SU1497712A1 - Усилитель мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - повышение стабильности режима по посто нному току и повышение точности при параллельной работе усилителей мощности на общую нагрузку. В динамическом режиме усилител  мощности во врем  положительной полуволны напр жени  на шине 39 возрастает коллекторный ток транзистора (Т) 1, создава  на токосъемном резисторе 3 падение напр жени , превышающее исходное значение в режиме поко . Диод 5 ограничивает напр жение на резисторе 3, повыша  коэф. использовани  напр жени  источника питани . Т 13 запираетс . Во врем  отрицательной полуволны на шине 39 Т 1 закрыт, и ток коллектора Т 13 определ етс  соотношением сопротивлений резисторов 15 и 17. В этом случае напр жение на коллекторе Т 13 остаетс  посто нным, и ток смещени  Т 1 не мен етс  при усилении входных сигналов любой амплитуды. Таким же образом достигаетс  стабильный режим и во втором плече усилител  мощности. При параллельной работе идентично выполненных усилителей мощность на общую нагрузку точность повышаетс  за счет того, что усиление по переменному напр жению определ етс  отношением сопротивлений введенных резисторов параллельной отрицательной обратной св зи по переменному напр жению, а также за счет введени  токовыравнивающих резисторов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

1

(21)4104035/24-09

(22)15o08.86

(46) 30..07.89. Бюл. № 28

(72) Э.ПоТарасов, ЕоН.Костюченкова

и В,А.Захарова

(53) 621о375.026 (088,8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1231578, кло Н 03 F 3/26, за вл.

21.08.84.

(54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

(57) Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - повышение стабильности режима по посто нному току и повьшение точности при параллельной работе усилителей мощности на общую нагрузку. В динамическом режиме усилител  мошности во врем 

(Л

:о

ts5

3М9

положительной полуволны напр жени  на шине 39 возрастает коллекторный ток транзистора (Т) 1, создава  на токосъемном резисторе 3 падение напр жени , превьпиающее исходное значение в режиме поко  Диод 5 ограничивает напр жение на резисторе 3, повыша  коэф.использовани  напр жени  источника питани . Т 13 запираетс . Во врем  отрицательной полуволны на шине 39 Т 1 закрыт, и ток коллектора Т 13 Определ етс  соотношением сопротивлений резисторов 15 и 17. В этом случае напр жение на коллекторе Т 13 остаетс  посто нным, и ток смещени 

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

Цель изобретени  - повышение стабильности режима по посто нному току и точности при параллельной работе усилителей мощности на общую нагрузку .

На фиг.1 представлена принципиальна  электрическа  схема усилител  мощности на фиг. 2 - то же, при работе на общую нагрузкус

Усилитель мощности (фиг„1) содер- жит двухтактный эмиттерный повторитель , выполненный на выходных тран- зиторах 1 и 2, токосъемных резисторах 3 и 4, диодах 5 и 6, а также шины 7 и 8 источника питани , транзисторы 9 и 1D в диодном включении, первые резисторы 11 и 12, транзисторы 13 и

14об эатной св зи, вторые резисторы

15и 6, третьи резисторы 17 и 18, конденсаторы 19 и 20, резисторы 21 и 22 токовой обратной св зи, дифференциальные усилители 23 и 24, токоогра- ничивающие резисторы 25 и 26, резис- тивный делитель цепи общей обратной св зи по напр жению, выполненньй на резисторах 27 и 28, дополнитепьньй конденсатор 29, отвод 30 резистивного делител , выполненного на резисторах 31 и 32J резисторы 33 и 34 местной обратной св зи по напр жению, дополнительные резисторы 35 и 36 обратной св зи, дополнительный резистор 37, обща  и выходна  шины 38 и 39 усилител  мощности.

74

Т 1 не мен етс  при усилении входных сигналов любой амплитуды. Таким же образом достигаетс  стабильный режим и во втором плече усилител  мощности При параллельной работе идентично выполненных усилителей мощ ности на общую нагрузку точность повышаетс  за счет того, что усиление по переменному напр жению определ етс  отношением сопротивлений введенных резисторов параллельной отрицательной обратной св зи по переменному напр жению, а также за счет введени  токовыравнивающих резисторов. 1 ЗсПо ф-лы, 2 ил

5

0

5 0

5 Q

Усилитель мощности (на ) дополнительно содержит выходную шину 40 усилител  мощности, выходные транзисторы 41 и 42, токосъемные резисторы 43 и 44, диоды 45 и 46, транзисторы 47 и 48 в диодном включении, первые резисторы 49 и 50, транзисторы 51 и 52 обратной св зи, вторые резисторы 53 и 54, третьи резисторы 55 и 56, конденсаторы 57 и 58, резисторы 59 и 60 токовой обратной св зи, дифференциальные усилители 61 и 62, токоограничивающие резисторы 63 и 64, резистивный делитель цепи общей обратной св зи по напр жению, выполненный на резисторах 65 и 66, дополнительный конденсатор 67, отвод 68 ре- зистивного делител , выполненного на резисторах 69 и 70, резисторы 71 и 72 местной обратной св зи по напр жению , дополнительные резисторы 73 и 74 обратной св зи, токовыравниваю- резисторы 75 и 76 и дополнительный резистор 77о

Усилитель мощности работает сле- дуюшлм образомо

В отсутствие входного сигнала ток поко  выходного транзистора 1 (фиг.1) стабилизируетс  действием отрицательной обратной св зи (ООС) по посто нному току, контур которой замыкаетс  через выходной транзистор 1, транзистор 13, резистор 21 токовой обратной св зи и дифференциальный усилитель 23. Падение напр жени  на токо- съемном резисторе 3 сравниваетс  с помощью транзистора 13 и третьего резистора 17 с опорным напр жением на транзисторе 9 и во втором резисто51

ре 15о При этом диод 5 остаетс  в непровод щем состо нии, и его й пи - нием можно пренебречь,, Транзисторы 9 и 13 выполн ютс  на интегральной паре и этим достигаетс  температурна  компенсаци  дрейфа. Аналогично обеспечиваетс  стабильность тока поко  выходного транзистора 2 во второ плече усилител  мощности. Благодар  действию ООС выходное сопротивление каждого плеча по посто нному току (со стороны эмиттеров выходных транзисторов 1 и 2) оказываетс  достаточно большим. Равенство значений статического выходного сопротивлени  плеч достигаетс  за счет перекрестного включени  третьих резисторов 17 и 18, а также включени  резисторов 33 и 34 местной обратной св зи по на пр жению, снижающей вли ние разброса параметров дифференциальных усилителей 23 и 24, в качестве которых здесь могут быть использованы операционные усилители;, Возникаю1дий посто нньй ток через резисторы 33 и 34 замыкаетс  через соединенные на входе резисторы 31 и 32 о Потенциаль неинвертирующих и инвертирующих входов диф- ференциал ьных (операционных) усилите лей 23 и 24 и коллекторов транзисторов 13 и 14 близки к потенциалу средней точки источника питани , которому должен соответствовать и потенциал общей шины 38. Это сохран етс  как при изменении напр жени  источника питани , так и при изменени х температуры окружающей среды. Фиксировани потенциала на выходной шине 39 усилител  мощности обеспечиваетс  под- кЛючением его через дополнительньй резистор 37 к общей шине 38, при этом падение напр жени  на сопротивлении дополнительного резистора 37 опреде- д етс  разностным посто нным током выходных транзисторов 1 и 2 и практически отсутствует вследствие достигаемой симметрии плеч усилител  мощности . Сопротивлени  всех резисторов обоих плеч усилител  мощности должны соответствовать одно другому (тое„ равны попарно) по принципу зеркального отображени .

Стабилизаци  режима по посто нному току плеч усилител  мощности сохран етс  при изменении потенциала общей шины 38 относительно средней точки напр жени  источника питани . При этом потенциал выходной шины 39

7

Q 5 0 5 о Q г Q

5

5

12

усилител  мощность пo-npcжнe y соответствует потенциалу оГчней шины 38„ Посто нный ток через резисторы 33 и 34 возрастает, как и через речисторы 31 и 32, сопротивление ;:о.торых тна- чительно меньше (в 50-100 раз). В результате изменение потенциплог нходоп дифференциальных ycHJin i ejiert . и 24 :; коллекторов транзистс ров 13 п оказываетс  незначительным (практически не более дес тков милливольт, что составл ет значительно меньше 1-го изменени  токов транзисторов

13 );

в динамическом режиме усиление переменного напр жени  определ етс  отношением сопротивлени  резисторов 27 и 31 или 28 и 32 парал51ельной отрицательной обратной св зи по напр жению . При малой амплитуде входного сигнала транзисторы 13 и 14 работают в активном режиме и переменные составл ющие их коллекторных токов замыкаютс  через конденсаторы 19 и 20 соответственной При больишх сигналах на входе 30 плегги усилител  мощности работают поочередно,

Во врем  положительной полуволны напр жени  на выходной шине 39 возрастает коллекторный ток выходного транзистора 1, создава  на токосъем- ном резисторе 3 падение напр жени , превышающее исходное значение (в режиме поко ) Диод 5 ограничивает напр жение на токосъемном резисторе 3, повьш1а  коэффициент использовани  напр жени  источника питани .. Транзистор 13 запираетс . Во врем  отрицательной полуволны на выходной шине 39 выходной транзистор 1 закрыт, и ток коллектора транзистора 13 определ етс  соотношением сопротивлений второго и третьего резисторов 15 и 17 (сопротивление токосъемного резистора 3 относительно мало). Соотношение сопротивлений этих резисторов выбираетс  таким образом, чтобы амплитуда коллекторного тока транзистора 13 (при закрытом выходном транзисторе 1) вдвое превышала собственное значение в режиме поко , В этом случае напр жение на коллекторе транзистора 13 остаетс  посто нным, и ток смещени  выходного транзистора 1 не мен етс  при усилении входных сигналов любой амплитуды,

714977

Точно так же достигаетс  стабильный режим во втором плече усилител  мощности.

На фиг.2 показаны парллельно включенные усилитель мощности и идентичный дополнительный усилитель мощности , которые работают следующим образом

10

В отсутствие сигнала ток поко 

ыходных транзисторов 41 и 42 иденичного дополнительного усилител  ощности стабилизируетс  действием

ОС по посто нному току, контуры ко- J5

орой замыкаютс  через выходные транзисторы 41 и 42, транзисторы 13 и 14, резисторы 59 и 60 токовой обратной св зи, дифференциальные усилитеи 61 и 62 (так же, как и в усилите- 20 е мощности)„ Сопротивлени  резисторов обоих плеч идентичного дополнительного усилител  мощности должны соответствовать одно другому .(т.во равны попарно) по принципу зеркаль- 25 ного отображени . Стабилизаци  токов поко  выходных транзисторов 1 и 2 усилител  мощности и выходных транзисторов 41 и 42 идентичного дополнительного усилител  мощности обеспе- зо чиваетс  независимо (как это было показано выще). Потенциалы входов

30и 68 этих усилителей мощности ока- зьшаютс  одинаковыми за счет объединени  и близки к потенциалу средней точки напр жени  источника питани . Потенциалы выходных шин 39 и 40 этих усилителей мощности также одинаковы за сч{-т объединени  и определ ютс  потеш иалом общей шины 38. Если при Q этом потенциалы баз выходных транзисторов , имек цих одинаковую структуру,

1, 41 или 2, 42 вследствие разброса параметров оказываютс  неодинаковыми (разница практически может быть не д более 0,1 В), то через соответствующие токовыравнивающие резисторы 75 и 76, а также резисторы 25, 63 и 26, 64 проход т незначительные посто нные токи (пор дка 1 мА), которые за- , мыкаютс  на выходы дифференциальных (операционных) усилителей 23, 61 и 24, 62, не вли   практически на стабилизацию токов поко  выходных транзисторов . Сопротивлени  резисторов

31и 69, 32 и 70, 27 и 65, 28 и 66, 33 и-71, 34 и 72, 25 и 63, 26 и 64,

35 и 73, 36 и 74 должны быть попарно равны.

8

В динамическом режиме входной переменный сигнал подаетс  между общей шиной 38 и объединенными входами 30 и 68 усилител  мощности„ Усиление по переменному напр жению идентичного дополнительного усилител  мощности, как и в усилителе мощности, определ етс  отношением сопротивлений резисторов параллельной ООС по переменному напр жению (резисторы 65 и 69, 66 и 70, равные соответственно резисторам 27 и 31, 28 и 32). Равномерном распределению (т.е. примерно поровну переменных токов между выходными транзисторами, имеющих попарно одинл- ковую структуру, 1, 41 и 2, 42 способствует включение соответствующих дополнительных резисторов 35, 73 и 36, 74 обратной св зи, а также объединение баз выходных транзисторов одноименных плеч через токовьфавниваю- ,щие резисторы 75 и 76.

I

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1о Усилитель мощности, содержашдй двухтактный эмиттерный повторитель, выполненный на двух выходных транзисторах , имеющих разную структуру, эмигтеры которых соединены и  вл ютс  выходом усилител  мощности, а также Б каждом плече транзистор обратной св зи, имеющий структуру выходного транзистора другого плеча и эмиттер которого через первый резистор подключен к коллектору вькодного транзистора своего плеча, который через параллельно соединенные токосъемный резистор и диод подключен к соответствующей шине источника питани , к которой г одключена база транзистора обратной св зи через дополнительно соединенные второй резистор и транзистор в диодном включении, коллектор транзистора обратной св зи через конденсатор соединен с общей шиной, а через третий резистор - с базой транзистора обратной св зи другого плеча, а также дифференциальный усилитель, между неинвертирующим входом которого и коллектором транзистора обратной св зи включен резистор токовой обратной св зи, причем между инвертирующими входами дифференциальных усилителей обоих плеч включен резистивный делитель, параллельно которому включен резистивный делитель цепи общей обратной св зи по напр жению, о т Редактор М,Петрова

   Составитель И.Вод хина Техред л.Олийнык

   Заказ 4455/54

   Тираж 884

   ВНИИПИ Государственного к.омитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Корректор М.Шароши

   Подписное