RU208826U1 - Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния - Google Patents
Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния Download PDFInfo
- Publication number
- RU208826U1 RU208826U1 RU2021126045U RU2021126045U RU208826U1 RU 208826 U1 RU208826 U1 RU 208826U1 RU 2021126045 U RU2021126045 U RU 2021126045U RU 2021126045 U RU2021126045 U RU 2021126045U RU 208826 U1 RU208826 U1 RU 208826U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- amplifier
- voltage
- amplitude detector
- Prior art date
Links
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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
- H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/004—Control by varying the supply voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиосвязи, в частности, в радиопередающих устройствах с угловой модуляцией УКВ диапазона. Технический результат - снижение мощности рассеяния транзисторов выходного каскада усилителя при работе на рассогласованную нагрузку за счет дополнительного снижения напряжения питания транзисторов при появлении отраженной от нагрузки мощности. Для этого в устройство введены последовательно соединенные делитель напряжения (12) и второй амплитудный детектор (13), а также сумматор (9), выход которого соединен со входом усилителя постоянного напряжения (7). Выход первого амплитудного детектора (11) соединен с первым входом сумматора (9), второй вход которого подсоединен к выходу второго амплитудного детектора (13). При этом направленный ответвитель (10) выполнен двунаправленным и его третий выход соединен со входом делителя напряжения (12). 3 ил.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиосвязи, в частности, в радиопередающих устройствах с угловой модуляцией УКВ диапазона.
Особенностью упомянутых выше радиопередающих устройств является то, что коэффициент стоячей волны (КСВ) их антенн может достигать значений, равных 5. При этом в усилителях мощности используются схемы защиты от перегрузки, в частности, от перегрузки по мощности рассеяния транзисторов выходного каскада в режиме рассогласования.
Известны схемы высокочастотных усилителей мощности, в которых защита от перегрузки в режиме рассогласования построена на основе направленного ответвителя (датчика падающей и отраженной волны), а регулировка уровня усиливаемого сигнала производится управляемым аттенюатором [US 4563775, US 6803818, US 6731915] или изменением напряжения смещения усилителя [US 7440731].
Недостатком этих устройств является низкая эффективность выходного каскада усилителя мощности при работе на рассогласованную нагрузку вследствие чего возрастает мощность рассеяния транзисторов выходного каскада усилителя, поскольку снижается степень напряженности их режима работы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство температурной стабилизации, представленное в заявке
US 2006/0220739, принятое за прототип.
На фиг. 1 представлена схема устройства-прототипа, где обозначено:
1 - источник питающего напряжения;
2 - регулятор напряжения;
3 - усилитель мощности;
4 - источник напряжения смещения;
5 - интегратор;
6 - пороговое устройство;
7 - усилитель постоянного тока;
8 - источник опорного напряжения;
9 - сумматор;
10 - направленный ответвитель;
11 - амплитудный детектор.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные усилитель мощности 3, направленный ответвитель 10, первый выход которого является выходом устройства. Второй выход амплитудного детектора 11 подключен к входу усилителя постоянного тока 7, выход которого соединен с первым входом порогового устройства 6, ко второму входу которого подключен выход источника опорного напряжения 8. Последовательно соединенные источник питающего напряжения 1 и регулятор напряжения 2, выход которого соединен со вторым входом усилителя мощности 3, третий вход которого подсоединен к выходу источника напряжения смещения 4. При этом первый вход усилителя мощности 3 является входом устройства. Кроме того, выход порогового устройства 6 соединен с входом интегратора 5, выход которого соединен со вторым входом регулятора напряжения 2.
Устройство-прототип работает следующим образом.
При подаче на вход усилителя высокочастотного сигнала последний усиливается и с выхода усилителя мощности 3 через направленный ответвитель 10 подается на выход устройства. С выхода направленного ответвителя 10 сигнал подается на вход амплитудного детектора 11, с выхода которого напряжение через усилитель постоянного тока 7 подается на первый вход порогового устройства 6, на другой вход которого подается напряжение с выхода источника опорного напряжения 8. С выхода порогового устройства 6 напряжение через интегратор 5 подается на управляющий вход регулятора напряжения 2, через который на усилитель мощности 3 подается напряжение питания. В том случае, когда выходная мощность усилителя мощности 3 возрастает выше установленного значения, на выходе порогового устройства 6 появляется напряжение, петля регулирования замыкается и напряжение на выходе регулятора напряжения 2 снижается. В результате выходная мощность усилителя 3 стабилизируется.
Недостатком устройства-прототипа является большая мощность рассеяния транзисторов усилителя мощности при работе на рассогласованную нагрузку.
Задача предлагаемого технического решения - снижение мощности рассеяния транзисторов усилителя мощности при работе на рассогласованную нагрузку.
Для решения поставленной задачи в высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния, содержащий последовательно соединенные усилитель мощности, направленный ответвитель и первый амплитудный детектор, а также последовательно соединенные источник питающего напряжения и регулятор напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя мощности, третий вход которого подключен к выходу источника напряжения смещения, кроме того, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход порогового устройства через интегратор соединен со вторым входом регулятора напряжения, при этом первый вход усилителя мощности является входом устройства, выход направленного ответвителя является выходом устройства, согласно полезной модели, введены последовательно соединенные делитель напряжения и второй амплитудный детектор, а также сумматор, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока; выход первого амплитудного детектора соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу второго амплитудного детектора, при этом направленный ответвитель выполнен двунаправленным и его третий выход соединен с входом делителя напряжения.
На фиг. 2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено:
1 - источник питающего напряжения;
2 - регулятор напряжения;
3 - усилитель мощности;
4 - источник напряжения смещения;
5 - интегратор;
6 - пороговое устройство;
7 - усилитель постоянного тока;
8 - источник опорного напряжения;
9 - сумматор;
10 - двунаправленный ответвитель;
11, 13 - первый и второй амплитудные детекторы;
12 - делитель напряжения.
Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные усилитель мощности 3, двунаправленный ответвитель 10, первый выход которого является выходом устройства. Второй выход двунаправленного ответвителя 10 через первый амплитудный детектор 11 подключен к первому входу сумматора 9, выход которого через усилитель постоянного тока 7 соединен с первым входом порогового устройства 6, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения 8. Третий выход двунаправленного ответвителя 10 (канал отраженной волны) через последовательно соединенные делитель напряжения 12 и второй амплитудный детектор 13 соединен со вторым входом сумматора 9. Последовательно соединенные источник питающего напряжения 1 и регулятор напряжения 2, выход которого соединен со вторым входом усилителя мощности 3, третий вход которого подсоединен к выходу источника напряжения смещения 4. При этом первый (высокочастотный) вход усилителя мощности 3 является входом устройства. Кроме того, выход порогового устройства 6 соединен с входом интегратора 5, выход которого соединен со вторым входом регулятора напряжения 2.
Работает предлагаемое устройство следующим образом.
К выходу устройства подключают эквивалент нагрузки 50 Ом (75 Ом) (на фиг. 2 не показан) и подают на вход усилителя высокочастотный сигнал. Изменяя уровень выходного напряжения источника опорного напряжения 8 устанавливают на эквиваленте нагрузки заданную величину выходной мощности усилителя. Поскольку в этом случае от нагрузки мощность не отражается, то в устройстве действует петля регулирования только по падающей мощности и регулятор напряжения 2, с выхода которого на второй вход усилителя мощности 3 подается напряжение питания, под действием выходного напряжения интегратора 5 устанавливается в соответствующее положение.
Таким образом производится калибровка устройства при его работе на согласованную нагрузку.
При подключении к выходу устройства рассогласованной нагрузки (антенны) к петле регулирования по падающей мощности за счет сумматора 9 подключается вторая петля регулирования - по отраженной мощности и напряжение на выходе порогового устройства 6 возрастает. Выходное напряжение усилителя постоянного тока 7 и интегратора 5 становится больше, а напряжение на выходе регулятора напряжения 2 снижается. В результате снижается выходная мощность усилителя и, соответственно, снижаются мощности рассеяния транзисторов усилителя 3 при работе на рассогласованную нагрузку. Степень дополнительного снижения напряжения питания транзисторов усилителя 3 при работе на рассогласованную нагрузку определяется делителем напряжения 12, с выхода которого напряжение подается на вход второго амплитудного детектора 13.
Для подтверждения работоспособности предлагаемого устройства и решения поставленной задачи было проведено электронное моделирование работы на рассогласованную нагрузку с коэффициентом стоячей волны КСВ от 1 до 6. При этом моделировался 10-ваттный усилитель УКВ диапазона, выполненный по двухтактной схеме на транзисторе BLP10H610 с напряжением питания 17 В. При этом фаза нагрузки полагалась равной -170°, а коэффициент деления делителя напряжения равным 0,4. Расчеты велись на частоте 80 МГц.
Результаты моделирования приведены в таблице 1 для устройства-прототипа и в таблице 2 для предлагаемого устройства. На рисунке фиг. 3 приведены результаты расчета мощности рассеяния транзистора при разных КСВ нагрузки для прототипа (кривая 1) и предлагаемого устройства (кривая 2).
Phase = -170°, Рвх = 2Вт
Таблица 1
Vp = const | ||||
Vp = | Епит, В | Ррасс, Вт | Рвых, Вт | |
КСВ = 1,0 | 1,493 | 17,0 | 6,078 | 10,523 |
КСВ = 1,5 | 1,490 | 17,0 | 9,142 | 10,313 |
КСВ = 2,0 | 1,490 | 17,0 | 11,483 | 9,567 |
КСВ = 3,0 | 1,494 | 16,9 | 12,803 | 7,962 |
КСВ = 4,0 | 1,491 | 16,0 | 12,983 | 6,984 |
КСВ = 5,0 | 1,491 | 15,0 | 12,445 | 5,722 |
КСВ = 6,0 | 1,490 | 14,3 | 11,489 | 4,983 |
Phase = -170°, Рвх = 2Вт
Таблица 2
Vp + 0,4*Vo= const | ||||
Vp = | Епит, В | Ррасс, Вт | Рвых, Вт | |
КСВ = 1,0 | 1,493 | 17,0 | 6,078 | 10,523 |
КСВ = 1,5 | 1,491 | 15,14 | 7,186 | 8,900 |
КСВ = 2,0 | 1,494 | 13,87 | 7,650 | 7,565 |
КСВ = 3,0 | 1,490 | 11,95 | 7,303 | 5,689 |
КСВ = 4,0 | 1,490 | 10,85 | 6,425 | 4,761 |
КСВ = 5,0 | 1,492 | 10,03 | 6,089 | 3,694 |
КСВ = 6,0 | 1,491 | 9,83 | 5,844 | 3,130 |
Представленные результаты показывают существенное снижение мощности рассеяния транзисторов усилителя мощности 3 в предлагаемом устройстве по сравнению с устройством-прототипом при работе на рассогласованную нагрузку.
Claims (1)
- Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния, содержащий последовательно соединенные усилитель мощности, направленный ответвитель и первый амплитудный детектор, а также последовательно соединенные источник питающего напряжения и регулятор напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя мощности, третий вход которого подключен к выходу источника напряжения смещения, кроме того, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход порогового устройства через интегратор соединен со вторым входом регулятора напряжения, при этом первый вход усилителя мощности является входом устройства, выход направленного ответвителя является выходом устройства, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные делитель напряжения и второй амплитудный детектор, а также сумматор, выход которого соединен со входом усилителя постоянного тока; выход первого амплитудного детектора соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подсоединен к выходу второго амплитудного детектора, при этом направленный ответвитель выполнен двунаправленным и его третий выход соединен со входом делителя напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126045U RU208826U1 (ru) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021126045U RU208826U1 (ru) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU208826U1 true RU208826U1 (ru) | 2022-01-17 |
Family
ID=80444857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021126045U RU208826U1 (ru) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU208826U1 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU517988A1 (ru) * | 1974-06-25 | 1976-06-15 | Предприятие П/Я В-8828 | Устройство защиты усилител мощности |
RU761U1 (ru) * | 1994-03-09 | 1995-08-16 | Российский институт мощного радиостроения | Устройство защиты усилителя мощности |
RU2217861C2 (ru) * | 2001-11-13 | 2003-11-27 | Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для защиты усилителя мощности от перегрузки |
EP1696558A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | STMicroelectronics S.r.l. | Protection of output stage transistor of an RF power amplifier |
US20060220739A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-10-05 | Moshe Ben-Ayun | RF power amplifier circuit and RF transmitter and terminal including it |
RU98300U1 (ru) * | 2010-04-12 | 2010-10-10 | Алексей Владимирович Рябоконь | Устройство защиты усилителя мощности |
EP0982852B1 (en) * | 1998-08-19 | 2010-12-01 | Harris Corporation | Power amplifier having monitoring and circuit protection |
RU2450426C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Устройство защиты полосового усилителя мощности от перегрузок |
RU121408U1 (ru) * | 2012-04-28 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Устройство защиты свч-усилителей |
-
2021
- 2021-09-03 RU RU2021126045U patent/RU208826U1/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU517988A1 (ru) * | 1974-06-25 | 1976-06-15 | Предприятие П/Я В-8828 | Устройство защиты усилител мощности |
RU761U1 (ru) * | 1994-03-09 | 1995-08-16 | Российский институт мощного радиостроения | Устройство защиты усилителя мощности |
EP0982852B1 (en) * | 1998-08-19 | 2010-12-01 | Harris Corporation | Power amplifier having monitoring and circuit protection |
RU2217861C2 (ru) * | 2001-11-13 | 2003-11-27 | Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Устройство для защиты усилителя мощности от перегрузки |
US20060220739A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-10-05 | Moshe Ben-Ayun | RF power amplifier circuit and RF transmitter and terminal including it |
EP1696558A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | STMicroelectronics S.r.l. | Protection of output stage transistor of an RF power amplifier |
RU98300U1 (ru) * | 2010-04-12 | 2010-10-10 | Алексей Владимирович Рябоконь | Устройство защиты усилителя мощности |
RU2450426C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Устройство защиты полосового усилителя мощности от перегрузок |
RU121408U1 (ru) * | 2012-04-28 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Устройство защиты свч-усилителей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2089981B1 (en) | Lossless transmit path antenna switch circuit | |
Gustafsson et al. | A modified Doherty power amplifier with extended bandwidth and reconfigurable efficiency | |
US8981850B2 (en) | Multi-frequency multi-standard reconfigurable doherty amplifier | |
US10673400B2 (en) | Gain stabilization for supply modulated RF and microwave integrated circuits | |
CN115473524A (zh) | 一种自动电平控制的捷变频率源 | |
RU208826U1 (ru) | Высокочастотный усилитель мощности со сниженной мощностью рассеяния | |
US7598806B2 (en) | Distortion compensation circuit | |
US7046972B2 (en) | Predistortion linearizer and predistortion distortion compensation method, program, and medium | |
US5243301A (en) | Microwave power amplifiers | |
US11606066B2 (en) | Power amplifier circuit | |
Van Tuyl | A monolithic GaAs IC for heterodyne generation of RF signals | |
US11463060B2 (en) | Power amplifier circuit | |
CN112187201A (zh) | 一种星载氮化镓固态功率放大器的温度补偿增益闭环电路 | |
Keerti et al. | Dynamic output phase to adaptively improve the linearity of power amplifier under antenna mismatch | |
Cui et al. | Codesign of 12-22 GHz integrated PIN-diode limiter and low noise amplifier | |
US10116277B2 (en) | Radio frequency power amplifier | |
Li et al. | High Efficiency 2nd and 3rd Harmonic Tuned Power Amplifier | |
US5338989A (en) | Microwave integrated circuit | |
Tahbazalli et al. | A tunable diode-based reflective analog predistortion linearizer for microwave power amplifiers | |
US11705868B2 (en) | System for adapting the voltage of a drain of a power stage | |
Han et al. | A Sub-2 dB Noise-Figure 6–18 GHz LNA Based on GaAs Using Current Reuse Technique | |
US20220416737A1 (en) | Amplifier peak detection | |
US8581662B2 (en) | Amplifying system | |
Üçüncü et al. | Frequency Band Specific Jamming Power Amplifier for 4G Communication | |
Li et al. | Cascaded Drive Amplifier with Current Reuse Technique from 8 to 18 GHz |