RU84649U1 - TRANSISTOR POWER AMPLIFIER - Google Patents
TRANSISTOR POWER AMPLIFIER Download PDFInfo
- Publication number
- RU84649U1 RU84649U1 RU2008150103/22U RU2008150103U RU84649U1 RU 84649 U1 RU84649 U1 RU 84649U1 RU 2008150103/22 U RU2008150103/22 U RU 2008150103/22U RU 2008150103 U RU2008150103 U RU 2008150103U RU 84649 U1 RU84649 U1 RU 84649U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- harmonic
- power amplifier
- transformer
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Транзисторный усилитель мощности, содержащий в коллекторной цепи в качестве нагрузки два последовательно включенных колебательных контура, один из которых настроен на третью, а другой - на первую гармонику входного сигнала, отличающийся тем, что в него дополнительно введены трансформатор и транзисторный утроитель частоты, вход которого соединен со входом усилителя через трансформатор, а выход - с выходом усилителя непосредственно.A transistor power amplifier containing two series-connected oscillatory circuits as a load in the collector circuit, one of which is tuned to the third, and the other to the first harmonic of the input signal, characterized in that an additional transformer and a transistor frequency tripler, the input of which is connected with the input of the amplifier through a transformer, and the output with the output of the amplifier directly.
Description
Данная полезная модель (ПМ) относится к области радиопередающих устройств.This utility model (PM) relates to the field of radio transmitting devices.
Известны усилители мощности с повышенным кпд за счет третьей гармоники, которые описаны в ряде источников, например в:Known power amplifiers with increased efficiency due to the third harmonic, which are described in a number of sources, for example, in:
1. Радиопередающие устройства. Под ред. Г.А.Зейтленка. - М.: Связь, 1969 - С.52-53.1. Radio transmitting devices. Ed. G.A. Zeitlenka. - M.: Communication, 1969 - S. 52-53.
2. И.Н.Фомичев. Новый способ повышения кпд и увеличения мощности передатчиков // Электросвязь №6, 1938.2. I.N. Fomichev. A new way to increase the efficiency and increase the power of the transmitters // Telecommunication No. 6, 1938.
По технической сущности наиболее близким к полезной модели (ПМ) является усилитель мощности, описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за ее прототип. Во втором источнике описан аналог ПМ.By technical nature, the power amplifier described in the first source, which is taken as its prototype, is closest to a utility model (PM). The second source describes an analogue of PM.
Прототип состоит из усилителя мощности, работающего в режиме колебаний 2-го рода. Нагрузкой усилителя являются два последовательно включенных контура, один из которых настроен на первую, а второй - на третью гармонику входного сигнала. При отношении напряжения на контуре третьей гармоники Uк3 к напряжению на контуре первой гармоники Uк1, равным , теоретически обеспечивается кпд коллекторной цепи ηк=0,8-0,85 вместо обычного 0,7 в критическом режиме.The prototype consists of a power amplifier operating in the mode of oscillations of the 2nd kind. The amplifier load is two series-connected circuits, one of which is tuned to the first, and the second to the third harmonic of the input signal. When the ratio of the voltage on the circuit of the third harmonic U k3 to the voltage on the circuit of the first harmonic U k1 equal to , theoretically, the efficiency of the collector circuit is η к = 0.8-0.85 instead of the usual 0.7 in critical mode.
Однако для этого необходимо, чтобы ток 3-ей гармоники был отрицательным: Iк3=α3·Iкм<0, где α3 - функция Берга, а Iк3 - максимальный уровень импульса коллекторного тока. Этому условию соответствует α3<0, что имеет место при угле отсечки θ>90° входного сигнала. Однако в этом случае выигрыш в кпд практически отсутствует в критическом режиме, обеспечивающем максимум выходной мощности.However, for this it is necessary that the 3rd harmonic current be negative: I k3 = α 3 · I km <0, where α 3 is the Berg function and I k3 is the maximum pulse level of the collector current. This condition corresponds to α 3 <0, which takes place at a cutoff angle θ> 90 ° of the input signal. However, in this case, the gain in efficiency is practically absent in the critical mode, providing maximum output power.
Основным недостатком прототипа является нереализуемость в нем повышения кпд за счет введения третьей гармоники.The main disadvantage of the prototype is the unrealizability in it of an increase in efficiency due to the introduction of the third harmonic.
Техническим результатом ПМ является реальное повышение кпд усилителя мощности передатчика на 10-15% в критическом режиме за счет введения утроителя частоты, подключенного параллельно усилителю.The technical result of PM is a real increase in the efficiency of the transmitter power amplifier by 10-15% in critical mode due to the introduction of a frequency triple connected in parallel with the amplifier.
Сущность ПМ состоит в том, что в известный транзисторный усилитель мощности, содержащий в коллекторной цепи в качестве нагрузки два последовательно включенных колебательных контура, один из которых настроен на третью, а второй - на первую гармонику входного сигнала, дополнительно введен трансформатор, транзисторный утроитель частоты, вход которого соединен со входом усилителя через трансформатор, а выход - с выходом усилителя непосредственно.The essence of PM is that in a known transistor power amplifier containing two series-connected oscillatory circuits in the collector circuit as a load, one of which is tuned to the third, and the second to the first harmonic of the input signal, an additional transformer, a transistor frequency tripler, the input of which is connected to the input of the amplifier through a transformer, and the output is connected to the output of the amplifier directly.
Существенным отличием ПМ является введенные утроитель частоты и трансформатор, а также их связи.A significant difference between PM is the introduced frequency tripler and transformer, as well as their connection.
ПМ иллюстрируется чертежами.PM is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена принципиальная схема полезной модели (ПМ), а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие ее работу. ПМ состоит из усилителя мощности и введенных трансформатора и утроителя частоты, обведенных пунктиром.Figure 1 presents a schematic diagram of a utility model (PM), and figure 2 is a timing diagram explaining its operation. PM consists of a power amplifier and a transformer and a frequency tripler introduced, circled by a dotted line.
Усилитель выполнен на транзисторе VT1 с общим эмиттером, а утроитель частоты на транзисторе VT3 тоже с общим эмиттером, общей нагрузкой которых является последовательно включенные колебательные контура Lк3Cк3 и Lк1Cк1. Верхний контур настроен на 3-ю гармонику, а нижний - на первую. Питание обоих каскадов - параллельное и базовое смещение - тоже параллельное. Вход утроителя соединен со входом усилителя мощности через трансформатор.The amplifier is made on the transistor VT1 with a common emitter, and the frequency tripler on the transistor VT3 is also with a common emitter, the common load of which is the series-connected oscillatory circuits L k3 C k3 and L k1 C k1 . The upper circuit is tuned to the 3rd harmonic, and the lower circuit to the first. The power supply of both cascades - parallel and basic offset - is also parallel. The input of the triplicator is connected to the input of the power amplifier through a transformer.
По сути оба каскада соединены между собой параллельно, когда их мощности складываются.In fact, both cascades are interconnected in parallel when their powers add up.
Работа схемы происходит следующим образом.The operation of the circuit is as follows.
Входной сигнал Uвх(t)=U·cos ωt поступает на базу усилителя мощности непосредственно и на базу утроителя частоты через трансформатор Тр. В усилителе угол отсечки θ может быть различным. Для конкретизации возьмем θ1=90°, которому соответствуют функции Берга α0=0,32; α1=0,5; α2=0,212; α3=0.The input signal U in (t) = U · cos ωt is supplied to the base of the power amplifier directly and to the base of the frequency tripler through the transformer Tr. In the amplifier, the cutoff angle θ may be different. For specification, we take θ 1 = 90 °, which corresponds to the Berg function α 0 = 0.32; α 1 = 0.5; α 2 = 0.212; α 3 = 0.
В утроителе угол отсечки , когда cos40°=0,766; α0=0,147; α1=0,28; α3=0,183=max, задается напряжением Еб с помощью потенциометра Rn, к средней точке которого подключена база транзистора через вторичную обмотку трансформатора Тр. Эта обмотка позволяет получить отрицательное значение α3. Под действием входного напряжения в коллекторных цепях усилителя и утроителя потекут коллекторные токи, первые гармоники которых создают на контуре, настроенном на первую гармонику, суммарное напряжениеThe triple cutoff angle when cos40 ° = 0.766; α 0 = 0.147; α 1 = 0.28; α 3 = 0.183 = max, is set by voltage E b using a potentiometer R n , to the midpoint of which the base of the transistor is connected through the secondary winding of the transformer Tr. This winding allows you to get a negative value of α 3 . Under the action of the input voltage, the collector currents flow in the collector circuits of the amplifier and triplicator, the first harmonics of which create a total voltage on the circuit tuned to the first harmonic
Uk1∑=Uк11+Uк13=Uк11Rк1+Iк13Rк1,U k1∑ = U k11 + U k13 = U k11 R k1 + I k13 R k1 ,
где Rк1 - резонансное сопротивление контура, настроенного на первую гармонику.where R k1 is the resonant resistance of the circuit tuned to the first harmonic.
Коллекторный ток третьей гармоники Iк33 утроителя на контуре, настроенном на данную гармонику, создаст напряжение Uк33=Iк33Rк3. .Отношение напряженийThe collector current I of the third harmonic on K33 tripler circuit tuned to a given harmonic will voltage U K33 K33 = I R k3. .Voltage ratio
Будем считать, что Rк1=Rк3, тогдаWe assume that R k1 = R k3 , then
Но Iкм1>Iкм3, поскольку θ1>θ3.But I km1 > I km3 , since θ 1 > θ 3 .
Поэтому выразим эти токи через амплитуду косинусоиды I:Therefore, we express these currents through the amplitude of the cosine I:
Iкм=SкUб(1-cosθ)=I(1-cosθ) (1)I km = S to U b (1-cosθ) = I (1-cosθ) (1)
где Sк - крутизна проходной характеристики транзистора, a Uб - амплитуда косинусоиды на базе транзистора. Тогдаwhere S to - the transconductance of the transistor, and U b - the amplitude of the cosine based on the transistor. Then
Для получения оптимального значения надо увеличить коллекторный ток утроителя в , отчего увеличатся в это же число раз и функции Берга α0, α1, α3. Максимальный импульс коллекторного тока (1) пропорционален напряжению на базе Uб и поэтому увеличить ток можно путем повышения напряжения Uб в заданное число раз по отношению к напряжению на базе усилителя. Введенный трансформатор осуществляет такое повышение напряжения Uб.For optimal value it is necessary to increase the collector current of the triplicator in why the Berg functions α 0 , α 1 , α 3 increase by the same number of times. The maximum pulse of the collector current (1) is proportional to the voltage on the basis of U b and therefore it is possible to increase the current by increasing the voltage U b a predetermined number of times with respect to the voltage at the base of the amplifier. The introduced transformer provides such an increase in voltage U b .
В этом случае не меняя напряженности режима усилителя мощности, т.е. его критического режима, можно увеличить в 1.15÷1,3 раза амплитуду первой гармоники напряжения Uк1 (фиг.2) и получить кпд 80÷85% вместо 70%.In this case, without changing the intensity mode of the power amplifier, i.e. its critical mode, you can increase 1.15 ÷ 1.3 times the amplitude of the first harmonic voltage U k1 ( figure 2) and obtain an efficiency of 80 ÷ 85% instead of 70%.
В силу малого угла отсечки введенный утроитель потребляет значительно меньшую мощность от источника Ек, чем усилитель. Кроме того, он и отдает соответствующую полезную мощность. Поэтому повлиять существенно на кпд всего устройства он не может.Due to the small cutoff angle, the introduced tripler consumes significantly less power from the source E k than the amplifier. In addition, he gives up the corresponding useful power. Therefore, it cannot significantly affect the efficiency of the entire device.
Точные расчеты показывают, что при увеличении в 3 раза напряжения на базе утроителя и увеличении первой гармоники Uк1 в 1,3 раза кпд коллекторной цепи всего устройства ηк=0,82, что превышает обычный кпд усилителя в критическом режиме 0,7 на 12%.Accurate calculations show that with a 3-fold increase in the voltage at the triple base and an increase in the first harmonic U k1 by 1.3 times the efficiency of the collector circuit of the entire device η k = 0.82, which exceeds the usual efficiency of the amplifier in the critical mode 0.7 by 12 %
Это и есть технико-экономический эффект ПМ.This is the technical and economic effect of PM.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008150103/22U RU84649U1 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | TRANSISTOR POWER AMPLIFIER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008150103/22U RU84649U1 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | TRANSISTOR POWER AMPLIFIER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU84649U1 true RU84649U1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41046474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008150103/22U RU84649U1 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | TRANSISTOR POWER AMPLIFIER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU84649U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465719C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Transistor-based power amplifier of radio transmitter |
| RU2517378C1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-27 | Дмитрий Семенович Стребков | Resonance power amplifier |
| RU2546066C2 (en) * | 2013-04-25 | 2015-04-10 | Александр Николаевич Зыков | Transistor amplifier with parallel control |
| RU2605764C1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-27 | Дмитрий Семенович Стребков | Parametric resonance generator and method of exciting electric oscillations in generator |
-
2008
- 2008-12-19 RU RU2008150103/22U patent/RU84649U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465719C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Transistor-based power amplifier of radio transmitter |
| RU2517378C1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-27 | Дмитрий Семенович Стребков | Resonance power amplifier |
| RU2546066C2 (en) * | 2013-04-25 | 2015-04-10 | Александр Николаевич Зыков | Transistor amplifier with parallel control |
| RU2605764C1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-27 | Дмитрий Семенович Стребков | Parametric resonance generator and method of exciting electric oscillations in generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU84649U1 (en) | TRANSISTOR POWER AMPLIFIER | |
| CN106604460A (en) | Constant current circuit, constant current controller and constant current control method | |
| US9887631B2 (en) | Current sampling method and current sampling apparatus for isolated power converter | |
| CN106020770B (en) | A kind of real random number generator based on Resistance Thermal Noise | |
| CN201464051U (en) | Low-temperature working-type infrared detector focal plane temperature monitoring circuit | |
| DE502005005796D1 (en) | DC converter | |
| CN107421524A (en) | A kind of quartz crystal oscillation drive circuit and its monolithic integrated optical circuit | |
| CN204597641U (en) | A kind of radio energy emitter | |
| CN105790780B (en) | Anti- radio reception interference circuit and radio equipment | |
| RU111727U1 (en) | TRANSISTOR AMPLIFIER POWER OF THE RADIO TRANSMITTER | |
| RU2014154054A (en) | Method for generating and frequency modulating high-frequency signals and device for its implementation | |
| CN203537317U (en) | Oscillation amplification circuit having frequency selection function | |
| Pinuela et al. | Analysis of scalable rectenna configurations for harvesting high frequency electromagnetic ambient radiation | |
| RU86364U1 (en) | ENERGY CONVERTER | |
| CN102332891A (en) | Crystal oscillator circuit capable of modulating frequency | |
| CN203151449U (en) | Digit waveform generator | |
| CN107040142A (en) | Based on the topological wide-range voltage output charger control circuits of PFC and LLC | |
| CN108011524B (en) | Parameter design method for 4-11 type LLC resonant converter for crop power generation | |
| RU139529U1 (en) | TRANSISTOR AMPLIFIER OF POWER OF THE RADIO TRANSMITTER | |
| CN204515580U (en) | A kind of Intelligent power source based on converter regulation output voltage | |
| RU2533314C1 (en) | Harmonic frequency multiplier | |
| CN204316346U (en) | Based on the monolithic crystalline substance control conversion oscillatory system of phase shift process | |
| RU158836U1 (en) | STABLE VOLTAGE GENERATOR | |
| RU2011142699A (en) | METHOD OF AMPLITUDE, PHASE AND FREQUENCY MODULATION OF HIGH FREQUENCY SIGNALS AND MULTIFUNCTIONAL DEVICE OF ITS IMPLEMENTATION | |
| CN202854213U (en) | Modulation type direct current voltage transformer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131220 |