RU203913U1 - Broadband power amplifier for radio transmitting device - Google Patents

Broadband power amplifier for radio transmitting device Download PDF

Info

Publication number
RU203913U1
RU203913U1 RU2021103172U RU2021103172U RU203913U1 RU 203913 U1 RU203913 U1 RU 203913U1 RU 2021103172 U RU2021103172 U RU 2021103172U RU 2021103172 U RU2021103172 U RU 2021103172U RU 203913 U1 RU203913 U1 RU 203913U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
microcontroller
control
amplifier
power
Prior art date
Application number
RU2021103172U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Румянцев
Дмитрий Владимирович Васильев
Михаил Юрьевич Кузнецов
Артем Валерьевич Налобин
Наталья Владимировна Цыганок
Original Assignee
Акционерное общество "Ижевский мотозавод "Аксион-холдинг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Ижевский мотозавод "Аксион-холдинг" filed Critical Акционерное общество "Ижевский мотозавод "Аксион-холдинг"
Priority to RU2021103172U priority Critical patent/RU203913U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU203913U1 publication Critical patent/RU203913U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

Полезная модель широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства относится к области электрорадиотехники и может быть использована при проектировании радиопередающих устройств на основе автоматизированных широкополосных радиопередающих модулей усиления мощности.Технический результат заключается в достижении высоких показателей надежности, КПД, снижении времени настройки системы автоматической системы регулировки, снижении нелинейных искажений в телефонных режимах работы усилителя, а также в обеспечении стабильности уровня выходного высокочастотного сигнала в широком диапазоне рабочих частот усилителя мощности.Широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства, содержащий усилитель радиосигнала, источник питания, блок фильтров, блок микроконтроллера с устройством отображения информации, при этом усилитель радиосигнала содержит входной перестраиваемый аттенюатор, объединенный с каскадом раскачки, оконечные каскады усиления с датчиками тока загрузки каждого генераторного элемента, причем в каждом каскаде усиления использованы широкополосные трансформаторы на длинных линиях, а также датчики температуры каждого генераторного элемента, при этом выходы датчиков уровней сигналов, датчиков токов и температуры и измерителя КБВ и мощности соединены с соответствующими входами микроконтроллера управления и контроля, выходы микроконтроллера соединены со входом устройства управления напряжениями смещения, перестраиваемого аттенюатора и входом каждого микроконтроллера управления напряжением модулей питания источника питания, кроме того, выходы контроллеров управления и контроля усилителем радиосигнала и источника питания соединены со входом блока микроконтроллера, выход которого, в свою очередь, соединен со входом устройства отображения и ввода информации и внешними управляющими устройствами.The utility model broadband power amplifier of a radio transmitting device belongs to the field of electrical radio engineering and can be used in the design of radio transmitting devices based on automated broadband radio transmitting power amplification modules. The technical result is to achieve high reliability, efficiency, reduce the tuning time of the automatic control system, and reduce nonlinear distortions. in telephone operating modes of the amplifier, as well as in ensuring the stability of the level of the output high-frequency signal in a wide range of operating frequencies of the power amplifier Broadband power amplifier of a radio transmitting device containing a radio signal amplifier, a power supply, a filter block, a microcontroller unit with a display device, while a radio signal amplifier contains an input tunable attenuator combined with a swing stage, output amplification stages with load current sensors for each generator element, and in each amplification stage used broadband transformers on long lines, as well as temperature sensors of each generator element, while the outputs of the signal level sensors, current and temperature sensors and the KBV and power meter are connected to the corresponding inputs of the control and monitoring microcontroller, the outputs of the microcontroller are connected to the input of the bias voltage control device, a tunable attenuator and the input of each microcontroller for voltage control of the power supply modules, in addition, the outputs of the control and monitoring controllers by the radio signal amplifier and the power supply are connected to the input of the microcontroller unit, the output of which, in turn, is connected to the input information display and input devices and external control devices.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована при проектировании радиопередающих устройств на основе автоматизированных широкополосных радиопередающих модулей усиления мощности.The claimed utility model relates to the field of electrical and radio engineering and can be used in the design of radio transmitting devices based on automated broadband radio transmitting power amplification modules.

Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и выбранным в качестве аналога является усилитель мощности радиопередающего устройства (патент РФ №130764, H03F 1/00, 22.01.2013 г.), содержащий усилитель радиосигнала с датчиками уровней сигналов и устройство отображения информации, включающее в себя блок микроконтроллера, устройство управления напряжениями смещения, блок фильтров с измерителем коэффициента бегущей волны (КБВ) и мощности, регулируемый импульсный источник питания с датчиками тока, напряжения и температуры, узел управления напряжением и током регулируемого импульсного источника питания, при этом усилитель радиосигнала содержит предварительный каскад усиления, каскад раскачки оконечных каскадов усиления, оконечные каскады усиления и измерители коэффициента бегущей волны и мощности, причем в каждом каскаде усиления широкополосные трансформаторы на согласованных многопроводных линиях, а для каждого генераторного элемента каскада усиления установлен отдельный регулируемый источник напряжения смещения, кроме того датчики уровней сигналов включают датчики температуры генераторных элементов, при этом выходы датчиков уровней сигналов, датчиков токов, напряжений и температуры регулируемого импульсного источника питания и измерителей КБВ и мощности соединены с соответствующими входами блока микроконтроллера, выходы блока микроконтроллера соединены со входом устройства управления напряжениями смещения и входом блока управления напряжением и током регулируемого импульсного источника питания, выходы которых, в свою очередь, соединены со входами каскадов усиления и входом регулируемого импульсного источника питания, кроме того, выход блока микроконтроллера соединен со входом устройства отображения информации, а выход усилителя радиосигнала соединен с блоком фильтров.The closest technical solution to the claimed utility model and selected as an analogue is a power amplifier of a radio transmitting device (RF patent No. 130764, H03F 1/00, 01/22/2013), containing a radio signal amplifier with signal level sensors and an information display device, including itself a microcontroller unit, a bias voltage control device, a filter unit with a traveling wave ratio (KBV) and power meter, an adjustable switching power supply with current, voltage and temperature sensors, a voltage and current control unit of an adjustable switching power supply, while the radio signal amplifier contains a preliminary amplification stage, drive stage of the final amplification stages, final amplification stages and meters of the traveling wave coefficient and power, and in each amplification stage there are broadband transformers on matched multi-wire lines, and for each oscillator element of the amplification stage, separate th adjustable bias voltage source, in addition, the signal level sensors include temperature sensors of the generator elements, while the outputs of the signal level sensors, current, voltage and temperature sensors of the adjustable switching power supply and KBV and power meters are connected to the corresponding inputs of the microcontroller unit, the outputs of the microcontroller unit are connected with the input of the bias voltage control device and the input of the voltage and current control unit of the adjustable switching power supply, the outputs of which, in turn, are connected to the inputs of the amplification stages and the input of the adjustable switching power supply, in addition, the output of the microcontroller unit is connected to the input of the information display device, and the output of the radio signal amplifier is connected to the filter bank.

К недостаткам указанного усилителя мощности радиопередающего устройства следует отнести:The disadvantages of the specified power amplifier of the radio transmitting device include:

1. Отсутствие контроля токов загрузки каждого из генераторных элементов оконечных каскадов, что при применении регулируемого источника напряжения смещения, работающего по данным, полученным с датчиков КБВ и мощности выходного высокочастотного (ВЧ) сигнала, установленных на выходе каждого каскада, может привести к выходу генераторных элементов из рабочего режима (недонапряженный, перенапряженный), следствием чего является снижение коэффициента полезного действия (КПД), увеличение нелинейности выходного сигнала при работе в телефонных режимах работы, перегреву генераторных элементов выходных каскадов и как следствие, снижению надежности усилителя.1. Lack of control of the loading currents of each of the generator elements of the final stages, which, when using an adjustable bias voltage source operating according to the data obtained from the KBV sensors and the power of the output high-frequency (HF) signal installed at the output of each stage, can lead to the output of the generator elements from the operating mode (undervoltage, overvoltage), which results in a decrease in the efficiency (efficiency), an increase in the nonlinearity of the output signal when operating in telephone modes of operation, overheating of the generator elements of the output stages and, as a consequence, a decrease in the reliability of the amplifier.

2. Загруженность микроконтроллера задачами, связанными с обработкой данных, полученных от датчика уровня сигнала, измерителей КБВ и мощности, вычисления необходимых уровней сигналов управления смещениями генераторных элементов при настройке автоматической регулировки усиления (АРУ), отображением информации на экране, взаимодействия с внешними устройствами может привести к несвоевременной реакции системы управления усилителем на изменение параметров элементов и нагрузки, что в свою очередь может привести к выходу из строя усилителя, увеличению времени настройки АРУ и как следствие снижению надежности усилителя.2. The workload of the microcontroller with tasks related to the processing of data received from the signal level sensor, KBV and power meters, calculating the necessary levels of control signals for the displacements of the generator elements when setting up automatic gain control (AGC), displaying information on the screen, interaction with external devices can lead to an untimely reaction of the amplifier control system to changes in the parameters of the elements and the load, which in turn can lead to the failure of the amplifier, an increase in the AGC tuning time and, as a consequence, a decrease in the reliability of the amplifier.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в достижении высоких показателей надежности, КПД, снижении времени настройки системы АРУ, снижении нелинейных искажений в телефонных режимах работы усилителя, а также в обеспечении стабильности уровня выходного ВЧ сигнала в широком диапазоне рабочих частот усилителя мощности.The technical result, which the claimed utility model is aimed at, is to achieve high reliability, efficiency, reduce the time for adjusting the AGC system, reduce nonlinear distortions in the telephone operating modes of the amplifier, as well as ensure the stability of the output RF signal level in a wide range of operating frequencies of the amplifier. power.

Указанный технический результат достигается тем, что изменен состав широкополосного усилителя мощности радиопередающего устройства, в который дополнительно введены:The specified technical result is achieved by the fact that the composition of the broadband power amplifier of the radio transmitting device is changed, which additionally includes:

- управляемый аттенюатор входного ВЧ сигнала, предназначенный для снижения нелинейных искажений во входном сигнале при работе в телефонных режимах работы за счет обеспечения согласования выхода возбудительного устройства со входом предварительного каскада по входному сопротивлению и напряжению;- a controlled attenuator of the input RF signal, designed to reduce nonlinear distortions in the input signal when operating in telephone operating modes by ensuring that the output of the exciter is matched to the input of the preliminary stage in terms of input resistance and voltage;

- датчики тока для каждого генераторного элемента оконечного каскада, предназначенные для контроля загрузки по току генераторных элементов с целью уменьшения паразитных гармонических составляющих в выходном сигнале и улучшения линейности выходного сигнала в телефонных режимах;- current sensors for each generator element of the final stage, designed to control the current load of the generator elements in order to reduce parasitic harmonic components in the output signal and improve the linearity of the output signal in telephone modes;

- микроконтроллеры, обеспечивающие контроль параметров генераторных элементов (уровни входных ВЧ напряжений генераторных элементов, тепловые режимы генераторных элементов, токи загрузки генераторных элементов оконечных каскадов, КБВ и мощность на выходе блока фильтров), а также управление входным аттенюатором, напряжением смещения каждого генераторного элемента и напряжением питания генераторных элементов.- microcontrollers that control the parameters of generator elements (levels of input HF voltages of generator elements, thermal modes of generator elements, load currents of generator elements of final stages, KBV and power at the output of the filter unit), as well as control of the input attenuator, bias voltage of each generator element and voltage power supply of generator elements.

В состав источника питания введены микроконтроллеры, обеспечивающие контроль параметров (температуры, выходного напряжения) каждого модуля питания, входящего в состав источника питания.The power supply includes microcontrollers that control the parameters (temperature, output voltage) of each power supply module included in the power supply.

Таким образом широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства содержащий усилитель радиосигнала, источник питания, блок фильтров, блок микроконтроллера с устройством отображения информации, при этом усилитель радиосигнала содержит входной перестраиваемый аттенюатор, объединенный с каскадом раскачки, оконечные каскады усиления с датчиками тока загрузки каждого генераторного элемента, причем в каждом каскаде усиления использованы широкополосные трансформаторы на длинных линиях, а также датчики температуры каждого генераторного элемента, при этом выходы датчиков уровней сигналов, датчиков токов и температуры и измерителя КБВ и мощности соединены с соответствующими входами микроконтроллера управления и контроля, выходы микроконтроллера соединены со входом устройства управления напряжениями смещения, перестраиваемого аттенюатора и входом каждого микроконтроллера управления напряжением модулей питания источника питания, кроме того, выходы контроллеров управления и контроля усилителем радиосигнала и источника питания соединены со входом блока микроконтроллера, выход которого в свою очередь соединен со входом устройства отображения и ввода информации и внешними управляющими устройствами.Thus, a broadband power amplifier of a radio transmitting device contains a radio signal amplifier, a power supply, a filter unit, a microcontroller unit with an information display device, while the radio signal amplifier contains an input tunable attenuator combined with a swing stage, final amplification stages with load current sensors of each generator element, and in each amplification stage, broadband transformers are used on long lines, as well as temperature sensors of each generator element, while the outputs of signal level sensors, current and temperature sensors and a power meter and power meter are connected to the corresponding inputs of the microcontroller for control and monitoring, the outputs of the microcontroller are connected to the input of the device bias voltage control, tunable attenuator and input of each microcontroller voltage control of power supply modules, in addition, outputs of controllers and gain control the radio signal and the power source are connected to the input of the microcontroller unit, the output of which, in turn, is connected to the input of the device for displaying and inputting information and external control devices.

Полезная модель иллюстрируется схемами, на которых изображено:The utility model is illustrated with diagrams that depict:

- Фиг. 1 - структурная схема широкополосного усилителя мощности радиопередающего устройства;- Fig. 1 is a block diagram of a broadband power amplifier of a radio transmitting device;

- Фиг. 2 - структурная схема усилителя радиосигнала.- Fig. 2 is a block diagram of a radio signal amplifier.

Согласно Фиг. 1, широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства содержит усилитель радиосигнала 1, блок микроконтроллера 2, источник питания 3, блок фильтров 4, устройство отображения и ввода информации 5.Referring to FIG. 1, a broadband power amplifier of a radio transmitting device contains a radio signal amplifier 1, a microcontroller unit 2, a power supply 3, a filter unit 4, and an information display and input device 5.

Согласно Фиг. 1 и 2 усилитель радиосигнала 1 включает в себя микроконтроллер управления и контроля 7, предварительный каскад усиления 8, каскад регулирования усиления оконечных каскадов усиления 9, два оконечных каскада усиления 10, управляемый входной аттенюатор 18 и датчики уровня входного и выходного сигнала 6. Для обеспечения возможности работы в широком диапазоне частот в усилителе применяются высокочастотные мощные генераторные элементы 15, в качестве трансформаторов сопротивления в каскадах усиления 8, 9 и 10 используются широкополосные трансформаторы на длинных линиях 17. Для обеспечения работы генераторных элементов 15 в оптимальном режиме в каждом из каскадов усиления 8, 9 и 10 установлен регулируемый источник напряжения смещения 16, при этом в оконечных каскадах напряжение смещения регулируется на каждый генераторный элемент 15 отдельно.Referring to FIG. 1 and 2, the radio signal amplifier 1 includes a control and monitoring microcontroller 7, a preliminary amplification stage 8, a gain control stage of the final amplification stages 9, two final amplification stages 10, a controlled input attenuator 18 and input and output signal level sensors 6. To ensure the possibility operation in a wide frequency range, the amplifier uses high-frequency powerful generator elements 15, as resistance transformers in the amplification stages 8, 9 and 10, broadband transformers on long lines 17 are used. To ensure the operation of the generator elements 15 in the optimal mode in each of the amplification stages 8, 9 and 10, an adjustable bias voltage source 16 is installed, while in the final stages the bias voltage is adjusted for each generator element 15 separately.

Датчики уровней сигналов 6 включают в себя датчики ВЧ напряжения на входе каскадов усиления 8, 9 и 10, а также на выходе каскадов усиления 10 и датчики температуры на генераторных элементах 15. По питанию каждого генераторного элемента каскадов усиления 10 установлены датчики тока 11.The signal level sensors 6 include RF voltage sensors at the input of the amplification stages 8, 9 and 10, as well as at the output of the amplification stages 10 and temperature sensors on the generator elements 15. The current sensors 11 are installed on the power supply of each generator element of the amplification stages 10.

Микроконтроллер управления и контроля 7 представляет собой микро-ЭВМ, выполненную на основе контроллера, например 1986ВЕ94Т. Он осуществляет сбор информации с датчиков 6, 11 и измерителя КБВ и мощности 14, установленном в блоке фильтров 4 и вырабатывает управляющие команды на регулируемые источники напряжения смещения 16, управляемый входной аттенюатор 18 и микроконтроллеры управления источника питания 12, для установки напряжения питания каскадов усиления 8, 9, 10 в зависимости от установленного класса излучения, КБВ нагрузки и заданного уровня выходной мощности. Также микроконтроллер управления и контроля 7 обеспечивает защиту генераторных элементов 15 по температуре и току и осуществляет обмен данными с блоком микроконтроллера 2.The control and monitoring microcontroller 7 is a micro-computer based on a controller, for example 1986BE94T. It collects information from sensors 6, 11 and meter KBV and power 14, installed in the filter unit 4 and generates control commands to adjustable bias voltage sources 16, controlled input attenuator 18 and power supply control microcontrollers 12 to set the supply voltage of amplification stages 8 , 9, 10 depending on the specified class of emission, load KBV and the specified output power level. Also, the control and monitoring microcontroller 7 protects the generator elements 15 in terms of temperature and current and exchanges data with the microcontroller unit 2.

Источник питания 3 предназначен для формирования напряжений постоянного тока для питания цепей усилителя мощности и включает в себя два модуля питания с выходным напряжением до 50 В и током до 50 А и один модуль питания с выходным напряжением 27 В и током 15 А. В каждом модуле питания установлены датчики тока, напряжения и температуры 13, а также микроконтроллеры управления источника питания 12.Power supply 3 is designed to generate DC voltages for powering the power amplifier circuits and includes two power modules with an output voltage of up to 50 V and a current of up to 50 A and one power module with an output voltage of 27 V and a current of 15 A. In each power module installed current, voltage and temperature sensors 13, as well as power supply control microcontrollers 12.

Микроконтроллеры управления источника питания 12 представляют собой микро-ЭВМ, выполненную на основе контроллера, например 1986ВЕ92У. Микроконтроллеры управления источника питания 12 обеспечивают установку на выходе модулей питания требуемых напряжений и токов питания каскадов усиления 8, 9 и 10 в зависимости от заданного класса излучения и уровня выходной мощности. Также они осуществляют контроль и защиту элементов модулей питания по напряжению, току и температуре на основе данных, получаемых с датчиков 13 и команд от микроконтроллера 7. Также микроконтроллеры управления источника питания 12 осуществляют обмен данными с блоком микроконтроллера 2.The control microcontrollers of the power supply 12 are a micro-computer based on a controller, for example 1986BE92U. Microcontrollers for controlling the power supply 12 provide the setting at the output of the power supply modules of the required voltages and currents for supplying the amplification stages 8, 9 and 10, depending on the specified class of radiation and the level of output power. They also control and protect the elements of power modules for voltage, current and temperature based on data received from sensors 13 and commands from microcontroller 7. Also, power supply control microcontrollers 12 exchange data with microcontroller unit 2.

Блок микроконтроллера 2 представляет собой управляющую микро-ЭВМ, выполненную на основе контроллеров, например 1986ВЕ94Т. Он осуществляет сбор данных с микроконтроллеров 7 и 12 и выдачу им параметров работы радиопередатчика (класс излучения, уровень выходной мощности и т.д.). Также блок микроконтроллера 2 обеспечивает выдачу информации о параметрах работы усилителя мощности на устройство отображения и ввода информации 5, а также на внешние устройства.Microcontroller unit 2 is a control micro-computer based on controllers, for example 1986BE94T. It collects data from microcontrollers 7 and 12 and issues them the parameters of the radio transmitter (class of radiation, output power level, etc.). Also, the microcontroller unit 2 provides information about the operating parameters of the power amplifier to the display and input device 5, as well as to external devices.

Блок фильтров 4 предназначен для подавления высших гармонических и дискретных составляющих высокочастотного напряжения рабочей частоты усилителя радиосигнала 1 и конструктивно состоит из двух блоков: первый блок предназначен для работы в диапазоне частот 1,5-30,0 МГц и содержит семь фильтров гармоник, второй блок предназначен для работы в диапазоне частот 28,0-120,0 МГц и содержит три фильтра гармоник. Каждый фильтр гармоник состоит из фильтра верхних и нижних частот. Кроме того, блок фильтров 4 содержит измеритель КБВ и мощности 14.The filter block 4 is designed to suppress the higher harmonic and discrete components of the high-frequency voltage of the operating frequency of the radio signal amplifier 1 and structurally consists of two blocks: the first block is designed to operate in the frequency range 1.5-30.0 MHz and contains seven harmonic filters, the second block is designed for operation in the frequency range 28.0-120.0 MHz and contains three harmonic filters. Each harmonic filter consists of a high pass and a low pass filter. In addition, the filter bank 4 contains a KBV and power meter 14.

Устройство отображения и ввода информации 5 выполнено в виде жидкокристаллической панели с сенсорным управлением и предназначено для отображения рабочих параметров усилителя мощности и ввода данных о режимах работы радиопередающего устройства.The device for displaying and inputting information 5 is made in the form of a liquid crystal panel with touch control and is designed to display the operating parameters of the power amplifier and input data on the operating modes of the radio transmitting device.

Выходы датчиков уровней сигналов 6, датчиков токов 11 и измерителя КБВ и мощности 14 соединены с соответствующими входами микроконтроллера управления и контроля 7. Выходы микроконтроллера управления и контроля 7 соединены со входами устройства управления напряжениями смещения 3, управляемого входного аттенюатора 18, входами микроконтроллеров управления источника питания 12 источника питания 3 и входами блока микроконтроллера 2. Выходы устройства управления напряжениями смещения 16 соединены со входами каскадов усиления 8, 9 и 10, а выходы микроконтроллеров управления источника питания 12 соединены со входами модулей питания источника питания 3. Кроме того, выход блока микроконтроллера 2 соединен со входом устройства отображения и ввода информации 5, а выход усилителя радиосигнала 1 соединен с блоком фильтров 4.The outputs of the signal level sensors 6, the current sensors 11 and the KBV and power meter 14 are connected to the corresponding inputs of the control and monitoring microcontroller 7. The outputs of the control and monitoring microcontroller 7 are connected to the inputs of the bias voltage control device 3, the controlled input attenuator 18, the inputs of the power supply control microcontrollers 12 of the power supply 3 and the inputs of the microcontroller unit 2. The outputs of the bias voltage control device 16 are connected to the inputs of the amplification stages 8, 9 and 10, and the outputs of the control microcontrollers of the power supply 12 are connected to the inputs of the power supply modules 3. In addition, the output of the microcontroller unit 2 connected to the input of the display and input device 5, and the output of the radio signal amplifier 1 is connected to the filter unit 4.

Таким образом широкополосной усилитель мощности радиопередающего устройства, обеспечивает поддержание оптимальных рабочих режимов всех элементов, в зависимости от параметров нагрузки, заданного уровня выходной мощности, установленных классов излучения и параметров окружающей среды.Thus, the broadband power amplifier of the radio transmitting device ensures the maintenance of optimal operating modes of all elements, depending on the load parameters, the specified output power level, the established classes of radiation and environmental parameters.

Широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства работает следующим образом.Broadband power amplifier of a radio transmitting device operates as follows.

В момент включения усилителя мощности на каскадах усиления 8, 9 и 10 в усилителе радиосигнала 1 устанавливаются начальные значения напряжения смещения, а в источнике питания 3 начальные значения напряжения питания каскадов усиления 8, 9 и 10 так, чтобы уровень выходной ВЧ мощности соответствовал примерно 20% от номинального. За время порядка 1,0 мс микроконтроллер управления и контроля 7 собирает информацию с датчиков 6, 11 и измерителя КБВ и мощности 14 и, в зависимости от уровня КБВ нагрузки и установленного оператором уровня выходной мощности, вырабатывает команды управления на устройство управления напряжениями смещения 16, управляемый входной аттенюатор 18 и микроконтроллеры управления источника питания 12 источника питания 3 для установки оптимальных режимов работы генераторных элементов 15 усилителя радиосигнала 1.At the moment of turning on the power amplifier at the amplification stages 8, 9 and 10 in the radio signal amplifier 1, the initial values of the bias voltage are set, and in the power supply 3, the initial values of the supply voltage of the amplification stages 8, 9 and 10 are set so that the output RF power level corresponds to approximately 20% from the nominal. For a time of about 1.0 ms, the control and monitoring microcontroller 7 collects information from sensors 6, 11 and a power meter and power meter 14 and, depending on the level of the power meter and the output power level set by the operator, generates control commands to the bias voltage control device 16, controlled input attenuator 18 and control microcontrollers of the power supply 12 of the power supply 3 for setting the optimal operating modes of the generator elements 15 of the radio signal amplifier 1.

В дальнейшем, микроконтроллер управления и контроля 7 опрашивает датчики 6, 11 и измеритель КБВ и мощности 14 и, в зависимости от полученных значений выходной мощности, температуры генераторных элементов 15, тока загрузки каскадов усиления 8, 9 и 10, вырабатывает команды управления на устройство управления напряжением смещения 16, управляемый входной аттенюатор 18 и микроконтроллеры управления источника питания 12 источника питания 3 для удержания оптимальных режимов работы генераторных элементов 15.In the future, the control and monitoring microcontroller 7 interrogates the sensors 6, 11 and the KBV and power meter 14 and, depending on the obtained values of the output power, the temperature of the generator elements 15, the loading current of the amplification stages 8, 9 and 10, generates control commands to the control device bias voltage 16, controlled input attenuator 18 and microcontrollers control power supply 12 power supply 3 to maintain optimal operating modes of generator elements 15.

Все данные, снятые с датчиков, по запросу оператора могут быть выведены на устройство отображения и ввода информации 5 или на внешние устройства для проверки работоспособности всех узлов усилителя мощности.All data taken from the sensors, at the request of the operator, can be output to the display and input device 5 or to external devices to check the operability of all nodes of the power amplifier.

Таким образом, за счет разделения между разными микроконтроллерами функций управления, контроля и обработки данных, получаемых с различных датчиков, обеспечивается автоматическое управление процессом работы радиопередающего устройства в целом, при этом управление генераторными элементами усилителя радиосигнала в зависимости от параметров нагрузки, заданных режимов работы, условий эксплуатации происходит без участия оператора, что позволяет в значительной мере улучшить показатели надежности и снизить до 1 мс время настройки АРУ.Thus, due to the division between different microcontrollers of the functions of control, monitoring and processing of data obtained from various sensors, automatic control of the process of operation of the radio transmission device as a whole is provided, while control of the generator elements of the radio signal amplifier depending on the load parameters, specified operating modes, conditions operation takes place without the participation of an operator, which significantly improves the reliability indicators and reduces the AGC tuning time to 1 ms.

Оптимизация рабочих режимов генераторных элементов оконечных каскадов позволяет снизить уровень высших гармонических и дискретных составляющих в выходном ВЧ сигнале, обеспечить высокий уровень стабильности выходного сигнала в диапазоне рабочих частот от 1,5 до 120,0 МГц не зависимо от КБВ нагрузки, а также снизить уровень нелинейных искажений при работе в телефонных режимах работы усилителя.Optimization of the operating modes of the generator elements of the final stages allows to reduce the level of higher harmonic and discrete components in the output RF signal, to ensure a high level of stability of the output signal in the operating frequency range from 1.5 to 120.0 MHz, regardless of the load KBV, as well as to reduce the level of nonlinear distortion when working in telephone operating modes of the amplifier.

Claims (1)

Широкополосный усилитель мощности радиопередающего устройства, содержащий усилитель радиосигнала, источник питания, блок фильтров, блок микроконтроллера с устройством отображения информации, отличающийся тем, что усилитель радиосигнала содержит входной перестраиваемый аттенюатор, предварительный каскад усиления, каскад регулирования усиления оконечных каскадов усиления, оконечные каскады усиления с датчиками тока загрузки каждого генераторного элемента, причем в каждом каскаде усиления использованы широкополосные трансформаторы на длинных линиях, для каждого генераторного элемента каскада усиления установлен отдельный регулируемый источник напряжения смещения и датчики уровней входных и выходных сигналов, а также датчики температуры каждого генераторного элемента, при этом выходы датчиков уровней сигналов, датчиков токов и температуры и измерителя КБВ и мощности соединены с соответствующими входами микроконтроллера управления и контроля, выходы микроконтроллера соединены со входом устройства управления напряжением смещения, перестраиваемого аттенюатора и входом каждого микроконтроллера управления напряжением модулей питания источника питания, кроме того, выходы контроллеров управления и контроля усилителем радиосигнала источника питания соединены со входом блока микроконтроллера, выход которого, в свою очередь, соединен со входом устройства отображения и ввода информации и внешними управляющими устройствами.A broadband power amplifier of a radio transmitting device containing a radio signal amplifier, a power supply, a filter block, a microcontroller unit with an information display device, characterized in that the radio signal amplifier contains a tunable input attenuator, a preliminary amplification stage, a gain control stage of the final amplification stages, final amplification stages with sensors loading current of each generator element, and in each amplification stage wide-band transformers on long lines are used, for each generator element of the amplification stage, a separate adjustable bias voltage source and level sensors of input and output signals are installed, as well as temperature sensors of each generator element, while the sensor outputs signal levels, current and temperature sensors and a meter of KBV and power are connected to the corresponding inputs of the microcontroller for control and monitoring, the outputs of the microcontroller are connected to the input of the device devices for controlling the bias voltage, a tunable attenuator and the input of each microcontroller for controlling the voltage of the power supply modules, in addition, the outputs of the control and monitoring controllers by the radio signal amplifier of the power supply are connected to the input of the microcontroller unit, the output of which, in turn, is connected to the input of the display and input device information and external control devices.
RU2021103172U 2021-02-09 2021-02-09 Broadband power amplifier for radio transmitting device RU203913U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103172U RU203913U1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Broadband power amplifier for radio transmitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103172U RU203913U1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Broadband power amplifier for radio transmitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU203913U1 true RU203913U1 (en) 2021-04-28

Family

ID=75851068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021103172U RU203913U1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Broadband power amplifier for radio transmitting device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU203913U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209339U1 (en) * 2021-07-13 2022-03-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Harmonic Filtering Device
RU217093U1 (en) * 2022-07-06 2023-03-16 Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" DEVICE FOR AUTOMATIC TURNING ON OF RADIO TRANSMITTING DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101173A (en) * 1990-11-28 1992-03-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Stored program controlled module amplifier bias and amplitude/phase compensation apparatus
GB2316561A (en) * 1996-08-22 1998-02-25 Motorola Ltd Improving the efficiency of a power amplifier by selecting stored values of supply and/or bias voltage in dependence on measured output power
RU95924U1 (en) * 2010-02-24 2010-07-10 ФГУП "Научно-исследовательский институт "Нептун" AMPLIFIER
RU130764U1 (en) * 2013-01-22 2013-07-27 Закрытое акционерное общество "Завод им. Козицкого" RADIO TRANSMISSION POWER AMPLIFIER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101173A (en) * 1990-11-28 1992-03-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Stored program controlled module amplifier bias and amplitude/phase compensation apparatus
GB2316561A (en) * 1996-08-22 1998-02-25 Motorola Ltd Improving the efficiency of a power amplifier by selecting stored values of supply and/or bias voltage in dependence on measured output power
RU95924U1 (en) * 2010-02-24 2010-07-10 ФГУП "Научно-исследовательский институт "Нептун" AMPLIFIER
RU130764U1 (en) * 2013-01-22 2013-07-27 Закрытое акционерное общество "Завод им. Козицкого" RADIO TRANSMISSION POWER AMPLIFIER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209339U1 (en) * 2021-07-13 2022-03-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Harmonic Filtering Device
RU217093U1 (en) * 2022-07-06 2023-03-16 Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" DEVICE FOR AUTOMATIC TURNING ON OF RADIO TRANSMITTING DEVICE
RU219600U1 (en) * 2022-08-03 2023-07-26 Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" RADIO-TRANSMITTING DEVICE BASED ON BROADBAND POWER AMPLIFIER AND DIGITAL QUADRATIVE MODULATOR OF RADIO SIGNAL FOR OPERATION IN DSC MODES OF GMDSS SYSTEM
RU217691U1 (en) * 2023-02-07 2023-04-12 Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" RF amplifier for digital broadcasting in the "NAVDAT" system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101354515B (en) Method and device for control bias of laser modulator
US7615983B2 (en) High frequency power device for protecting an amplifying element therein
RU203913U1 (en) Broadband power amplifier for radio transmitting device
JP2002026668A (en) Transmission power amplifier and its method
WO2004112425B1 (en) Audio amplifier with local interface system
RU2658799C2 (en) Backlight source drive circuit, liquid crystal display device and drive method
CN101630975A (en) Method and device for controlling bias voltage of photomodulator
GB2276052A (en) Gain control for multi-stage cell-phone amplifier
CN210640874U (en) Broadcast transmitter
RU130764U1 (en) RADIO TRANSMISSION POWER AMPLIFIER
CN112532237B (en) Portable adjustable frequency source device
CN110855370B (en) MZ modulator array bias control system based on STM32 treater
RU219600U1 (en) RADIO-TRANSMITTING DEVICE BASED ON BROADBAND POWER AMPLIFIER AND DIGITAL QUADRATIVE MODULATOR OF RADIO SIGNAL FOR OPERATION IN DSC MODES OF GMDSS SYSTEM
CN100477485C (en) Arrangement for low power clock generation
CN114567385B (en) Integrated high-power signal source
CN103208978B (en) Broadband self adaptation harmonic elimination device based on image method
CN203788284U (en) Apparatus controlling radio frequency gain
CN101529720B (en) Device and method for amplification of radiocommunication signals
WO2018113109A1 (en) Rf power amplifier and gain control circuit thereof
CN109768835B (en) Dual-band microwave signal generating device
CN113868049A (en) Touch matrix repair circuit of capacitive touch screen
CN103117713B (en) A kind of chopper amplifier and reduce the method for its offset voltage
JP2000261255A (en) Distortion compensating power amplifier circuit
CN219576192U (en) Frequency doubling fiber laser and power stabilizing system thereof
CN212623801U (en) Constant current circuit