Усилитель мощности

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в радиопередающих устройствах, работающих в режимах с однополосной модуляцией в системе связи, навигации и т.п,Целью настоящего изобретения является расширение диапазона частот усиливаемых сигналов.Устройство(см.чертеж) содержит соединенные последовательно детектор 1 огибающей и ШИП 2; ограничитель 3, вход которого соединен с входной шиной и входом детектора 1 огибающей, а также первый 4 и второй 5 коммутаторы; сигнальные входы которых соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами ограничителя 3, а входы управления - с выходом ШИП 2, Выходы первого 4 и второго 5 коммутаторов соединены, соответственно, с первым и вторым входами ключевого УРЧ 6, выход которого через полосовой фильтр 7 соединен с выходной шиной.Возможные варианты реализации отдельных блоков предлагаемого устройства представлены на чертеже.Детектор 1. огибающей служитдля выделения сигнала, пропорционального амплитуде 0(1) входного однополосного сигнала. ШИП 2 служит. для преобразования напряжения детектора 1 огибающей в последовательность прямоугольных импульсов, модулированных по длительности. ШИП 2 обычно содержит генератор пилообразного напряжения и компаратор. На входах компаратора происходит сравнение напряжения детектора 1 с пилообразным напряжением, в результате чего на его выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна напряжению на выходе детектора 1; Ограничитель 3 ограничивает по амплитуде входной однополосный сигнал и выделяет его частотно-модулированную составляющую. Коммутаторы 4, 5 являются логическими устройствами и имеют по два входа: сигнальный вход и вход управления. На входы управления поступают импульсы с выхода ШИП 2, а на сигнальные входы - импульсы с прямого и инверсного выходов ограничителя 3. Когда на вход управлений коммутатора поступает сигнал логической "1", на его выходе повторяется импульсное напряжение, поступающее на сигнальный вход. Когда на входе управления напряжение логического "О", то на выходе коммутатора - напряжение логического "0". Коммутаторы 4, 5 могут быть реализованы на основе быстродействующих логических элементов, выполняющих логическую операцию "И";Ключевой усилитель 6 радиочастоты .служит для усиления однополосного сигна 5 ла до необходимого уровня мощности. Полосовой фильтр 7 служит для подавлениявнеполосных и побочных излучений, возникновение которых связано с широтно-импульсным преобразованием и ключевым10 режимом работы оконечного усилителямощности (ключевого УРЧ 6),Предлагаемое устройство работает следующим образом. На его вход поступаетвходной однополосный сигнал Овх, который,15 в общем случае можно представить в виде:О.;-0зЬГ в 1+ Ф 1,Детектор 1 огибающей выделяет из этогосигнала его огибающую: 01=0(т). Ограничитель 3 выделяет частотно-модулированную20 составляющую: Оз=Езп в й+ Чг (1, где Е- амплитуда импульсов на выходе ограничителя 3,Затем огибающая однополосного сигнала 0(т) с помощью ШИП 2 преобразуется25 в последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых 1 и(с) пропорциональна О(1). При этом напряжение навыходе ШИП 2 содержит низкочастотнуюсоставляющую, пропорциональную 0(1) и30 побочные продукты широтно-импульсногопреобразования (гармоники тактовой частоты и комбйнационные составляющие):О=Етй(1)/Т+ОТ(с,Т)=О(1)+ОТ(,Т),где Е - амплитуда импульсов на выходе ши 35 ротно-импульсного преобразователя 2; Т -период следования импульсов; ОТ(1,Т) - слагаемое, учитывающее гармоники тактовойчастоты и комбинационные составляющие,Затем импульсы с выхода ШИП 2 посту 40, пают на входы управления коммутаторов 4,5, на сигнальные входы которых подаютсясигналы, соответственно, с прямого. и инверсного выходов ограничителя 3. В результате этого во время прихода на входы45 управления коммутаторов 4, 5 уровня логического "О" (т.е, паузы с выхода ШИП 2), наего выходах устанавливается уровень "0"независимо от сигналов на сигнальных входах. Во время прихода на входы управления50 коммутаторов 4, 5 уровня "1" (т,е. импульсас выхода ШИП 2), на их выходах повторяются высокочастотные импульсы, соответственно, с прямого и инверсного выходовограничителя 3.55 Когда на оба входа ключевого УРЧ 6одновременно приходит нулевой сигнал,нижние транзисторы каждого из плеч усилителя закрыты, верхние - открыты, и на еговыходе напряжение равно нулю. Когда на1815794 Составитель В.ГалаховТехред М,Моргентал Корректор Т.Вашкович Редактор Заказ 1644 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж,.Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 входы ключевого УРЧ 6 поступают противофазные высокочастотные импульсы, то оних усиливает и на его выходе формируютсядвухполярные прямоугольные импульсы, Врезультате этого напряжение 06 на входе 5полосового фильтра 7 представляет собойпоследовательность прямоугольных радиоимпульсов, длительность ьф) которых пропорциональна огибающей 0(с) входногооднополосного сигнала, а ВЧзаполнение 10соответствует его частотно-модулированной составляю 1 цей зп в 1+Ф(С, ;Следовательно, напряжение 06 являетсяпроизведением напряжения 02 с выходаШИП 2 на напряжение Оз с выхода ограничителя 3:06=0203 0(С)33 п ш 1+ Ч(1+Оп,где Ол - слагаемое, учитывающее внеполосное излучение на выходе усилителя,связанное с наличием в огибающей напряжения 0 в побочных продуктов широтноимпульсного преобразования.Полосовой фильтр 7 выделяет из этогонапряжения усиленный по мощности исходный однополосный сигнал: 25 От=о(т)зл от+ Ч (т)1.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно расширить диапазон усиливаемых однополосных сигналов за счет того, что длительность ВЧ импульсов, усиливаемых ключевым УРЧ 6, практически не изменяется,Формула изобретения Усилитель мощности, содержащ;:й ограничитель, последовательно соединенные детектор огибающей и широтно-импульсный преобразователь, а также последоватмьно соединенные двухтактный ключе-:Ой усилитель и выходной полосовой фильтр, при этом ВхОды усилителя ограничителя и детектора Огибающей ОбъеДинены и Являются ВХОДОМ усилителя мощности, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, введены первый и второй коммугаторы, сигнальные входы которых соединены с прямым и инверсным выходами ограничителя соответспенно, входы управления-с выходом широтноммпульсного преобразователя, а выходы - с соответствующими входами двухтактного ключевого усилителя.