Усилитель мощности

(51) 4 Н 03 Г Э/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЦД",Х.,:Ег 23,ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ 28(57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения - повышениестабильности режима по постоянномутоку и повышение точности при параллельной работе усилителей мощностина общую нагрузку. В динамическомрежиме усилителя мошности во время3 149771 положительной полуволны напряжения на шине 39 возрастает коллекторный ток транзистора (Т) 1, создавая на токосъемном резисторе 3 падение на 5 пряжения, превышающее исходное значение в режиме покоя, Диод 5 ограничивает напряжение на резисторе 3, повышая коэф.использования напряжения источника питания. Т 13 запирается. Во время отрицательной полуволны на шине 39 Т 1 закрыт, и ток коллектора Т 13 Определяется соотношением сопротивлений резисторов 15 и 17, В этом случае напряжение на коллекторе Т 13 остается постоянным, и ток смещения 7 4Т 1 не меняется при усилении входных сигналов любой амплитуды. Такимже образом достигается стабильныйрежим и во втором плече усилителямощности. 11 ри параллельной работеидентично выполненных усилителей мощности на общую нагрузку точность повышается за счет того, что усилениепо переменному напряжению определяется отношением сопротивлений введенных резисторов параллельной отрицательной обратной связи по переменному напряжению, а также за счет введения токовыравнивающих резисторов,1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве усилителя мощности и низкой частоты,25Цель изобретения - повышение стабильности режима по постоянному токуи точности при параллельной работеусилителей мощности на общую нагрузкуе 30На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема усилителямощности" ,на фиг.2 - то же, при работе на общую нагрузку,Усилитель мощности (фиг.1) содержИт двухтактный эмиттерный повторитель, выполненный на выходных транзиторах 1 и 2, токосъемных резисторах3 и 4, диодах 5 и 6, а также шины 7и 8 источника питания, транзисторы 409 и 1) в диодном включении, первыерезис горы 11 и 12, транзисторы 13 и14 обратной связи, вторые резисторы15 и 6, третьи резисторы 17 и 18,конденсаторы 19 и 20, резисторы 21 н 522 токовой обратной связи, дифференциальные усилители 23 и 24, токоограничивающие резисторы 25 и 26, резистивный делитель цепи общей обратнойсвязи по напряжению, выполненный нарезисторах 27 и 28, дополнительныйконденсатор 29, отвод 30 реэистивного делителя, выполненного на резисторах 31 и 32, резисторы 33 и 34 местной обратной связи по напряжению, дополиительные резисторы 35 и 36 обратной связи, дополнительный резистор37, общая и выходная шины 38 и 39усилителя мощности. Усилитель мощности (на фиг.2) дополнительно содержит выходную шину40 усилителя мощности, выходные транзисторы 41 и 42, токосъемные резисторы 43 и 44, диоды 45 и 46, транзисторы 47 и 48 в диодном включении, первые резисторы 49 и 50, транзисторы51 и 52 обратной связи, вторые резисторы 53 и 54, третьи резисторы55 и 56, конденсаторы 57 и 58, резисторы 59 и 60 токовой обратной связи,дифференциальные усилители 61 и 62,токоограничивающие резисторы 63 и 64,резистивный делитель цепи общей обратной связи по напряжению, выполненный на резисторах 65 и 66, дополнительный конденсатор 67, отвод 68 резистивного делителя, выполненного нарезисторах 69 и 70, резисторы 71 и72 местной обратной связи по напряжению, дополнительные резисторы 73и 74 обратной связи, токовыравпивающие резисторы 75 и 76 и дополнительный резистор 77,Усилитель мощности работает следующим образом.В отсутствие входного сигнала токпокоя выходного транзистора 1 (фиг,1)стабилизируется действием отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному току, контур которой замыкаетсячерез выходной транзистор 1, транзистор 13, резистор 21 токовой обратной связи и дифференциальный усилитель 23. Падение напряжения на токосъемном резисторе 3 сравнивается спомощью транзистора 13 и третьегорезистора 17 с опорным напряжениемна транзисторе 9 и во втором резисто 14977126ре 15. При этом диод 5 остается в непроводящем состоянии, и его влиянием можно пренебречь,. Транзисторы 9 и 13 выполняются на интегральной паре и этим достигается температур 5 ная компенсация дрейфа, Лцалогично обеспечивается стабильность тока покоя выходного транзистора 2 во втором плече усилителя мощности, Благодаря действию ООС выходное сопротивление каждого плеча по постоянному току (со стороны эмиттеров выходных транзисторов 1 и 2) оказывается достаточно большим. Равенство значений статического выходного сопротивления плеч достигается за счет перекрестного включения третьих резисторов 17 и 18, а также включения резисторов 33 и 34 местной обратной связи по на пряжению, снижающей влияние разброса параметров дифФеренциальных усилителей 23 и 24, в качестве которых здесь могут быть использованы операционные усилители. Возникающий постоянный 25 ток через резисторы 33 и 34 замыкается через соединенные на входе резисторы 31 и 32. Потенциалы неицвертирующих и инвертирующих входов дифференциальных (операционных) усилите лей 23 и 24 и коллекторов транзисторов 13 и 14 близки к потенциалу средней точки источника питания, которому должен соответствовать и потенциал общей шины 38. Это сохраняется как35 при изменении напряжения источника питания, так и при изменениях температуры окружающей среды. Фиксирование потенциала на выходной шине 39 усилителя мощности обеспечивается под ключением его через дополнительный резистор 37 к общей шине 38, при этом падение напряжения на сопротивлении дополнительного резистора 37 опредедяется разностным постоянным током выходных транзисторов 1 и 2 и практически отсутствует вследствие достигаемой симметрии плеч усилителя мощности. Сопротивления всех резисторов оббих плеч усилителя мощности должны соответствовать одно другому (т.е.равны попарно) по принципу зеркального отображения.Стабилизация режима по постоянному току плеч усилителя мощности сохраняется при изменении потенциала общей шины 38 относительно средней точки напряжения источника питания.При этом потенциал выходной шины 39 усилителя мощности по-прежнему соответствует потенциалу обшей шицы 38 Постоянный ток через рзи торы 33 ц 34 возрастает, как и через резисторы 31 и 32, сопротивление ; отс рых значительно меньше (в 50-100 раз). В результате изменение лотецццалоц входон дифференциальных усилителей .3 ц 24коллекторов трацзист"ров 13оказывается незначительным (практически це более десятков милливольт, что составляет значительно меньше 1-го изменения токов транзисторов 13 и 14);В динамическом режиме усиление перемеццого напряжения определяется отношением сопротивления резисторов 27 и 31 или 28 и 32 параллельной отрицательной обратной связи по напряжению. При малой амплитуде входного сигнала транзисторы 13 и 14 работают в активном режиме и переменные составляющие их коллекторных токов замыкаются через конденсаторы 19 и 20 соответственно. При больших сигналах на входе 30 плечи усилителя мощности работают поочередно,Во время положительной полуволнынапряжения на выходной шине 39 возрастает коллекторцый ток выходноготранзистора 1, создавая на токосъемном резисторе 3 падение напряжения,превышающее исходное значение (в режиме покоя). Диод 5 ограничивает напряжение на токосъемном резисторе 3,повышая коэффициент использованиянапряжения источника питания., Транзистор 13 запирается, Во время отрицательной полуволны на выходной шине39 выходной транзистор 1 закрыт, иток коллектора транзистора 13 определяется соотношением сопротивленийвторого и третьего резисторов 15 и17 (сопротивление токосъемного резистора 3 относительно мало), Соотношение сопротивлений этих резистороввыбирается таким образом, чтобы амплитуда коллекторного тока транзистора 13 (при закрытом выходном транзисторе 1) вдвое превышала собственноезначение в режиме покоя. В этом случае напряжение на коллекторе транзистора 13 остается постоянным, и токсмещения выходного транзистора 1 цеменяется при усилении входных сигналов любой амплитуды, 1497712Точно так же достигается стабильный режим во втором плече усилителя мощности,На фиг.2 показаны парллельно включенные усилитель мощности и идентичный дополнительный усилитель мощности, которые работают следующим образом. В отсутствие сигнала ток покоя выходных транзисторов 4 1 и 42 идентичного дополнительного усилителя мощности стабилизируется действием ООС по постоянному току, контуры которой замыкаются через выходные транзисторы 4 1 и 42, транзисторы 13 и14, резисторы 59 и 60 токовой обратной связи, дифференциальные усилители 61 и 62 (так же, как и в усилителе мощности). Сопротивления резисторов обоих плеч идентичного дополнительного усилителя мощности должнысоответствовать одно другому .(т.е.равны попарно) по принципу зеркального отображенияСтабилизация токовпокоя выходных транзисторов 1 и 2 усилителя мощности и выходных транзисторов 41 и 42 идентичного дополнительного усилителя мощности обеспечивается независимо (как это былопоказано выше), Потенциалы входов30 и 68 этих усилителей мощности оказываются одинаковыми за счет объединения и близки к потенциалу средней точки напряжения источника питания. Потенциалы выходных шин 39 и 40 этих усилителей мощности также одинаковыза счет объединения и определяются потен налом общей шины 38. Если приэтом г,отенциалы баз выходных транзисторов, имеющих одинаковую структуру,1, 4 1 или 2, 42 вследствие разброса парамегров оказываются неодинаковыми(разница практически может быть не более 0,1 В), то через соответствующие токовыравнивающие резисторы 75 и 76, а также резисторы 25, 63 и 26, 64 проходят незначительные постоянные токи (порядка 1 мА), которые замыкаются на выходы дифференциальных(операционных) усилителей 23, 61 и 24, 62, не влияя практически на стабилизацию токов покоя выходных транзисторов. Сопротивления резисторов 31 и 69, 32 и 70, 27 и 65, 28 и 66, 33 и 71, 34 и 72, 25 и 63, 26 и 64, , 35 и 73, ЭЬ и 74 должны быть попарно равны.,щие резисторы 75 и 76. 125 Формула изобретения 1. Усилитель мощности, содержащий двухтактный эмиттерный повторитель, выполненный на двух выходных транзисторах, имеющих разную структуру, эмиттеры которых соецинены и являются выходом усилителя мощности, а также в каждом плече транзистор обратной связи, имеющий структуру выходного транзистора другого плеча и эмиттер которого через первый резистор подключен к коллектору выходного транзистора своего плеча, который через параллельно соединенные токосъемный резистор и диод подключен к соответствующей шине источника питания, к которой г одключена база транзистора обратной связи через дополнительно соединенные второй резистор и транзистор в диодном включении, коллектор транзистора обратной связи через конденсатор соединен с общей шиной, а через третий резистор - с базой транзистора обратной связи другого плеча, а также дифференциальный усилитель, между неинвертирующим входом которого и коллектором транзистора обратной связи включен резистор токовой обратной связи, причем между инвертирующими входами дифференциальных усилителей обоих плеч включен резистивный делитель, параллельно которому включен резистивный делитель цепи общей обратной связи по напряжению, о т 30 35 40 45 50 55 В динамическом режиме входной переменный сигнал подается между общей шиной 38 и объединенными входами 30 и 68 усилителя мощности. Усиление по переменному напряжению идентичного дополнительного усилителя мощности, как и в усилителе мощности, определяется отношением сопротивлений резисторов параллельной ООС по переменному напряжению (резисторы 65 и 69, 66 и 70, равные соответственно резисторам 27 и 31, 28 и 32). Равномерному распределению (т.е. примерно поровну) переменных токов между выходными транзисторами, имеющих попарно одинаковую структуру, 1, 41 и 2, 42 способствует включение соответствующих дополнительных резисторов 35, 73 и 36, 74 обратной связи, а также объединение баз выходных транзисторов одноименных плеч через токовыравниваюРеда кт Заказ 4455/54 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Ф Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина; 1 14977 личающийся тем, что, сцелью повышения стабильности режима по постоянному току, в каждом плече между инвертирующим входом н выходом дифференциального усилителя введен резистор местной обратной связи по напряжению, между выходом дифференциального усилителя и базой выходного транзистора введен токоограничи п вающий резистор, при этом отвод резистивного делителя является входом усилителя мощности, отвод резистивного делителя общей обратной связи по напряжению через введенный дополэмиттерами выходных транзисторов, которые через введенный дополнительный резистор соединены с общей шиной2, Усилитель по п.1, ц т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при параллельной работе усилителей мощности на обшую нагрузку, между базами выходных транзисторов одноименных плеч введены токовыравнивающие резисторы, а в эмиттерные цепи выходных транзисторов введены дополнительные резис- торьГобратной связи.