Видеоусилитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1415418 Ац 1) 4 Н 03 Е 3/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Е ВО1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повыщение линейности АЧХ при емкостномхарактере нагрузки. Видеоусилительсодержит входной каскад 1, низкочастотный усилительный каскад 2, г-р 3тока, высокочастотный усилительный каскад 4. Г-р 3 выполнен по высоко-" вольтной схеме на составных транзисторах (СТ) 14-16, включенных по схеме с общей базой, и СТ 17, включенном по схеме с общим эмиттером, параллельно к-рым включены выравнивающие резисторы (Р) 18, а также Р 19 смещения СТ 14-16, стабилитрон 20 и Р 21, 22 цепи смещения СТ 17, база к-рого является управляющим входом г ра, 3, Введены двусторонний и односторонний последовательные ограничители 5 и 7, согласующий каскад 6, ключевой зл-т 8, развязывающий диод 9, нагрузочный Р 1 О, три высоковольтных источника питания с положительными шинами 11, 12 и 13. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может использоваться дляусиления телевизионного видеосигнала.Цель изобретения - повышение линейности амплитудно-частотной характеристики при емкостном характере нагрузки.На чертеже представлена структурная электрическая схема видеоусили 10 теля,Видеоусилитель содержит входнойкаскад 1, низкочастотный усилительный каскад 2, выполненный на транзисторе, генератор 3 тока, высокочастотный усилительный каскад 4,двусторонний последовательный ограничитель 5, согласующий каскад 6, односторонний последовательный ограничитель 7, ключевой элемент 8, развязывающий диод 9, нагрузочный резистор1 О, положительные шины 11-13 первого, второго, третьего высоковольтныхисточников питания (Е,Е,Е ), приэтом генератор 3 тока выполнен по вы соковольтной схеме на соединенныхпоследовательно составныхтранзисэорах14-16, включенных по схеме с общейбазой (01), и составном транзисторе17, включенном по схеме с общим эмит тером (ОЭ), параллельно которым включены выравнивающие резисторы 18, атакже резисторы 19 смещения составных трацзисторов 14-16, стабилитрон20 и резисторов 21 и 22 цепи смещения составного транзистора 17, базакоторого являетоя управляющим входомгенератора 3 тока.Видеоусилитель работает следующимобразом. 40С выхода входного каскада 1 навход низкочастотного усилительного каскада 2, собранного на транзисторе, включенном по схеме с ОБ, а также на вход высокочастотного усилительного 45 каскада 4, собранного на транзисторе, включенном по схеме с ОЭ, и на входы двустороннего и одностороннего последовательных ограничителей 5 и 7 по.ступает сигнал амплитудой около 9 В.Каскад 2 и генератор 3 тока работают на общий пагруэочный резистор 1 О К.Ввиду того, что структура транзистора каскада 2 отличается от структуры транзисторов 14-17 генератора 355 тока, их коллекторные токи 1 1, и 1 соответственно протекают в резисторе 10 К я во взаимообратцых направлениях, Поэтому мгновенное напряжение е с выходного сигнала вилеоусилителя определяется следующим выражением:ес Еу 1 ккн+1 г я, (1)На низких частотах каскад 4 не передает сигналов и поэтому в этом случае генератор 3 тока работает только стабильным генератором 3 токаЭтот ток задается напряжением на резисторе 22, которое задается напряжением, падающим на последовательной цепи иэ стабилитрона 20 и резистора 21, Так как на низких частотах токне меняется, то согласно формуле (1) изменение напряжения е с ца этих частотах производится за счет составляющей 1 К а следовательно, максимальная амплитуда выходного сигнала на низких частотахес макс "к макс Н (2)На высоких частотах каскад 4 передает сигналы, поэтому токг на этих частотах меняется симметрично в обе стороны относительно своего среднего значения, заданного напряжением на резисторе 22, Схема построена так, что фаза тока 1 г отличается от фазы тока 1 на 180Таким образом, амплитуда вьжодного сигнала на высоких частотахес макс ес мнн=Е 1+1 с максн Е 1+1 к максн (1 гмакс+1 кмакс) н (3)При сравнении формул (2) и (3) видно, что при равенстве токов 1 к иамплитуда выходного сигнала на высоких частотах в два раза больше амплитуды выходного сигнала на низких частотах, т.е. это равносильно увеличению коэффициента усиления на высоких частотах. В общем случае коэффициент усиления на высоких частотах больше коэффициента усиления на низких частотах в (1 / +1) раз.кТак как коэффициент усиления на высоких частотах сильно уменьшается при подключении емкостной нагрузки, то такая схема позволяет скомпенсировать это уменьшение.Однако в такой схеме ввиду наличия выравнивающих резисторов 18 и резисторов 19 смещения возникают амплитудные искажения, которые тем больше, чем меньше величина этих резисторов. Для получения полосы пропускания порядка 6-7 МГц при выходном напряжении около 200 В (при емкостной нагрузке) требуется несколько включенных параллельно генераторов 3 тока. В этом10 15 20 25 55 случае амплитудные искажения будут еше больше, так как велцчинд эквивалентного выравнивающего резистора К в, присоединенного параллельно генератором 3 тока, из-зд идрдллельного соединения выравниндюших резисторов 18 и резисторов 19 смещения будет меньше, чем при одном генердторе 3 тока. Искджения возникают вниду того, что ток 1 с ввиду наличия выравнивающего резистора Кменяется9 кв н зависимости от величины выходного напряжения. При максимальном зцачении е ,выходного напряжения ток меняется на величину д 1=(Е 1-е )/1 смен /К з в, а ири минимальном значении ес ,цвыходного напряжения - нд вели 1 макс ( в с мин К зк в того, при мдксимальцом уровне выходного напряжения е,о,с происходит уменьшение токд 1, вниду того, что уменьшается напряжение между коллекторами и эмиттерами транзисторон 14- 7 генератора 3 тока, что приводит к уменьшению коэффициента с передачи тока. Эти искажения тем больше, чем больше разность Л 1 кс -Дд, В на - Стоящей схеме для устранения этих искажений приняты меры ио уменьшению величины этой разности и при сохранении значения тока 1, на одном уровне вне зависимости от изменения уровня выходного сигнала.Для этого на базу транзистора согласующего каскада 6 с ограничителя 5 поступают сигналы, которые в зависимости от уровня входного сигнала видеоусилителя управляют генердтором 3 тока так, что когда этот уровень стремится к максимальному, то увеличивается ток генератора 3 тока, что соответствует увеличению составляюШей 4 ц, когда уровень выходнэго сигнала стремится к минимальному, то уменьшается ток генератора 3 тока, что соответствует уменьшению составляющей Д 1,сфс Таким образом, разность Вд мцкс 41 мн стремится к нулю и искажения не возникают. Так как эта разность начинает заметно отличатьсяот нуля только при большой амплитудевыходного сигнала, начиная примерноот значения 0,8 от максимальной амплитуды, то управление генератором 3тока производится при превышении этойамплитуды. Управление осуществляетсялинейно с помоШью выходного сигналанходного каскада 1 через ограничитель 30 35 40 45 50 5, которьл вьделяет сцгцдл, повторяющий форму и фазу входного сигнала, лишь когда уронни его входного сиг-цдлд превышают по абсолютным значениям некоторые значения сверху и снизу.Для сохранения тока 1 г нд одном уровне вне здвцсимости от изменения уровня выходного сигнала на резисторе 10 Кк катоду рдзвязындющегодиодд 9 подключена вольтдобавка Ечерез ключевой элемент 8, управляемый с выхода сдцостороннего последо-вательного ограничителя 7. Так какток 1 начинает заметно уменьшатьсяири зцдчениях ныходцого сигнала, начиная примерно от зндчения 0,8 отмаксимальной амплитуды, то ограничитель 7 в момент превышения амплитудойвыходного сигнала этого значения запирает рдзнязындющий диод 9 напряжениемЕ вольтдобднки. Форма и фдэа этогоцдиряжения, мдксимдльное значение которого достигдет зцачения Е, совпдддет с формой и фазой выходного сигнала видеоусилтеля,Формула изобретенияВидеоусилитель, содержащий последовательно соединенные ио постоянному току низкочастотный усилительный кдскдд, выиолнешый нд транзисторе, включенном по схеме с общей базой, и генератор тока, точка соединения которых является выходом нидеоусилителя, входной каскад, выход которого соединен с входом низкочастотного усилительного каскада, высокочастотный усилительный каскад, выход которого подключен к управляющему входу генератора тока, первый и второй высоковольтные источники питания, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения линейности амплитудночастотцой характеристики при емкостном характере нагрузки, нведены двусторонний и односторонний последовательные ограничители, согласующий каскад, нагрузочцый резистор, развязывающий диод, ключевой элемент и третий высоковольтный источник питания, положительная шина которого через ключевой элемент соединена с вынодом питания генератора тока, который через развязывающий диод подключен к положительной шине второговысоковольтного источника питания,входы высокочастотного усилительногокаскада, одностороннего и двусторон1415418 Составитель И, ВодяхинаРедактор Н, Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор О. КРавцова Ю Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035) Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 3886/55 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 него последовательных ограничител:.подключены к выходу входного каскада,выход двустороннего последовательногоограничителя через согласующий каскадподключен к управляющему входу генератора тока, выход которого через нагрузочный резистор соединен с положительной шиной первого высоковольтного источника питания, а управляющийвход ключевого элемента - с выходомодностороннего последовательного ограничителя.