RU2395897C1 - Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов - Google Patents
Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395897C1 RU2395897C1 RU2009102150/09A RU2009102150A RU2395897C1 RU 2395897 C1 RU2395897 C1 RU 2395897C1 RU 2009102150/09 A RU2009102150/09 A RU 2009102150/09A RU 2009102150 A RU2009102150 A RU 2009102150A RU 2395897 C1 RU2395897 C1 RU 2395897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplitude
- output
- input
- bipolar transistor
- pass filter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть использовано в системах возбуждения СВЧ-енераторов на лавинно-пролетных диодах и диодах Ганна. Сущность изобретения состоит в том, что в устройство управления амплитудой мощных сигналов, содержащее первый фильтр нижних частот, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, резистор, один из выводов которого соединен с базой биполярного транзистора, и вход сигнала управления, введен полупроводниковый диод, один из выводов которого соединен с базой биполярного транзистора, а второй подключен к входу сигнала управления, а коллектор биполярного транзистора и второй вывод резистора соединены с выходом первого фильтра нижних, при этом при управлении амплитудой импульсов положительной полярности используется n-p-n транзистор и с его базой соединяется анод полупроводникового диода, при управлении амплитудой импульсов отрицательной полярности используется p-n-p транзистор и с его базой соединяется катод полупроводникового диода. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - создание устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов, способного работать от генератора мощных импульсов, как с малым, так и с большим выходным сопротивлением. 3 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокации, и может быть использовано в системах возбуждения СВЧ-генераторов на лавинно-пролетных диодах и диодах Ганна.
Известно устройство управления амплитудой мощных гармонических сигналов, содержащее первый электрический фильтр, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, трансформатор, первичная обмотка которого является входом устройства для сигнала управления и один из выводов вторичной обмотки которого подключен к источнику смещения Есм, второй электрический фильтр, вход которого подключен к другому выводу вторичной обмотки трансформатора, третий электрический фильтр, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор, коллектор которого соединен с выходом первого электрического фильтра и входом третьего электрического фильтра, а эмиттер соединен с общим для всего устройства проводником, резистор, один из выводов которого соединен с выходом второго электрического фильтра, а другой - с базой биполярного транзистора [1].
Недостатком такого устройства является невозможность его использования для управления амплитудой мощных однополярных импульсов, поскольку рассматриваемое устройство работает в полосе частот, не превышающей две-три октавы [1], в то время как импульсный сигнал имеет спектр с коэффициентом перекрытия, по частоте составляющим 102…105 раз [2, стр.152].
Известно также устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов, являющееся одновременно устройством защиты усилителя однополярных импульсов от рассогласования по выходу и от перегрузки по входу, содержащее трансформатор тока, выполненный в виде ферритового кольца и двух обмоток. Первичная обмотка выполнена в виде продетого сквозь ферритовое кольцо полоскового проводника, концы которого образуют вход и первый выход трансформатора тока. Вход трансформатора подключен к выходу защищаемого усилителя, а первый выход - к нагрузке усилителя. Вторичная обмотка выполнена из навитого на ферритовое кольцо провода, первый конец которого подключен к общему для усилителя и цепи обратной связи проводнику, а второй конец образует второй выход трансформатора тока. В состав устройства уходят также детектор, вход которого подключен ко второму выходу трансформатора тока, блок управления, вход которого соединен с выходом детектора, резистор, выводы которого охватывают ферритовое кольцо с обеих сторон и гальванически соединены между собой, биполярный транзистор, база которого подключена к выходу блока управления, коллектор транзистора соединен с общим для усилителя и цепи обратной связи проводником, а эмиттер транзистора образует выход цепи обратной связи, подключенный к входу усилителя [3].
Недостатком такого устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов является то, что оно может работать только с генераторами управляемых мощных импульсов с выходным сопротивлением, много большим сопротивления насыщения используемого биполярного транзистора. Это связано с тем, что при малом выходном сопротивлении генератора мощных импульсов устройство управления перестает осуществлять регулировку амплитуды импульсов. Кроме того, работая на параллельное соединение сопротивления нагрузки и сопротивление насыщения биполярного транзистора, генератор часто выходит из строя из-за превышения мгновенным значением тока в импульсе его допустимого значения. Согласно [2, стр.229] генераторы мощных сигналов имеют, как правило, малое выходное сопротивление, что приводит к ограничению использования этого устройства управления.
Наиболее близким к заявляемому объекту по максимальному числу существенных признаков является устройство управления амплитудой мощных сигналов, содержащее первый фильтр нижних частот, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот и входом второго фильтра нижних частот, а коллектор соединен с общим для всего устройства проводником, резистор, один из выводов которого подключен к входу сигнала управления, а другой - к базе биполярного транзистора [4, рис.2].
Недостатком такого устройства управления амплитудой мощных сигналов, при его использовании в качестве устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов, является то, что оно может работать только с генераторами управляемых мощных импульсов с выходным сопротивлением, много большим сопротивления насыщения используемого биполярного транзистора. Это связано с тем, что при малом выходном сопротивлении генератора мощных импульсов устройство управления перестает осуществлять регулировку их амплитуды. Кроме того, работая на параллельное соединение сопротивления нагрузки и сопротивление насыщения биполярного транзистора, генератор часто выходит из строя из-за превышения мгновенным значением тока в импульсе его допустимого значения. Согласно [2, стр.229] генераторы мощных сигналов имеют, как правило, малое выходное сопротивление, что приводит к ограничению использования этого устройства управления.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - создание устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов, способного работать от генератора мощных импульсов как с малым, так и с большим выходным сопротивлением.
Это достигается тем, что в устройство управления амплитудой мощных сигналов, содержащее первый фильтр нижних частот, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, резистор, первый вывод которого соединен с базой биполярного транзистора, и вход сигнала управления, введен полупроводниковый диод, первый вывод которого соединен с базой биполярного транзистора, второй вывод подключен к входу сигнала управления, а коллектор биполярного транзистора и второй вывод резистора соединены с выходом первого фильтра нижних, при этом при управлении амплитудой импульсов положительной полярности используется n-p-n транзистор, с базой которого соединяется анод полупроводникового диода, а при управлении амплитудой импульсов отрицательной полярности используется p-n-p транзистор, с базой которого соединяется катод полупроводникового диода.
На фиг.1 и 2 представлены функциональная схема предложенного устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов и принципиальная электрическая схема макета такого устройства.
Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов содержит первый фильтр нижних частот 1, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, второй фильтр нижних частот 2, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор 3, эмиттер которого соединен с входом второго фильтра нижних частот 2, резистор 4, один из выводов которого соединен с базой биполярного транзистора 3, полупроводниковый диод 5, один из выводов которого соединен с базой биполярного транзистора 3, а второй подключен к входу сигнала управления, при этом коллектор биполярного транзистора 3 и второй вывод резистора 4 соединены с выходом первого фильтра нижних частот 1.
Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов работает следующим образом. На вход сигнала управления подается постоянное напряжение управления, равное требуемой амплитуде импульсов на выходе устройства. В исходном состоянии полупроводниковый диод 5 закрыт. При подаче на вход устройства импульсов, имеющих амплитуду меньше, чем значение постоянного напряжения управления, полупроводниковый диод 5 остается закрытым. Биполярный транзистор 3, в момент поступления на вход устройства импульсов, входит в насыщение благодаря подаче на его базу через резистор 4 отпирающего импульсного напряжения. Сопротивление насыщения биполярного транзистора 3 составляет десятые доли Ом [5]. В этом случае импульс, подаваемый на вход устройства, беспрепятственно проходит на его выход и поступает в нагрузку, на которой выделяется импульсное напряжение, равное амплитуде входных импульсов. При подаче на вход устройства импульсов, имеющих амплитуду, превышающую значение постоянного напряжения управления, полупроводниковый диод 5 открывается, и на базе биполярного транзистора 3 устанавливается напряжение, равное напряжению управления. Поэтому, как только амплитуда импульса на выходе устройства станет равной напряжению управления, биполярный транзистор 3 входит в режим ограничения, препятствуя дальнейшему росту тока в нагрузке, поскольку напряжение на эмиттере биполярного транзистора 3 не может превышать напряжения на его базе. Первый фильтр нижних частот 1 и второй фильтр нижних частот 2 совместно с емкостными составляющими входного и выходного сопротивления биполярного транзистора 3 образуют сопротивление тракта передачи, равное сопротивлению нагрузки, подключаемой к выходу устройства управления.
Первый фильтр нижних частот 1 на фиг.1 соответствует фильтру, образованному элементами C1, C2, L1, L2 на фиг.2. Второй фильтр нижних частот 2 на фиг.1 соответствует фильтру, образованному элементами C3, C4, L3, L4 на фиг.2. Транзистор 3 на фиг.1 соответствует транзистору VT1 на фиг.2. Резистор 4 на фиг.1 соответствует резистору R1 на фиг.2. Полупроводниковый диод 5 на фиг.1 соответствует полупроводниковому диоду VD1 на фиг.2.
На фиг.3 приведена экспериментально измеренная форма импульсов на выходе устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов, принципиальная электрическая схема которого приведена на фиг.2. Измерение амплитуды и формы импульсов на выходе устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов осуществлялось при трех значениях постоянного напряжения управления, равных 20, 60 и 100 В. Амплитуда импульса на входе устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов составляла 110 В. Минимальное сопротивление нагрузки было выбрано равным 20 Ом. При этом изменение сопротивления нагрузки в пределах от 20 Ом до 1 кОм практически не сказывалось на форме и амплитуде импульса на выходе устройства управления амплитудой мощных однополярных импульсов и определялось лишь напряжением управления.
Предложенное устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов по сравнению с устройством-прототипом обеспечивает регулировку амплитуды импульсов генераторов как с большим, так и с малым выходным сопротивлением и не приводит к превышению мгновенным значением тока генератора в импульсе его допустимого значения, поскольку сопротивление насыщения биполярного транзистора и сопротивление нагрузки включены последовательно относительно выходного сопротивления генератора.
Источники информации
1. Титов А.А., Ильюшенко В.Н. Амплитудный модулятор мощных сигналов / Патент РФ №2240645 - Опубл. 20.11.2004. Бюл. №32.
2. Пикосекундная импульсная техника. / В.Н.Ильюшенко, Б.И.Авдоченко, В.Ю.Баранов и др. / Под ред. В.Н.Ильюшенко. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 368 с.
3. Титов А.А., Семенов А.В., Пушкарев В.П. Устройство защиты усилителя однополярных импульсов от перегрузки по току. / Патент РФ №2328818 - Опубл. 10.07.2008. Бюл. №19.
4. Титов А.А. Регулировка и модуляция амплитуды мощных сигналов // Электросвязь. - 2007. - №12. - С.46-48 - прототип.
5. Петухов В.М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и большой мощности и их зарубежные аналоги: Справочник. В 4-х томах. - М.: КУбК-а, 1997.
Claims (1)
- Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов, содержащее первый фильтр нижних частот, вход которого является входом устройства для управляемого сигнала, второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом устройства, биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с входом второго фильтра нижних частот, резистор, первый вывод которого соединен с базой биполярного транзистора, и вход сигнала управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введен полупроводниковый диод, первый вывод которого соединен с базой биполярного транзистора, второй вывод подключен к входу сигнала управления, а коллектор биполярного транзистора и второй вывод резистора соединены с выходом первого фильтра нижних частот, при этом при управлении амплитудой импульсов положительной полярности используется n-p-n транзистор, с базой которого соединяется анод полупроводникового диода, а при управлении амплитудой импульсов отрицательной полярности используется p-n-p транзистор, с базой которого соединяется катод полупроводникового диода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102150/09A RU2395897C1 (ru) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102150/09A RU2395897C1 (ru) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2395897C1 true RU2395897C1 (ru) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009102150/09A RU2395897C1 (ru) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2395897C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467472C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Ограничитель амплитуды высоковольтных однополярных импульсов |
| RU2468497C1 (ru) * | 2011-06-28 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Установка регулирования амплитуды мощных гармонических сигналов |
| RU2477563C2 (ru) * | 2011-04-28 | 2013-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Устройство регулирования амплитуды высоковольтных однополярных импульсов |
| RU2524864C1 (ru) * | 2013-09-23 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство управления амплитудой высоковольтных импульсов |
| RU2538346C1 (ru) * | 2013-06-11 | 2015-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Высокочастотный ключевой усилитель мощности |
-
2009
- 2009-01-22 RU RU2009102150/09A patent/RU2395897C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477563C2 (ru) * | 2011-04-28 | 2013-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Устройство регулирования амплитуды высоковольтных однополярных импульсов |
| RU2467472C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Ограничитель амплитуды высоковольтных однополярных импульсов |
| RU2468497C1 (ru) * | 2011-06-28 | 2012-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Установка регулирования амплитуды мощных гармонических сигналов |
| RU2538346C1 (ru) * | 2013-06-11 | 2015-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Высокочастотный ключевой усилитель мощности |
| RU2524864C1 (ru) * | 2013-09-23 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство управления амплитудой высоковольтных импульсов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2395897C1 (ru) | Устройство управления амплитудой мощных однополярных импульсов | |
| CN107765067B (zh) | 电流检测电路和电流检测方法 | |
| US9293997B2 (en) | Isolated error amplifier for isolated power supplies | |
| GB2510393A (en) | An envelope-tracking amplifier with a linear amplifier having an output offset current for improved efficiency | |
| JPS638666B2 (ru) | ||
| RU2429558C2 (ru) | Устройство управления амплитудой мощных импульсных сигналов | |
| CN111211672B (zh) | 开关电路 | |
| TWI649961B (zh) | 功率放大器和用於射頻主動電路之保護電路 | |
| RU2672669C2 (ru) | Устройство для получения постоянного тока, протекающего в цепи питания нагрузки (варианты) | |
| KR101376549B1 (ko) | 노이즈를 감소시킨 펄스 모듈레이터 | |
| US3631333A (en) | Electrically controlled attenuator | |
| US5070309A (en) | RF power amplifier having improved amplifier protection | |
| US10763805B2 (en) | Programmable power amplifier | |
| JPH0243149B2 (ru) | ||
| Koyama et al. | Implications of using kW-level GaN transistors in radar and avionic systems | |
| RU2723463C1 (ru) | Передающий тракт для возбуждения гидроакустической антенны | |
| RU2477563C2 (ru) | Устройство регулирования амплитуды высоковольтных однополярных импульсов | |
| CN110207836B (zh) | 一种单光子探测器及其高压快速调节电路 | |
| RU2468497C1 (ru) | Установка регулирования амплитуды мощных гармонических сигналов | |
| RU2467472C1 (ru) | Ограничитель амплитуды высоковольтных однополярных импульсов | |
| RU2461954C1 (ru) | Устройство управления амплитудой мощных гармонических сигналов | |
| RU2524864C1 (ru) | Устройство управления амплитудой высоковольтных импульсов | |
| RU2328818C1 (ru) | Устройство защиты усилителя однополярных импульсов от перегрузки по току | |
| RU32940U1 (ru) | Широкополосный усилитель мощности | |
| RU2487461C1 (ru) | Устройство управления амплитудой мощных периодических сигналов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140123 |