Усилитель мощности

(23) Приоритет ао ледам иеобретеиий н открытии(72) Авторы изобретения ф, ф, - Р. Лаупмаа и Р, В, Тийкмаа Электротехнический завод им. Х. Пегельмана(54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Изобретение "относится к усилителяммощности и может использоваться, например, в миниатюрных слуховых аппаратах.Известен усилитель мощности, охваченный общей отрицательной обратной связьюи содержащий, предварительный каскад ивыходной двухтактный каскад на транзисторах разного типа проводимости, вход каждого плеча которого подключен к соответствующей шине источника питания черезсоответствующий генератор тока Я10Однако известный усилитель мощностиимеет невысокий коаффициент усиления,Целью изобретения является увеличение коа 4 фициента усиления,35Для атого в усилителе мощности, охваченном обшей отрицательной обратнойсвязью и содержащем предварительныйкаскад и выходной двухтактный каскад натранзисторах разного типа проводимости,вход каждого плеча которого подключенк соответствуюшей шине источника питания через соответствующий генератор тока, выход предварительного каскада подсоединен к входу генератора тока одного из плеч, а в каждом плече выходного двухтактного каскада амиттер транзистора подключен к соответствующей шине источника питания через дополнительный резистор и к входу гейератора тока - через эмиттерно-базовый переход дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к выходу генератора тока другого плеча.На чертеже представлена принципиальная алектрическач схема предложенного усилителя мощностиУсилитель мощности содержит предвартетельный каскад, выполненный,. например, на транзисторах 1, 2, 3, резисторах 4, 5 и конденсаторе 6 с генераторами 7 и 8 тока в коллекторных цепях транзисторов 1, 2, выходной двухтактный каскад на транзисторах 8 и 10 разного типа проводимости, входы плеч которого подключены к соответствующей шине источника питанич через генераторы тока, соответственно выполненные на транзисторе 11, резисторе 12, источнике 13 и транзисторе3 7449 Х 4 в диодном включении транзисторе 15 в диодном включении, резисторе 16 транзисторе 17 и резисторе 18, дополнительные транзисторы 19, 20, дополнительные резисторы 21, 22, цель отрицательной обратной связи, состоящую из резисторов 23, 24, конденсатора. 25. и переменного резистора 26, регулирующего коэффициент усиления, и источник 27 питания 2,8 - микрофон, резистор 29 и конденсатор 30- 10 элементы цепи коррекции по выходу, 31 - телефон, Элементы 28-31 приведены для случая использования предложенного усилителя мощности в слуховом аппарате.Предложенный усилитель мощности ра ботает следующим образом,На вход усилителя мощности поступает малый или средний уровень входного сигнала. Целесообразно, чтобы в это время потребление тока было бы минимальным, 20 но при большом входном сигнале усилитель мощности должен выдавать значительную выходную мощность. Известно что это обеспечивается режимом "В" и АГАВ.При низком напряжении питания О и и поряд кв 1-1,5 В и особенно в интегральном исполнении дпя обеспечения этого режима нужно преодолеть следующие трудности: согласовать высокое выходное сопротивление усилительного каскада с нагрузкой без 30 эмиттерных повторителей; обеспечить двухтвктный выходной сигнал; обеспечить малые нелинейные искажения; получить максимальную амплитуду выходного напряжения. 35Для преодоления этих трудностей служит предварительный каскад, Транзисторы 1, 2 предварительного каскада работают при токах эмиттерв 20-30 мкА, величина которого выбрана с точки зрения шумовой 40 согласованности с электретным микрофоном (выходное сопротивление которого равно 3-6 кОм) и из экономических соображений. Известно, что при стандартном р- И-изоляционном процессе изготовления 45 интегральных схем получают р- И-р-лвтеральные транзисторы с низким прямым коэффициентом передачи токе при коротком замыкании нв выходе 1 4 е порядка 10- 30. Следовател ьно, при применении в пред вврительном каскаде р- и -р-лвтерального транзистора требуемый минимальный базовый ток о щ ф- ООЬЬ (МА) Эе моксВидно, что для получения достаточного базового тока требуется построение какогото согласующего каскада дпя сдвига напряжения и токовой развязки. Усилительный каскад с динамической нагрузкой допускает малую нагрузку по току в противном случае быстро падает коэффициент усиления каскада. Во избежание этого в предварительном каскаде введен дополнительный транзистор 3, образующий совместно с транзистором 15 конвертор напряжение - ток, Этот каскад работает при токе 30-50 мкА, при этом он снимает с предыдущего каскада ток 0,3-1 мкА, что достаточно мало. Транзисторы 11, 19, 20, 17 обеспечивают правильное смещение (в режиме "АВ" или фВф) транзисторов выходного каскада в диапазоне напряжения питания и одновременно требуемый базовый ток величиной порядка 100 мкА, Пс следний обеспечивается генератором тока 13, транзистором 14 и отношением площадей эмиттеров транзисторов 15, 20, 17 (отношения 1:3, 3:З,З). Для уменьшения нелинейных искажений, связанных с режимом "АВ" или "В", усилитель мощности охвачен местной глубокой отрицательной обратной связью: резисторы 4 и 5 обеспечивают фиксированное усиление с второго транзистора предварительного каскада до выхода усилителя около 15 раз. Если первый каскад усиливает.в 200-500 раз (в типичном случае), то общий коэффициент усиления по напряжению составляет 3000- 7500, что больше, чем достаточно. Конденсатор 6 служит для частотной коррекции усилителя. Резисторы 12, 21, 22,18 обеспечивают пороговый режим транзисторов 9 и 10, которые по одному в зависимости от полярности выходного сигнала рассеивают мощность на нагрузку-телефон 31, Наличие местной и обшей отрицательной обратной связи обеспечиваеттемпературную стабильность усилителя,что особенно важно прн низких напряжениях питания. Коэффициент усиления регулируется переменным резистором 26.Наличие нескольких обратных связей дает дополнительную возможность регулировать коэффициент усиления усилителя мощности, Выходной двухтяктный каскадработающий в режиме "АВ" - "В", позволяет усилителю работать при малом потребляемом токе, в выполнение его ня трвнзисторвх противоположного типа проводимости повышает температурную стябигъность,Предложенный интегральный усилитель мощности может найти широкое применение в слуховых аппаратах для людей с часСоставитель Г. ЧеГрузова Техред О. Андрейко Редак К орректор емчи аказ 368 О/13 Тираж 995 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 5 744 тичной потерей слуха, в ультраминиатюрной аппаратуре, где необходимо малое потребление тока с малыми нелинейными искажениями, и в приемно-передаюшей аппаратуре специального применения, 5 формула изобретен ия Усилитель мошности, охваченный об О шей отрицательной обратной связью и содержащий предварительный каскад и выходной двухтактный каскад на транзисторах разного типа проводимости, вход каждого плеча которого подключен к соответствую щей шине источника питания через соответствуюший генератор тока, о т л и -915 6ч а ю щ и й с я тем, чтс с целью увеличения коэффициента усиления, выход предварительного каскада подключен к входугенератора тока одного из плеч, а в каждом плече выходного двухтактного каскада эмиттер транзистора подключен к соответствующей шине источника питания через дополнительный резистор и к входу генератора тока через эмиттерно-базовыйпереход дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к выходу генератора тока другого плеча.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Иф 3997849,кл. Н 03 Р 3/183, опублик. 14,12.76