SU1141567A1 - Широкополосный транзисторный усилитель - Google Patents

Abstract

1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый, второй и третий двухтактные каскады усилени , блоки трансформации, блок суммировани  -и контрол  мощности и блок делени  мощности, выполненные отрезками двухпроводных линий передачи , при этом выходы первого, второго и третьего блоков трансформации подключены к входным электродам транзисторов соответственно первого, второго и третьего двухтактных каскадов усилени , входы четвертого и п того блоков трансформации подключены к выходным электродам транзисторов соответственно второго и третьего двухтактных каскадов усилени , о тличающийс  тем, что, с целью расширени  рабочей полосы частот, входы блока делени  мощности подключены к выходным электродам транзисторов первого двухтактного каскада усилени , входы второго и третьего блоков трансформации подключены соответственно к первому, второму , третьему и четвертому выходам блока делени  мощности, выходы четвертого , и п того блоков трансформации подключены соответственно к первому , второму и третьему, четвертому входам блока суммировани  и контрол  мощности, при этом каждый блок трансформации вьтолнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода двум  отрезками двухпроводных линий передачи, входы блоков трансформации соответственно образованы концом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, а выходы образованы соответственно началом второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, (Л соединенным с концо первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, и концом второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с началом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начало второго проводника второго отрезка двухСП проводной линии передачи и конец втоО ) рого проводника первого отрезка двух sl проводной линии передачи соединены с общей шиной. 2. Усилитель по п. 1,отли-чающийс  тем, что блок делени  мощности выполнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода четырьм  отрезками двухпроводных линий передачи, его входы образованы соответственно началом второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с началом второго провод

Description

ника второго отрезка двухпроводной линии передачи, и концом второго проводника третьего отрезка двухпроводной линии, передачи, соединенным с концом второго проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи , а его первый, второй, третий и четвертый выходы образованы соответственно началом первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи, концом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, концом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начала вторых проводников третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи и концы вторых проводников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи соединены с общей шиной, а начало первого проводника второго отрезка двухпроводной линии.передачи и конец первого проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи подключены к одному вьгооду резистора, к другому вьгерду которого подключены начало первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и конец первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи .

3. Усилитель по п. 1, о т л ичающийс  тем, что блок суммировани  и контрол  мощности выполнен тринадцатью отрезками двухпроводной линии передачи, начала , вторых проводников которых соединены с общей шиной, а его первый, второй, третий и четвертьй входы образованы началами первых проводников соответственно первого, седьмого, восьмого и второго отрезков двухпроводных линий передачи

567

при этом соединены между собой концы вторых проводников соответственно первого, второго, третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри первого замкнутого магнитопровода, п то го, шестого, седьмого и восьмого отрезков двухпроводных линий передачи , расположенных внутри второго замкнутого магнитопровода, дев того и дес того отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри третьего замкнутого магнитопровода, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри четвертого замкнутого магнитопровода, концы первых проводников первого, второго, третьего, четвертого, дев того и дес того отрезков двухпроводных линий передачи соединены соответственно с концами первых проводников восьмого, седьмого, п того, шестого , двенадцатого и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи , конец второго проводника дес того отрезка двухпроводной линии передачи соединен с концом первого проводники одиннадцатого отрезка двухпроводной линии передачи, первый резистор подключен к концам первых проводников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи, начала первых проводников третьего, п того , четвертого и дес того отрезков двухпроводных линий передачи подключены соответственно к началам первьк проводников дев того, одиннадцатого, п того и двенадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, а к началу каждого из первых проводников дес того и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи подключен соответственно один из выводов второго и третьего резисторов, другой вьшод каждого из которых соединен с общей шиной.

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в качестве усилител  мощности высокой частоты.

Известен транзисторный усилитель высокой частоты, в котором трансформаци  сопротивлени  между каскадами усилени , подавление четных гармоник , .гальваническа  разв зка каскадов , суммирование, деление и измерение мощности выполн ютс  отдельным узлом Cl3. Недостатком такого усилител   вл етс  сужение рабочей полосы частот из-за частотных ограничений дл  каждого отдельного высокочастотного узла , а. также из-за вли ни  паразитных параметровв местах соединений высо- кочасФотных узлов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  широкополосный транзисторный усилитель , содержащий первый, второй и третий двухтактные каскады усилени  блоки трансформации, блок суммировани  и контрол  мощности и блок делени  мощности, выполненные отрезками двухпроводных линий передачи, при этом выходы первого, второго и треть его блоков трансформации подключены к входным электродам транзисторов соответственно первого, второго и третьего двухтактных каскадов усилени , входы четвертого и п того блоков трансформации подключены к выходным электродам транзисторов соответственно второго и третьего двухтактных каскадов усилени ,, а меж ду блоками трансформации и симметрировани  включены разделительные конденсаторы 23. Недостатком известного усилител   вл етс  ограниченна  рабоча  полоса частот, обусловленна  частотными ограничени ми каждого из высокочастотных узлов, а также вли нием пара зитных параметров в местах соединени блоков трансформации, симметрирова- ни  и делени  мощности. Цель изобретени  - расширение рабочей полосы частот. Эта цель достигаетс  тем, что в широкополосном транзисторном усили теле, содержащем первьй, второй и третий двухтактные каскады усилени , блоки трансформации, блок сз ммировани  и контрол , мощности и блок делени  мощности, выполненные отрезками двухпроводных линий передачи, при этом выходы первого, второго и третьего блоков трансформации под ключены к входным электродам транзи торов соответственно первого, второ го и третьего двухтактных каскадов усилени , входы четвертого и п того блоков трансформации подключены к выходным электродам транзисторов соответственно второго.и третьего двухтактных каскадов усилени , входы блока делени  мощности подключены к выходным электродам транзисторов первого двухтактного каскада усилени , входы второго и третьего блоков трансформации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока делени  мощности, выходы четвертого и п того блоков трансформации подключены соответственно к первому, второму и третьему, четвертому входам блока суммировани  и контрол  мощности, при этом каждый блок трансформации вьшолнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода двум  отрезками двухпроводных линий цередачи, входы блоков трансформации соответственно образованы концом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, а выходы образованы соответственно началом второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с концом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи , и концом второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи , соединенным с началом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начало второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи и конец второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи Соединены с общей шиной. Кроме того, блок делени  мощности выполнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода четырьм  отрезками двухпроводных линий передачи, его входы образованы соответственно началом второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с началом второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, И КОНЦОМ второго проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным .с концом второго проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи, а его первый, второй, третий и четвертый выходы образованы соответственно началом первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи, концом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, концом первог проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого провоНника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начала вторых проводников третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи и концы вторых провод ников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи соедине ны с общей шиной, а начало первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи и -конец первого проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи подключены к одному выводу резистора, к другому выводу которого подключены начало первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и конец первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи При этом блок суммировани  и конт рол  мощности выполнен тринадцатью отрезками двухпроводной линии передачи , начала вторых проводников которых соединены с общей шиной, а его первый, второй, третий и четвертый входы образованы началами первых проводников соответственно первого, седьмого, восьмого и второго отрезков двухпроводных линий передачи, при этом соединены между собой концы вторых проводников соответственно первого, второго, третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри первого замкнутого магнитопровода, п то го, шестого, седьмого и восьмого отрезков двухпроводных линий передачи j расположенных внутри второго замкнутого магнитопровода, дев того и дес того отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри третьего замкнутого магнитопровода, одиннадцатого, двенадцатого и тринад цатого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри четвертого замкнутого магнитопровода, концы первых проводников первого, второго, третьего, четвертого, дев того и дес того отрезков двухпроводных линий передачи соединены соответ ственно с концами первых проводников восьмого, седьмого, п того, шестого, двенадцатого и тринадцатого отрезков 1 7« двухпроводных линий передачи, конец . второго проводника дес того отрезка двухпроводной линии передачи соединен с концом первого проводника одиннадцатого отрезка двухпроводной линии передачи, первый резистор подключен к концам первых проводников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи, начала первых проводников третьего, п того,.четвертого и дес того отрезков двухпроводных линий передачи, подключены соответственно к началам первых проводников дев того, одиннадцатого, п того и двенадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, а к началу каждого из первых проводников дес того и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи подключен соответственно один из выводов второго и третьего резисторов, другой вывод каждого из которых соединен с общей шиной. На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема широкополосного транзисторного усилител . Широкополосный транзисторный усилитель содержит первьм двухтактный каскад усилени  на транзисторах 1.1 и 1.2, второй двухтактный каскад усилени  - на транзисторах 1.3 и 1.А, третий двухтактный каскад усилени  на транзисторах 1.5 и 1.6, первый блок трансформации выполнен на магнитопроводе 2.1 и отрезках двухпроводных линий передачи 3.1.1 и 3.1.2, второй блок трансформации - на магнитопроводе 2.2 и отрезках двухпроводных линий передачи 3.2.1 и 3.2.2, третий блок трансформации - на магнитопроводе 2.3 и отрезках двухпроводных линий передачи 3.3.1 и 3.3.2, четвертый блок трансформации - на магнитопроводе 2.4 и отрезках двухпроводных линий передачи 3.4.1 и 3.4.2, п тый блок трансформации ра магнитопроводе 2.5 и отрезках двухпроводных линий 3.5.1 и 3.5.2, общую шину 4, блок делени  мощности выполнен на магнитопроводе 5, отрезках двухпроводных линий передачи 6.1 - 6.4, резистор. 7, блок суммировани  и контрол  мощности выполнен на отрезках двухпроводных линий передачи 8.1 - 8.13 и магнитопроводах 9,1 - 9.4. Кроме того, усилитель содержит резисторы 10.1 - 10.3. Широкополосный транзисторный усилитель работает следующим образом. Вторые проводники отрезков двухпроводных линий передачи 3.1.1 и 3.2.2, 3.2.1 и 3.3.2, 3.3.1 и 3.3.2, 3.4..1 и 3.4.2, 3.5.1 и 3.5.2, а также отрезки двухпроводных линий передачи 6.2 и 6.3, образуют дифференциальные дроссели из двух сильно св занных витков, благодар  чему обеспечиваетс  подавление четных (синфазных) гармоник на входе и выходе всех двухтактных каскадов усилени , образованных транзисторами 1.1-1.6. При этом первые проводни ки этих отрезков двухпроводных линий передачи, кроме отрезков двухпроводных линий передачи 6.2 и 6.3, вместе с их первыми проводниками образуют симметричные относительно общей шины 4 идентичные обмотки, трансформирующие напр жение в два раза. Напр жение возбуждени  на второй и третий двухтактные каскады усилени , образованные транзисторами 1.3 1.4 и 1.5, 1.6, поступает от первого (предварительного) двухтактного каскада усилени , образованного транзисторами 1.1 и 1.2j через вторые проводники отрезков двухпроводных линий передачи 6.1 и 6.3 и делитс  поровну между соединенными последо вательно началом отрезка двухпроводной линии передачи 6.1 и концом отрезка двухпроводной линии передачи 6.3. Далее по этим отрезкам дтзукпроводных линий передачи равного волнового сопрбтивлени  высокочастотные колебани  половинной амплитуды распростран ютс  идентичным путем без отражени  в отрезках цвух- проводных линий передачи 6.2 и 6.4 с тем же волновым сопротивлением и далее в отрезки двухпроводных линий передачи 3.2.1, 3.2.2, 3.3.1 и 3.3.2, а затем поступают в противофазе на входные электроды транзис торов 1.3, 1.4 и 1.5, 1.6. Если на этих зажимах возникают синфазные колебани , обусловленные разбалансом, то их путь к отрезкам двухпроводных линий передачи 6.1 и 6.3 будет тот; же самый, но суммарное напр жение вьщел етс  без отражени  в резисторе 7 , величина которого равна волновому сопротивлению отрезков двухпро водных линий передачи 6.1-6.4. Резис тор 7 обеспечивает электрическую разв зку входов второго и третьего двухтактных каскадов усилени . Поскольку передача напр жени  возбуждени  осуществл етс  согласованными отрезками двухпроводных линий передачи , то электрическа  разв зка между вторым и третьим двухтактными каскадами усилени  по цеп м возбуждени   вл етс  частотно-независимой. Усиленные высокочастотные колебани  второго и третьего двухтактных каскадов усилени  через блоки трансформации , образованные отрезками двухпроводных линий передачи 3.4.1, 3.4.2 и 3.5.1, 3.5.2, проход т без отражени  по отрезкам двухпроводных линий передачи 8.1 - 8.8 и поступают на выход отрезка двухпроводной линии передачи 8.6,  вл ющийс  выходом усилител , к которому подключаетс  нагрузка . В резистор 10.1 поступает только разность колебаний между вторым и третьим двухтактными каскадами усилени . Если выходные колебани  двухтактных каскадов усилени  одинаковы , то мощность в резисторе 10.1 отсутствует. Часть суммарных колебаний , составл юща  примерно 11%, поступает и проход 1т без отражени  по отрезкам двухпроводных линий передачи 8.9-8.13 и вьщел етс  в резисторе , 10.2. Напр жение на этом резисторе 10.2 пропорционально выходному напр жению широкополосного транзисторного усилител  и на нем измер етс  падающа  волна. Если широкополосный транзисторный усилитель согласован с нагрузкой, то в резисторе 10.3 мощность отсутствует . При рассогласовании широкополосного транзисторного усилител  с нагрузкой в резисторе 10.3 выдел етс  мощность, пропорциональна  величине этого рассогласовани , т.е. измер етс  отраженна  волна. Если величина резисторов 10.1 и 10.3 равна волновому сопротивлении, а резистора 10.2 - половине волнового сопротивлени  отрезков двухпроводных линий передачи 8.9 - 8.13, то все линии согласованы и в них имеет место режим бегущей волны. Технико-экономическа  эффективность при использовании предлагаемого усилител  достигаетс  путем расширени  рабочей полосы частот. В схеме усилител  полностью отсутствуют разделительные конденсаторы.

91141567 10

сведено до минимума количество маг- выми сопротивлени ми, з силу согланитопроводов , а все высокочастотные совани  которых рабоча  полоса частот узлы выполн ютс  стандартными коакси- усилител  расшир етс  более чем альными лини ми с одинаковыми волно- в два раза.

Claims (3)

1 . 'ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый, второй и третий двухтактные каскады усиления, блоки трансформации, блок суммирования и контроля мощности и блок деления мощности, выполненные отрезками двухпроводных линий передачи, при этом выходы первого, второго и третьего блоков трансформации подключены к входным электродам транзисторов соответственно первого, второго и третьего двухтактных каскадов усиления, входы четвертого и пятого блоков трансформации подключены к выходным электродам транзисторов соответственно второго и третьего двухтактных каскадов усиления, о тличающийся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, входы блока деления мощности подключены к выходным электродам транзисторов первого двухтактного каскада усиления, входы второго и третьего блоков трансформации подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока деления мощности, выходы четвертого. и пятого блоков трансформа ции подключены соответственно к первому, второму и третьему, четвертому входам блока суммирования и контроля мощности, при этом каждый блок трансформации выполнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода двумя отрезками двухпроводных' линий передачи, входы блоков трансформации соответственно образованы концом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, а выходы образованы соответственно началом второго проводника первого отрез- S ка двухпроводной линии передачи, соединенным с концом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, и концом второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с началом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начало второго проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи и конец второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи соединены с общей шиной.

2. Усилитель поп. 1, о т л и чающийся тем, что блок деления мощности выполнен параллельно расположенными внутри замкнутого магнитопровода четырьмя отрезками двухпроводных линий передачи, его входы образованы соответственно началом второго проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи, соединенным с началом второго провод

SU.,1141567 ника второго отрезка двухпроводной линии передачи, и концом второго проводника третьего отрезка двухпроводной линии, передачи, соединенным с концом второго проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи, а его первый, второй, третий и четвертый выходы образованы соответственно началом первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи, концом первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи, концом первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и началом первого проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи, причем начала вторых проводников третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи и концы вторых проводников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи соединены с общей шиной, а начало первого проводника второго отрезка двухпроводной линии передачи и конец первого проводника четвертого отрезка двухпроводной линии передачи подключены к одному выводу резистора, к другому выводу которого подключены начало первого проводника первого отрезка двухпроводной линии передачи и конец первого проводника третьего отрезка двухпроводной линии передачи.

3. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что блок суммирования и контроля мощности выполнен тринадцатью отрезками двухпроводной линии передачи, начала вторых проводников которых соединены с общей шиной, а его первый, второй, третий и четвертый входы образованы началами первых проводников соответственно первого, седьмого, восьмого и второго отрезков двухпроводных линий передачи, при этом соединены между собой концы вторых проводников соответственно первого, второго, третьего и четвертого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри первого замкнутого магнитопровода, пято го, шестого, седьмого и восьмого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри второго замкнутого магнитопровода, девятого и десятого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри третьего замкнутого магнитопровода, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, расположенных внутри четвертого замкнутого магнитопровода, концы первых проводников первого, второго, третьего, четвертого, девятого и десятого отрезков двухпроводных линий передачи соединены соответственно с концами первых проводников восьмого, седьмого, пятого, шестого, двенадцатого и тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, конец второго проводника десятого отрезка двухпроводной линии передачи соединен с концом первого проводника одиннадцатого отрезка двухпроводной линии передачи, первый резистор подключен к концам первых проводников первого и второго отрезков двухпроводных линий передачи, начала первых проводников третьего, пятого, четвертого и десятого отрезков двухпроводных линий передачи подключены соответственно к началам первых проводников девятого, одиннадцатого, пятого и двенадцатого отрезков двухпроводных линий передачи, а к началу каждого из первых проводников десятого й тринадцатого отрезков двухпроводных линий передачи подключен соответственно один из выводов второго и третьего резисторов, другой вывод каждого из которых соединен с общей шиной.