovedveien. I dette øyemed blir på-styringen for den annen forsterker dannet slik ut fra inngangs-

og feilsignalet at den inneholder det dobbelte negative feil-signal. Den annen forsterker blir imidlertid ikke bare anvendt til å frembringe korreksjonssignalet, men også tatt til hjelp til effektforsterkning av nyttesignalet, hvorunder hver av forsterkerne VI og V2, hvis de er utført likt, bidrar i like stor grad til den totale utgangseffekt.

Claims (2)

1. Transistor-effektforsterker for sendeanlegg, særlig i kortbølgeområdet, med en første og en annen signalvei med henholdsvis en første og en annen forsterker, hvor der er etterkoblet den første forsterker et annet forsinkelsesledd som kopierer annen forsterkers gruppegangtid, og der foran annen forsterker er innskutt et første forsinkelsesledd som kopierer første forsterkers gruppegangtid, og hvor enn videre de to signalveier er parallellkoblet innbyrdes via en første gaffel på inngangssiden og en annen gaffel på utgangssiden, samt hvor en signalandel avgrenes fra første forsterkers utgang, og der under anvendelse av en subtraksjon med signalet ved utgangen fra første forsinkelsesledd dannes et resulterende, bestemt påstyringssignal for annen forsterker* inneholdende den i første forsterker frembragte feilkomponent i dobbelt og invertert størrelse, karakterisert ved at den avgrenede signalandel ved utgangen fra første forsterker (V1) i første signalvei og en avgrenet signalandel ved utgangen fra første forsinkelsesledd (x1) i annen signalvei tilføres de to innganger til en som differanseforsterker utført korreksjonsforsterker (VR) i slik størrelse at bare korreksjonssignalet opptrer ved denne forsterkers utgang, og at utgangen fra korreksjonsforsterkeren via en tredje gaffel (T3) er sammenfattet med den ikke avgrenede signalandel i annen signalvei til det ønskede påstyringssignal for annen forsterker (V2) .

2. Transistor-effektforsterker som angitt i krav 1, karakterisert ved at første og annen forsterker i de respektive to signalveier er utformet likeartet, og at et dempningsledd til dette formål er forkoblet første forsterker i første signalvei og etterkoblet avgreningsstedet på utgangssiden av første forsinkelsesledd i annen signalvei.