Усилитель мощности

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцнапнстнчесиннРеспубпни и 987789(53) УД К 621. 375.026(088.8) по делен нзооретеннй н открытийДата опубликования описания 1 О. 01 . 83 72) и,рру,рб р Ъяъецедд АН Белорусской ССРтво УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТ 1относится к усию электрическихбыть использованительных и генердля усиления и геических колебани обретени ерирован и может чных уси истемах ия элект и и ге бани разл тор- ериых ов Известен усилитель мощности, содержащий двухтактный выходной каскад, в который включен токовый.резистор, щунтированный диодом, ис.точник смещения, соединенный с двух тактным выходным каскадом, источник опорного напряжения, детектор, состоящий из последовательно соединенных диода и конденсатора, щунтированного резистором, и дефференциальный усилитель, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, второй входс выходом детектора, а выход - с входом управления источника смещения, причем вход детектора соединен с токовым резистором 1.1. В данном усилителе автоматически поддерживается постоянным ток через р-и-р-транзистор при максимал но открытом и-р-и-транзисторе. Регу жировка тока производится путем автоматического изменения напряжения смещения на базах транзисторов. Однако ток покоя выходного каскада, от которого зависят уровень нелиней ных искажений, коэффициент полезного действия и тепловой режим усилителя, зависит от амплитуды входного сигнала и растет с ростом последнего и от напряжения источника питания, что не позволяет питать его от не- стабилизированного источника питания. Все вышеуказанные недостатки приводят к невысокой стабильности работы укаэанного усилителя в целом Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительный каскад на транзисторах раз987789 25Цель изобретения - снижение нелинейных искажений путем стабилизации тока покоя.Поставленная цель достигается тем, что в усилителе мощности транзисторы двухтактного усилительного каскаЗО да включены по схеме с общим коллектором, а также введены операционный усилитель, входы которого соединены с эмиттерами транзисторов двухтактного усилительного каскада, между выходом операционного усилителя и общей шиной последовательно соединенные конденсатор и обратносмещенный диод инвертор, включенный между выходом блока выделения ошибки и4 О входом первого управляемого источника базового смещенил второй управляемый источник базового смещения, расположенный между базой транзистора второго плеца двухтактного усилительного каскада и другой шиной источника питания при этом вход второго управляемого источника базового смещения соединен с выходом блока выделения ошибки, первый вход которого подключен к точке соединения конденсатора и обратносмещенного диода, второй - к выходу операционного усилителя, а истоцник опорного напряжения включен между общей шиной и третьим входом блока выделения ошибки, который содержит операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, не 3ного типа проводимости с двумя датчиками тока, точка соединения которых является выходом усилителя мощности, блок выделения ошибки, источник опорного напряжения и первый управляемый источник базового смещения, включенный между одной из шин источника питания и базой транзистора первого плеча двухтактного усилительного каскада 2 1. 16Однако стабилизация тока покоя в полной мере известными устройствами невозможна, так как информация о величине тока покоя усилителя считывается в моменты времени, когда 15 сигнал проходит через ноль. Кроме того, величина тока покоя усилителя зависит от крутизны фронтов усиливаемого сигнала и тока нагрузки усилителя и снижается с ростом последнего. 2 О Рост тока нагрузки приводит к возрастанию пульсаций тока покоя, что приводит к росту нелинейных искажений. инвертирующий вход которого соединен через другой конденсатор с общей шиной и через резистор с первым входом блока выделения ошибки, а инвертирующий вход через два других резистора - соответственно со вторым и третьим входами блока выделения ошибки,На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя мощности,Усилитель мощности содержит двухтактный усилительный каскад 1, датчики 2 и 3 тока, первый 4 и второй 5управляемые источники базового смещения, операционный усилитель 6,конденсатор 7 диод 8, блок 9 выделения ошибки, источник 10 опорногонапряжения и инвертор 11,Предлагаемый усилитель мощностиработает следующим образом,Ток покоя двухтактного (выходного)каскада 1, определяемый током первого 4 и второго 5 управляемых источников базового смещения при отсутствии сигнала создает на датчиках 2 и3 тока падение напряжения Цп, которое является входным сигналом операционного усилителя 6. При прохождении через двухтактный .(выходной)каскад 1 сйгнала переменного тока,когда ток в нагрузке значительно превышает ток покоя, падение напряженияи его форма на датчиках 2 и 3 токазначительно изменяются.При разлицных токах нагрузки сигнал выделяется операционным усилителем 6. В точке соединения конденсатора 7 и диода 8 сигнал отличается от выходного сигнала операционного усилителя 6 отсутствием уров" ня Цп. На первый вход блока 9 выделения ошибки поступает сигнал с точки соединения конденсатора 7 и диора 8, а на второй вход блока 9 - сигнал с выхода операционного усилителя 6. Третий вход блока 9 соединен с источником 10 опорного напряжения, полярность которого противоположна полярности Бп. В блоке 9 выделения оыибки происходит вычитание сигналов, поступающих на его первый и второй входы. При этом результирующий сигнал оказывается равным падению напряжения на датчиках 2 и 3 тока при отсутствии переменного сигнала, ко" торое пропорционально току покоя.формула изобретения 5 9877На выходе блока 9 выделения ошибки образуется сигнал рассогласования между опорным напряжением и напряжением тока покоя Бп, который поступает на вход второго управляемого источника 5 базового смещения ичерез инвертор 11 на вход первогофуправляемого источника 1 базового смещения . Полярность подключения диода8 к общему проводу должна быть про втивоположна полярности выходного сигнала операционного усилителя 6.Если напряжение Ц по абсолютнойвеличине меньше опорйого напряжения,поступающего с источника 10 опорно фго напряжения, то сигнал рассогласования вследствие высокого коэффициента передачи блока 9 выделенияошибки велик; что приводит к увеличению выходного тока управляемых 29источников 1 и 5 базового смещения,а следовательно, и тока покоя двухтактного (выходного) каскада 1.Если напряжение Бп по абсолютнойвеличине больше опорного напряжения, фпоступающего с источника 10 опорного напряжения, устройство работаетаналогично, с той лишь разницей, чтонапряжение рассогласования на выходе блока 9 выделения ошибки и инвертора 11 меняет свой знак на противоположный, что приводит к уменьшению выходного тока управляемых источников 1 и 5 базового смещения, а.соответственно, и тока покоя двухтактного (выходного) каскада 1.Вследствие высокого коэффициентапередачи блока 9 выделения ошибкинапряжение Цп оказывается практически равным опорному, так как коэф"фициент передачи операционного усилителя б является величиной постоянной, то и ток покоя также остаетсяпостоянным независимо от выходногосигнала усилителя мощности, температурц окружающей среды и других факторов,Введение в усилитель мощности операционного усилителя, инвертора, конденсатора и диода позволяет значительно повысить стабильность работы усилителя мощности, так как при этом ток покоя выходного каскада усилителя мощности практически не зависит от температуры окружающей среды, напряжения питания и других факторов, таких как нестабильность характеристик элементов выходного 89 6каскада и цепей смещения усилителя.Стабилизация тока покоя приводитк стабилизации коэффициента нелинейных искажений усилителя мощности, атакже позволяет выбирать величинутока покоя, при которой наблюдаютсяминимальные нелинейные искажения уси" лителя. Это позволяет предлагаемому усилителю мощности найти эффективноеприменение в усилительных и генераторных системах для усиления игенерирования электрических колебаний. Усилитель мощности, содержащий двухтактный усилительный каскад на транзисторах разного типа проводимости с двумя датчиками тока, точка соединения которых является выходом усилителя мощности, блок выделения ошибки, источник опорного напряжения, первый управляемый источник базового смещения, включенный между одной из шин источника питания и базой транзистора первого плеча двухтактного усилительного каскада, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения нелинейных искажений путем стабилизации тока покоя, транзисторы двухтактного усилительного каскада включены по схеме с общим коллектором, а также введены операционный усилитель, входы которого соединены с эмиттерами транзисторовдвухтактного усилительного каскада,между выходом операционного усилите"ля и общей шиной последовательносоединенные конденсатор и обратносмещенный диод, между выходом блокавыделения ошибки и входом первогоуправляемого источника базового сме"щения инвертор, между базой транзистора второго плеча двухтактного усилительного каскада и другой шинойисточника питания второй управляемыйисточник базового смещения, вход которого соединен с выходом блокавыделения ошибки, при этом первыйвход блока выделения ошибки подключен к точке соединения конденсатораи обратносмещенного диода, второй "к выходу операционного усилителя,а источник опорного напряжения включен между общей шиной и третьим вхо"дом блока выделения ошибки.2, Усилитель мощности по и, 1, о т л и ч,а ю щ и й с я тем, что блок:выделения ошибки содержит опе" рационный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи неинвертирующий вход которого соединен через другой конденсатор с общей.шиной и через резистор с первым входои блока выделения ошибки, а инвертирующий вход через два других 987789 8резистора " соответственно с вторыми третьим входами блока выделенияошибки.Источники информации,3 принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии У 1224217,кл. Н 3 Т, опублик. 03.03.71.2. Авторское свидетельство СССРИ 663073, л. Н 03 Р 3/26, 1 Ь.ОБ,79(прототип).1