Усилитель мощности

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 2 0651 3 Р 3 Л 17 И 4 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ(54)57 тениястижения тел ополние послетЕль- плитуых ГОСУДАРСТВЕННЫ 1 КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1104647, кл. Н 03 Г 3/217, 1984. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ(КУ) из каждой пары КУ 9 ительный КУ 8 выполнены в вид довательно соединенных предва ного ключевого каскада 18 с а дной коллекторной модуляцией и ного ключевого каскада 26, а такжевведен 2-й регулируемый источник 27питания. В усилителе мощности обеспечивается одновременность включенияИ пар КУ 9 и КУ 8 за счет выбора величин форсирующих импульсов базовыхтоков транзистора 25, Кроме того,одикаковая и постоянная задержка выключения ключевого каскада 26 формируется за счет обеспечения требуемыхстепеней насыщения транзистора 25при изменении уровня входного сигнала путем введения дополнительной модуляции по закону огибающей входногоВЧ-сигнала в ключевой каскад 18. Всеэто приводит к уменьшению фазовой модуляции и в конечном счете уменьшаеткомбинационные искажения выходногоВЧ-сигнала. 2 ил.1506511Изобретение относится к усилительной технике и является усовершенствованием усилителя по авт.св. У 110464 7.Цель изобретения - уменьшение искажений.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема усилителямощности; на фиг, 2 - диаграмма, поясняющая работу усилителя мощности. 1 ОУсилитель содержит первый амплитудный детектор 1, амплитудный огра."ничитель 2, фазоиннертор 3, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 4,дешифратор 5, Я пар упранляемых ключей 6, первый регулируемый источник7 питания, дополнительный ключевойусилитель 8, И пар ключевых усилителей 9, вычитатель 10, первый сумматор 11, фильтр 12, аттенюатор 13, 20второй амплитудный детектор 14, второй сумматор 15, усилитель 16 постоянного тока (УПТ), нагрузку 17, предварительный ключеной каскад 18 с амплитудной коллекторной модуляцией,формирователь 19, элемент 20 задержки,второй источник 21 питания, ключ 22транзистор 23, резистор 24, транзистор 25, выходной ключевой каскад26, второй регулируемый источник 27 30питания, первый источник 28 питанияУсилитель мощности работает следующим образом,При малом уровне входного сигналаАЦП 4 через дешифратор 5, через управ 35ляемые ключи 6 подключает второй ключевой усилитель каждой пары к иннертирующему выходу фазоинвертора 3, т.е.первый и второй ключевые усилителикаждой пары возбуждаются в противофаэе и их выходные сигналы взаимно компенсируются в первом сумматоре 11.Приэтом усиление нходного сигнала осуществляется дополнительным ключевымусилителем 8, на шину питания которого от первого регулируемого источника 7 питания поступает напряжение,пропорциональное выходному сигналупервого амплитудного детектора 1.В случае отличия огибающей выходного сигнала от входного через аттенюатор 13, второй амплитудный детектор 14, вычитатель 10, УПТ 16 и сумматор 15 к управляющему входу первого регулируемого источника 7 питания подводится корректирующее напряжение обратной связи, уменьшающеестепень отличия огибающей сигнала отвходного. При достижении входным сигналом первого уровня квантования АЦП 4 дешифратор 5 подключает через управляемые ключи 6 одну иэ пар ключевых усилителей 9 к неинвертирующему выходу фаэоинвертора 3. При этом данная пара ключевых усилителей возбуждается синфаэно и выходное напряжение усилителя мощности определяется суммарной величиной выходного напряжения дополнительного Ключевого усилителя 8 и одной синфаэно возбуждаемой пары ключевых усилителей 9. В случае отличия огибающих выходного и входного сигналов коррекция осуществляется аналогичным образом. о мере увеличения входного сигнала к первому сумматору 11 подключаются различные сочетания пар клю,чевых усилителей 9, возбуждаемых синфазно. При изменении уровня входного сигнала соответственно изменяется выходное напряжение и выходной ток усилителя мощности, а следовательно, изменяется коллекторный ток выходного ключевого каскада 26 каждого из Я пар ключевых усилителей 9, включая дополнительный ключевой усилитель 8, Это приводит к изменению степени насьпцения транзистора 25 выходного ключевого каскада 26 и, соответственно, к изменению скважности импульсов коллекторного напряжения транзистора 25, т,е, к паразит" ной фаэовой модуляции (ФМ), в результате чего увеличиваются комбинационные искажения (КИ) входного сигнала. Для уменьшения изменения степени насьпцения, скнажности и, соответственно, уровня КИ все пары ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель содержат выходнойключевой каскад 26 и предварительный ключевой каскад 18, на модулирующий вход которого подается через второй регулируемый источник 27 питания напряжение огибающей входного ВЧ-сигнала с первого амплитудного детектора 1. Таким образом, при изменении коллекторного напряжения и тока транзистора 25 по закону огибающей входного ВЧ-сигнала одновременно происходит изменение выходного напряжения второго регулируемого источника 27 питания, а следовательно, и базового тока транзистора 25, что обеспечивает, постоянную степень насыщения и умень30 Формула из о бре тения35 5 15065 шает О 1 выходного сиг цаца усилителя мощности.Кроме того, для уменьшения КИ необходимо ;странить паразитную ФМ, вызванную неодновременностью включе 5 ния и выключения пар ключевых усилителей 9, которые имеют различные уровни выходной мощности.Одновременность переключения пар ключевых усилителей 9, включая дополнительный ключевой усилитель 8,обеспечивается предварительным ключевым каскадом 18, который работает следующим образом. В исходном состоянии на входе предварительного ключевого каскада 18 установлен уровень "Лог.О", транзистор 23 закрыт. Через резистор 24 протекает ток от второго регулируемого источника 27 питания, откры вающий транзистор 25.В момент времени С ца входе предоварительного ключевого каскада 18 устанавливается уровень Лог. 1 (фиг. 2 а), которьп пройдя через25 элемент 20 задержки, поступает на базу транзистора 23, открывая его, Через открытый транзистор 23 и резистор 24 протекает коллекторный ток и одновременно обратный ток базы транзистора 25, вызванный рассасыванием носителей заряда в,области базы. Благодаря малому сопротивлению насыщения транзистора 23 обеспечивается малая задержка и длительность фронта переключения транзистора 25.В момент времени тна входе предварительного ключевого каскада 18 устанавливается уровень "Лог.О". В момент времени С(определяемый40 задержкой сигнала в реальных элементах формирователя 19) из входного сигнала формирователем 19 формируется импульс с длительностью Т (фиг,2 б), который поступает на ключ 22, открывает его и подключает второй источ 45 ник 21 питания к коллектору транзистора 23, т,е. формируется дополнительный импульс тока, протекающий через открытый транзистор 23 (фиг.2 в)В момент времени, определяе 50 мый элементом 20 задержки, уровеньЛог. 0 входного сигнала переводит транзистор 23 в закрытое состояние. К этому времени ключ 22 не замкнут, поэтому ток, протекающий через открытый транзистор 23, перераспределяется в базу транзистора 25 (фиг.2 г), Сформированный таким образом ток 11 6базы форсцровднцо включает транзистор 25, обеспечивая требуемую длительность фронта включения.В момент времени С на выходеформирователя 19 устанавливается уро -вень "Лог. 0", ключ 22 размыкается,цо транзистор 25 остается открытымзд счет тока, протекающего черезрезистор 24, что обеспечивает требуемую степень насыщения транзистора 25. К моменту времени С процессповторяется.Таким образом, в усилителе мощности обеспечивается одновременностьвключения И пар ключевых усилителей9 и дополнительного ключевого усилителя 8 за счет выбора величинфорсируюцих импульсов базовых токовтранзистора 25. Кроме того, одинаковая и постоянная задержка выключения выходного ключевого каскада 26формируется за счет обеспечения требуемых степеней насыщения транзистора 25 при изменении уровня входного сигнала путем введения дополнительной модуляции по закону огибающейвходного ВЧ-сигнала в предварительный ключевой каскад 18.Все это приводит к уменьшению ФМи в конечном счете уменьшает КИ выходного ВЧ-сигнала усилителя мощности,Усилитель мощности по авт. св. У 1104647, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений, первый и второй ключевые усилители из каждой пары ключевых усилителей и дополнительный ключевой усилитель выполнены в виде последовательно соединенных предварительного ключевого каскада с амплитудной коллекторной модуляцией, и выходного ключевого каскада, содержащего послед довательно соединенные элемент задержки и транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, при этом вход элемента задержки является входом ключевого усилителя и соединен через формирователь с управляющим входом ключа, включенного между вторым источником питания и коллектором транзистора, являющимся выходом предварительного ключевого каскада с амплитудной коллекторной модуляцией и подключенным к одному выводуРедактор Н. Тупица Техредык Корректор М,Ма нец Заказ 5444/53 Ти ПодписноеВНИИПИ Государственного к зобретениям и открытиям при 113035, М Раушская наб., д. 4/5 рак 884 КНТ СССР омитета по и осква, Ж,Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина,резистора, другой вывод которого является модулирукнцим входом ключевого усилителя и выходного ключевого каскада, при этом выход первого амплитудного детектора через введенный5 второй регулируемый источник питанияподключен к модулирующему входу каждого из М пар ключевых усилителейи дополнительного ключевого усилителя.