Высоковольтный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 0195 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им, С. М. Кирова(54) 57) ВЬ 1 СОКОВОЛЬТНЫИ УСИ,ЛИТЕ,ЛЬ, содержащий первый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третийрезисторы, конденсатор и делитель напряжения с двумя отводами, включенныймежду первой и второй щинами источникапитания, причем коллектор первого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, соединен с эмиттером второго транзистора, база которого подключена к первому отводу делителя напряжения, коллектор через первый резистор. - к выходу высоковольтного усилителя, а через элемент с малым динамическим сопротивлением - к базе третьего транзистора, которая через второй резистор подключена,к первой шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений и расширения частотного диапазона, введен четвертый транзистор, коллектор которого подключен к первой шине источника питания, эмиттер - к коллектору третьего транзистора, делитель напряжения дополнительно снабжен третьим отводом, который подключен к базе четвертого транзистора, причем конденсатор включен между дф первым и третьим отводами делителя напряжения, а второй отвод делителя напря- у жения подключен к выходу высоковольт- %ф Ф ного усилителя и через третий резистор - к эмиттеру третьего транзистора.Изобретение относится к усилительнои технике и может использоваться в поверочных установках для расширения динамического диапазона выходного напряжения генераторов-,калибраторов и других устройств, где необходимы высоковольтные усилители с высокими техническими характеристиками,Известен усилитель высокого напряжения с гальванической связью, содержащий последовательно соединенные входной каскад, согласующий каскад и высоковольтный усилитель с двумя одинаковыми плечами, состоящими из последовательно соединенных составных транзисторов с одинаковыми электрическими характеристиками, базы которых соединены с узловыми точками схемы деления, подключенной между двумя разнополярными источниками питания. Последовательное включение транзисторов обеспечивает возможность получения амплитуды выходного напряжения большей величины, чем пробивное напряжение применяемых транзисторов 11.Недостатком данного усилителя является низкий коэффициент полезного действия. Кроме того, с ростом частоты схема деления не обеспечивает равномерного распределения переменного напряжения между транзисторами из-за различия шунтирующего действия реактивных составляющих проводимостей транзисторов, что снижает динамический диапазон усилителя на верх. них частотах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является высоковольтный усилитель, содержащий первый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третий резисторы, конденсатор и делитель напряжения с двумя отводами, включенный между первой и второй шинами источника питания, причем коллектор первого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, соединен с эмиттером второго транзистора,. база которого подключена к первому отводу делителя напряжения, коллектор через первый резистор к выходу высоковольтного усилителя, а через элемент с малым динамическим сопротивлением - к базе третьего транзистора, которая через второй резистор подключена к первой шине источника питания 2.Недостатками известного высоковольтного усилителя являются высокий уровень нелинейных искажений из-за несинусоидальности управляющего напряжения верхнего каскада, что не обеспечивает характерной для двухтактных каскадов компенсации четных гармоник, и ограниченный диапазон усиливаемых частот из-за того, что схема деления не обеспечивает равномерного распределения переменного напряжения между транзисторами. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений и расширение частотного диапазона.Поставленная цель достигается тем, что 5 в высоковольтный усилитель, содержащийпервый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третий резисторы, конденсатор и делитель напряжения с двумя отводами, включенный между первой и второй шинами источника питания, причем коллектор первого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, соединен с эмиттером второго транзистора, база которого подключена к первому отводу делителя напряжения, коллектор через первый резистор - 15 к выходу высоковольтного усилителя, ачерез элемент с малым динамическим сопротивлением - к базе третьего транзистора, которая через второй резистор подключена к первой шине источника питания, введен четвертый транзистор, коллектор которого подключен к первой шине источника питания, эмиттер - к коллектору третьего транзистора, делитель напряжения дополнительно снабжен третьим отводом, который подключен к базе четвертого транзистора, причем конденсатор включен между первым и третьим отводами делителя напряжения, а второй отвод делителя напряжения подключен к выходу высоковольтного усилителя и через третий резистор - к эмиттеру третьего транзистора.30На чертеже представлена принципиальная электрическая схема высоковольтного усилителя.Высоковольтный усилитель содержитпервый, второй, третий и четвертый транзисторы 1 - 4, первый, второй и третий резисторы 5 - 7, конденсатор 8, элемент 9 с малым динамическим сопротивлением и делитель 1 О напряжения с первым, вторым и третьим отводами 11 - 13.Высоковольтный усилитель работает сле дующим образом.При поступлении входного сигнала набазу первого транзистора 1 происходит приращение тока в коллекторной цепи первого и второго транзисторов 1 и 2, которое 4 передается через первый резистор 5 внагрузку. Напряжение, выделенное на первом резисторе 5 передается через элемент 9 с малым динамическим сопротивлением на базу третьего транзистора 3, вызывая изменение его коллекторного тока, котоБ 0 рое складывается в нагрузке с приращением тока нижнего каскада. В результате при соответствующем выборе первого резистора 5 в нагрузке протекает удвоенный ток, по сравнению с тем током, который может обеспечить каждое плечо в отдельности.55 Для выполнения условия компенсации четных гармоник необходимо, чтобы их уровень в выходном токе от каждого каскада был одинаков и фазы противоположны. Для1019588. Составитель И. Водяхина Редактор Н,Лазаренко Техред И. Верес Корректор Г. Огар Заказ 3724/51 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4этого первый резистор 5 выбирается равным третьему резистору 7 и такой величины, чтобы ток нижнего плеча был равен току верхнего плеча. Это обеспечивает равенство спектральных составляющих токов и компенсацию четных гармоник. В результате нелинейные искажения существенно уменьшаются.Одни составляющие делителя напряжения шунтируются реактивным сопротивле ни ем переходов коллектор - база второго и четвертого транзисторов 2 и 4, а другие составляющие делителя напряжения - входными сопротивлениями второго и четвертого транзисторов 2 и 4. Из-за этого возникает неравномерность распределения пере менного напряжения на транзисторах при повышенных частотах, что приводит к снижению неискаженного выходного напряжения и уменьшению верхней граничной частоты, Для исключения частотной неравномерности делителя 1 О напряжения первый и третий отводы объединены через конденсатор 8. При этом симметричные составляю. щие делителя0 напряжения на повышенных частотах оказываются попарно параллельными, а коэффициент деления - часто. тонезависимым. Таким образом, предлагаемый высоковольтный усилитель позволяет существенно снизить нелинейные искажения и расширить полосу рабочих частот высоковольтного усилителя.