RU2271605C2 - Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load - Google Patents
Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2271605C2 RU2271605C2 RU2004102182/09A RU2004102182A RU2271605C2 RU 2271605 C2 RU2271605 C2 RU 2271605C2 RU 2004102182/09 A RU2004102182/09 A RU 2004102182/09A RU 2004102182 A RU2004102182 A RU 2004102182A RU 2271605 C2 RU2271605 C2 RU 2271605C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- stage
- power
- input
- voltage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02B60/50—
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи.The invention relates to radio engineering and can be used in radio communications.
Радиопередающее устройство с автоматической адаптацией к нагрузке, состоящее из возбудителя, регулируемого каскада, усилителя мощности и источника питания с падающей характеристикой при стабильной выходной мощности, состоящего из ШИМ контролера, силового ключевого модуля, датчика тока, перемножителя, источника опорного напряжения и дифференциального усилителя.A radio transmitter with automatic adaptation to the load, consisting of an exciter, an adjustable stage, a power amplifier and a power supply with a falling characteristic at a stable output power, consisting of a PWM controller, a power key module, a current sensor, a multiplier, a reference voltage source, and a differential amplifier.
Известны технические решения [1], направленные на стабилизацию выходной мощности передатчиков регулированием напряжения возбуждения по сигналу с датчика мощности, проходящей в нагрузку. Однако такая стабилизация возможна только при неполном использовании транзисторов выходного каскада по напряжению, т.е. при пониженном КПД. Выходную мощность можно стабилизировать с большим КПД согласно [2], управляя напряжением питания и амплитудой импульса, т.е. по датчикам остаточного напряжения и выходной мощности.Known technical solutions [1] aimed at stabilizing the output power of the transmitters by controlling the excitation voltage by a signal from a power sensor passing into the load. However, such stabilization is possible only with the incomplete use of transistors of the output stage in voltage, i.e. with reduced efficiency. The output power can be stabilized with high efficiency according to [2] by controlling the supply voltage and pulse amplitude, i.e. by sensors of residual voltage and output power.
Основным недостатком такой стабилизации является то, что необходим датчик выходной мощности, обладающий собственной частотной характеристикой, что приводит к дополнительному увеличению неравномерности АЧХ передающего тракта в диапазоне рабочих частот.The main disadvantage of such stabilization is that an output power sensor with its own frequency response is required, which leads to an additional increase in the frequency response of the transmitting path in the operating frequency range.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство передающее [3]. Однако это устройство не повышает промышленного КПД передатчика, предполагает работу в УКВ диапазоне в режиме ЧМ и не предназначено для работы в системах KB связи, требующих линейного усиления мощности.Closest to the invention in technical essence is a transmitting device [3]. However, this device does not increase the industrial efficiency of the transmitter, it assumes operation in the VHF band in FM mode and is not intended for operation in KB communication systems requiring linear power amplification.
Задачей изобретения является увеличение выходной мощности и промышленного КПД KB радиопередатчика, работающего на рассогласованную нагрузку.The objective of the invention is to increase the output power and industrial efficiency KB of a radio transmitter operating on a mismatched load.
Поставленная задача достигается тем, что в известном радиопередающем устройстве, состоящем из соединенных последовательно возбудителя, регулируемого и выходного каскадов, источника питания, состоящего из силового импульсного модуля, источника опорного напряжения, последовательно соединенных второго перемножителя и второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом ШИМ-контроллера, между входом регулируемого каскада и шиной питания выходного каскада введены датчик амплитуды входного сигнала, первый перемножитель и первый дифференциальный усилитель, выход которого последовательно соединен с управляющим входом регулируемого каскада.The problem is achieved in that in the known radio transmitting device, consisting of a series-connected exciter, adjustable and output stages, a power source, consisting of a power pulse module, a reference voltage source, a series-connected second multiplier and a second differential amplifier, the output of which is connected to the control input PWM controller, between the input of the adjustable stage and the power bus of the output stage, an input signal amplitude sensor is introduced, the first eremnozhitel and a first differential amplifier whose output is connected in series with the control input of the controlled stage.
Для повышения КПД при работе передатчика на рассогласованную нагрузку применен импульсный источник питания с падающей регулировочной характеристикой, при которой мощность, отдаваемая в нагрузку, постоянная, а регулировка напряжения возбуждения усилителя мощности поддерживается на уровне, обеспечивающем работу выходного каскада в критическом (оптимальном) режиме.To increase the efficiency during operation of the transmitter for a mismatched load, a switching power supply with a falling control characteristic is used, at which the power supplied to the load is constant, and the excitation voltage regulation of the power amplifier is maintained at a level that ensures the operation of the output stage in critical (optimal) mode.
На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.The drawing shows a structural electrical diagram of the proposed device.
Радиопередающее устройство состоит из возбудителя "1", датчика амплитуды входного сигнала "2", регулируемого каскада "3", выходного каскада "6", датчика пикового напряжения "7", первого перемножителя "8", первого дифференциального усилителя "9", ШИМ-контроллера "4", силового импульсного модуля "5", датчика тока "10", второго перемножителя "11", источника опорного напряжения "12" и второго дифференциального усилителя "13".The radio transmitting device consists of an exciter "1", an amplitude sensor for the input signal "2", an adjustable stage "3", an output stage "6", a peak voltage sensor "7", the first multiplier "8", the first differential amplifier "9", PWM -controller "4", power pulse module "5", current sensor "10", second multiplier "11", voltage reference source "12" and second differential amplifier "13".
Выходной каскад "6" передающего устройства работает в режиме класса "АВ". С возбудителя "1" на регулируемый каскад "3" поступает сигнал, мощности которого достаточно для полного использования транзисторов выходного каскада по напряжению (т.е. критического режима) при работе на номинальную нагрузку. При этом мощность, потребляемая выходным каскадом "6", определяется уровнем стабилизации мощности силового импульсного модуля "5". Сигнал с датчика тока "10" поступает на вход перемножителя "11", на второй вход которого поступает выходное напряжение силового импульсного модуля "5". На выходе перемножителя "11" формируется сигнал, пропорциональный потребляемой мощности выходного каскада "6", который после сравнения на втором дифференциальном усилителе "13" с напряжением источника опорного напряжения "12" подается на управляющий вход ШИМ-контроллера "4", изменяющий режим работы силового импульсного модуля "5" таким образом, что отдаваемая им мощность остается постоянной.The output stage "6" of the transmitting device operates in the class "AB" mode. From the exciter "1" to the adjustable stage "3" a signal is supplied whose power is sufficient for the full use of the transistors of the output stage in voltage (i.e., critical mode) when operating at rated load. Moreover, the power consumed by the output stage "6" is determined by the level of stabilization of the power of the power pulse module "5". The signal from the current sensor "10" is fed to the input of the multiplier "11", the second input of which receives the output voltage of the power pulse module "5". At the output of the multiplier "11", a signal is generated proportional to the power consumption of the output stage "6", which, after comparison on the second differential amplifier "13" with the voltage of the reference voltage source "12", is fed to the control input of the PWM controller "4", which changes the operating mode power pulse module "5" so that the power given to them remains constant.
При этом номинальный уровень возбуждения для обеспечения критического режима транзисторов выходного каскада зависит от напряжения питания выходного каскада "6" и от нагрузки Rx.In this case, the nominal level of excitation for ensuring the critical mode of the transistors of the output stage depends on the supply voltage of the output stage "6" and on the load Rx.
Так, если сопротивление нагрузки Rx увеличивается, растет амплитуда импульса тока стоков транзисторов выходного каскада "6", возрастает уровень сигнала на выходе датчика пикового напряжения "7", растет сигнал на выходе первого дифференциального усилителя "9", поступающий на управляющий вход регулируемого каскада "3", падает коэффициент усиления регулируемого каскада "3", снижается напряжение возбуждения выходного каскада усилителя мощности "6", падает потребляемый им ток, уменьшается уровень сигнала с датчика тока "10", падает уровень сигнала на выходе второго перемножителя "11", в результате его сравнения с сигналом от источника опорного напряжения "12" на втором дифференциальном усилителе "13" формируется сигнал ошибки, подаваемый на управляющий вход ШИМ-контроллера "4". Напряжение на выходе силового импульсного модуля "5" возрастает до значения, при котором уровень сигнала на выходе второго перемножителя "11" уравняется с опорным напряжением. Таким образом, увеличив напряжение и пропорционально снизив ток, система авторегулирования сохранит потребляемую выходным каскадом "6" мощность. Напротив, если сопротивление нагрузки Rx уменьшается, падает амплитуда импульса тока стоков транзисторов выходного каскада "6", уменьшается уровень сигнала на выходе датчика пикового напряжения "7", уменьшается сигнал на выходе первого дифференциального усилителя "9", поступающий на управляющий вход регулируемого каскада "3", растет коэффициент усиления регулируемого каскада "3", увеличивается напряжение возбуждения выходного каскада усилителя мощности "6", растет потребляемый им ток, увеличивается уровень сигнала с датчика тока "10", растет уровень сигнала на выходе второго перемножителя "11". В результате его сравнения с сигналом от источника опорного напряжения "12" на втором дифференциальном усилителе "13" формируется сигнал ошибки, подаваемый на управляющий вход ШИМ-контроллера "4". Напряжение на выходе силового импульсного модуля "5" уменьшается до значения, при котором уровень сигнала на выходе второго перемножителя "13" уравняется с опорным напряжением. Таким образом, понизив напряжение и пропорционально увеличив ток, система авторегулирования сохранит потребляемую выходным каскадом "6" мощность. В обоих случаях результатом авторегулирования является согласование сопротивления выходного каскада с нагрузкой Rx.So, if the load resistance Rx increases, the amplitude of the current pulse of the drains of the transistors of the output stage "6" increases, the signal level at the output of the peak voltage sensor "7" increases, the signal at the output of the first differential amplifier "9" increases, which goes to the control input of the adjustable stage " 3 ", the gain of the adjustable stage" 3 "drops, the excitation voltage of the output stage of the power amplifier" 6 "decreases, the current consumed by it drops, the signal level from the current sensor" 10 "decreases, the signal level decreases output of the second multiplier "11", as a result of comparison with the signal from the reference voltage source "12" on the second differential amplifier "13" is formed an error signal supplied to the control input of the PWM controller "4". The voltage at the output of the power pulse module "5" increases to a value at which the signal level at the output of the second multiplier "11" is equalized with the reference voltage. Thus, by increasing the voltage and proportionally reducing the current, the auto-regulation system will retain the power consumed by the output stage "6". On the contrary, if the load resistance Rx decreases, the amplitude of the current pulse of the drains of the transistors of the output stage "6" decreases, the signal level at the output of the peak voltage sensor "7" decreases, the signal at the output of the first differential amplifier "9" decreases, supplied to the control input of the adjustable stage " 3 ", the gain of the adjustable stage" 3 "grows, the excitation voltage of the output stage of the power amplifier" 6 "increases, the current consumed by it increases, the signal level from the current sensor" 10 "increases, it grows at Ram signal at the output of the second multiplier "11". As a result of its comparison with the signal from the reference voltage source “12”, an error signal is generated at the second differential amplifier “13” and supplied to the control input of the PWM controller “4”. The voltage at the output of the power pulse module "5" is reduced to a value at which the signal level at the output of the second multiplier "13" is equalized with the reference voltage. Thus, by lowering the voltage and proportionally increasing the current, the auto-regulation system will save the power consumed by the output stage "6". In both cases, the result of auto-regulation is matching the output stage resistance with the load Rx.
Ток и напряжение питания выходного каскада "6" ограничен максимально допустимыми значениями для примененного типа транзисторов.The current and supply voltage of the output stage "6" is limited by the maximum allowable values for the applied type of transistors.
Кроме того, при отсутствии напряжения возбуждения система авторегулирования повышает напряжение питания транзисторов выходного каскада "6" до максимума, в этом случае в момент поступления с возбудителя "1" сигнала с крутым передним фронтом возникает опасность перехода транзисторов выходного каскада "6" в сильно перенапряженный режим. При этом не исключен пробой транзисторов выходного каскада "6" отрицательным импульсом.In addition, in the absence of an excitation voltage, the autoregulation system increases the supply voltage of the transistors of the output stage "6" to a maximum, in this case, when a signal with a steep leading edge arrives from the exciter "1", the danger arises that the transistors of the output stage "6" enter a very overstressed mode . In this case, breakdown of transistors of the output stage "6" by a negative pulse is not excluded.
Для решения данной проблемы сигнал с детектора амплитуды входного сигнала "2" подается на первый вход перемножителя "8", на второй вход перемножителя "8" подается напряжение питания выходного каскада "6". Полученный в результате сигнал сравнивается на дифференциальном усилителе "9" с сигналом от датчика пикового напряжения "7", полученный сигнал ошибки с выхода дифференциального усилителя "9" подается на управляющий вход регулируемого усилителя "3", при отсутствии напряжения возбуждения снижая усиление регулируемого каскада "3" до минимума. В результате крутой передний фронт входного сигнала не приводит к перегрузке выходного каскада "6".To solve this problem, the signal from the amplitude detector of the input signal "2" is supplied to the first input of the multiplier "8", the voltage of the output stage "6" is supplied to the second input of the multiplier "8". The resulting signal is compared on a differential amplifier "9" with the signal from the peak voltage sensor "7", the received error signal from the output of the differential amplifier "9" is fed to the control input of the adjustable amplifier "3", in the absence of an excitation voltage, reducing the gain of the adjustable stage " 3 "to a minimum. As a result, the steep leading edge of the input signal does not overload the output stage "6".
Источники информации.Information sources.
1. Широкополосные радиопередающие устройства. М.: "Связь" 1978 г. Под редакцией Алексеева.1. Broadband radio transmitting devices. M .: "Communication" 1978, edited by Alekseev.
2. Авторское свидетельство № 1136306 (СССР) "Устройство автоматической стабилизации мощности". Вайнер. Г.А., Корчагин Ю.В. и др. Опубл. 1985 г. БИ № 32. Copyright certificate No. 1136306 (USSR) "Device for automatic stabilization of power." Weiner. G.A., Korchagin Yu.V. and other publ. 1985 BI No. 3
3. Авторское свидетельство № 2168859 (РФ) "Передающее устройство". Беляков А.И. Опубл. 2001, БИ № 16.3. Copyright certificate No. 2168859 (RF) "Transmitting device". Belyakov A.I. Publ. 2001, BI No. 16.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102182/09A RU2271605C2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102182/09A RU2271605C2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004102182A RU2004102182A (en) | 2005-07-20 |
RU2271605C2 true RU2271605C2 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=35842140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004102182/09A RU2271605C2 (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2271605C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471285C2 (en) * | 2008-03-31 | 2012-12-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Dynamic scaling of frequency of pulse source of supply |
RU2561495C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Radio transmitter |
RU211795U1 (en) * | 2022-03-30 | 2022-06-23 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" | radio transmitting device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8976986B2 (en) * | 2009-09-21 | 2015-03-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Volume adjustment based on listener position |
-
2004
- 2004-01-26 RU RU2004102182/09A patent/RU2271605C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КИБАКИН В.М. Основы теории и расчета транзисторных низкочастотных усилителей мощности. Москва, Радио и связь, 1988, с.171-173,186-187, рис.8.1,8.7. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471285C2 (en) * | 2008-03-31 | 2012-12-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Dynamic scaling of frequency of pulse source of supply |
RU2561495C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Radio transmitter |
RU211795U1 (en) * | 2022-03-30 | 2022-06-23 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" | radio transmitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004102182A (en) | 2005-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1946439B1 (en) | Method and arrangement for optimizing efficiency of a power amplifier | |
KR101092681B1 (en) | Power amplifier controller circuit | |
JP5045151B2 (en) | Transmission power control circuit | |
EP1480332B1 (en) | Integratable, voltage-controlled rf power amplifier | |
EP2587665A1 (en) | Amplifier apparatus | |
US20080231358A1 (en) | Power amplifier circuit | |
KR20070113434A (en) | Automatic input-gain control circuit, and method thereof | |
EP3223427A1 (en) | Btl output self-oscillating class d amplifier | |
KR20200005032A (en) | Multi stage power amplifier having linearity compensating function | |
US9407219B2 (en) | Electronic Circuit | |
RU2271605C2 (en) | Radio transmitting device incorporating provision for adapting to load | |
KR20200067021A (en) | Reverse power reducing method and plasma power apparatus using it | |
JP3403195B2 (en) | In particular, a MESFET power amplifier mounted on a satellite for microwave signal amplification and its power supply unit | |
JP2720851B2 (en) | Amplifier bias current control circuit | |
JP2016072877A (en) | Power amplifier and power amplification method | |
JP4667939B2 (en) | High power amplifier and multi-stage high power amplifier | |
EP1340314A1 (en) | Linearization method and amplifier arrangement | |
WO2018223622A1 (en) | Control circuit, bias circuit, and control method | |
JP2008244986A (en) | High frequency amplifier | |
JPH06188660A (en) | Power amplifier circuit | |
KR101002834B1 (en) | Method and apparatus for controlling power amplifier in a mobile communication system | |
JP4722384B2 (en) | Multistage high power amplifier | |
RU211795U1 (en) | radio transmitting device | |
KR100443844B1 (en) | Apparatus of driving in solenoid valve | |
JP2874454B2 (en) | High frequency band amplifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070503 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20131003 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170127 |