Усилитель мощности (его варианты)

 

Изобретение относится к усилительной технике. Целью изобретения является уве личение КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения усилителя мощности. Последний содержит три транзистора (Т) 1, 2 и 9, нагрузку 3, общую щину 4, диод &, два источника питания (ИП) 6 и 7, два резистора (Р) 8 и 11 и конденсатор 10. В первом варианте усилителя мощности ток нагрузки от более высоковольтного ИП 7 протекает через Т 1 и 2 и диод 5 запирается, отключая ИП 6. Первоначальный заряд на конденсаторе 10 восстанавливается, когда входной сигнал оказывается около нуля, и отпирается Т 9. При этом амплитуда входного сигнала должна оставаться в пределах , когда Т 2 не входит в режим насыщения. Во втором варианте усилителя мощности конденсатор 10 заряжается от более низковольтного ИП 6. При усилении сигналов, амплитуда которых превышает напряжение ИП 6, ток через Р 8 и 11 снижается почти до нуля, так как падение напряжения на них оказывается равным напряжению между коллектором и эмиттером Т 1, работающего на грани насыщения. Цель достигается введением Т 9, конденсатора 10 и Р 11. Даны примеры выполнения усилителя мощности по первому и второму вариантам . 2 с. п. ф-лы, 2 ил. о (Л tc сд О) CZh cpuz.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1256141 (50 4 Н 03 F 3 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3739520/24-09 (22) 11.05.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (72) Н. Б. Догадин (53) 621.375.024 (088.8) (56) П ате нт Я пои и и № 54 — 9467, кл. Н 03 F 3/42, опублик. 1979.

Патент ФРГ № 2137567, кл. Н 03 F 3/04, опублик. 20.12.79. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (ЕГО ВАРИАНТЬ1) (57) Изобретение относится к усилительной технике. Целью изобретения является уве личение КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения усилителя мощности.

Последний содержит три транзистора (Т)

1, 2 и 9, нагрузку 3, общую шину 4, диод 5, два источника питания (ИП) 6 и 7, два резистора (P) 8 и 11 и конденсатор 10. В первом варианте усилителя мощности ток нагрузки от более высоковольтного ИП 7 протекает через Т 1 и 2 и диод 5 запирается, отключая ИП 6. Первоначальный заряд на конденсаторе 10 восстанавливается, когда входной сигнал оказывается около нуля, и отпирается Т 9. При этом амплитуда входного сигнала должна оставаться в пределах, когда Т 2 не входит в режим насыщения.

Во втором варианте усилителя мощности конденсатор 10 заряжается от более низковольтного ИП 6. При усилении сигналов, амплитуда которых превышает напряжение

ИП 6, ток через P 8 и 1! снижается почти до нуля, так как падение напряжения на них оказывается равным напряжению между коллектором и эмиттером Т 1, работающего на грани насыщения. Цель достигается введением Т 9, конденсатора 10 и

Р 11. Даны примеры выполнения усилителя мощности по первому и второму вариантам. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

1256141

1О

Формула изобретения

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для усиления однополярных электрических сигналов, амплитудное значение которых много больше среднего значения.

Цель изобретения — увеличение КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы усилителя мощности соответственно по первому и второму вариантам.

Усилитель мощности содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, нагрузку 3, общую шину 4, диод 5, первый и второй источники б и 7 питания, первый резистор 8, третий транзистор 9, конденсатор 10 и второй резистор 11.

Усилитель мощности работает следующим образом.

При нулевом входном сигнале относительно общей шины 4 выодной сигнал на нагрузке 3 также равен нулю. В режиме

«В» выдной ток первого транзистора 1 практически отсутствует. Второй транзистор

2 за счет соответствующего выбора напряжения на конденсаторе 10 оказывается заперт. Для достижения максимального КПД и максимальной амплитуды выходного сигнала напряжение на конденсаторе 10 должно несколько превышать сумму падений напряжения между коллектором и эмиттером первого транзистора 1, работающего на грани насьицения, и между базой и эмиттером второго транзистора 2 в активной области.

Усилитель мощности потребляет ток только от второго источника 7 питания, причем потребление определяется суммарным сопротивлением первого и второго резисторов

8и 11.

При усилении сигналов, амплитуда которых не превышает некоторого уровня, близкого к напряжению первого источника 6, ток нагрузки протекает от первого источника б питания через диод 5 и первый транзистор 1. При этом второй и третий транзисторы 2 и 9 закрыты. Если амплитуда входного сигнала оказывается выше указанного уровня, происходит отпирание второго транзистора 2, и его базовый ток начинает постепенно разряжать конденсатор 10.

Ток нагрузки протекает от второго, более высоковольтного источника 7 через второй и первый транзисторы 2 и 1, диод 5 запирается, отключая первый источник 6. Первоначальный заряд на конденсаторе 10 восстанавливается, когда входной сигнал оказывается около нуля, и отпирается третий транзистор 9. Для обеспечения линейной передачи сигнала емкость конденсатора 10 долж. на быть выбрана достаточно большой и, кроме того, амплитуда входного сигнала дол20

55 жна оставаться в пределах, когда второй транзистор 2 не входит в режим насыщения.

В усилителе мощности по второму варианту (фиг. 2) конденсатор 10 заряжается от более низковольтного источника 6 питания. Кроме того, при усилении сигналов, амплитуда которых превышает напряжение первого источника 6, ток через первый и второй резисторы 8 и 11 снижается почти до нуля, так как падение напряжения на этих резисторах оказывается равным напряжению коллектор-эмиттер первого транзистора 1, работающего на грани насыщения. В результате дополнительно снижаются потери мощности в усилителе.

1. Усилитель мощности, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одинаковую структуру, при этом база первого транзистора является входом усилителя мощности, эмиттер через нагрузку соединен с общей шиной, а коллектор соединен с эмиттером второго транзистора и первым выводом диода, второй вывод которого соединен с соответствующей шиной первого источника питания, коллектор второго транзистора соединен с соответствующей шиной второго источника питания и с первым выводом первого резистора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения, в него введен третий транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, между эмиттерами первого и третьего транзисторов включен конденсатор, между базой третьего и эмиттером первого транзисторов включен второй резистор, причем второй вывод первого резистора соединен с базой третьего транзистора, структура которого соответствует структуре первого транзистора.

2. Усилитель мощности, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одинаковую структуру, при этом база первого транзистора является входом усилителя мощности, эмиттер через нагрузку соединен с общей шиной, а коллектор, соединен с эмиттером второго транзистора и первым выводом диода, второй вывод которого соединен с соответствующей шиной первого источника питания, коллектор второго транзистора соединен с соответствующей шиной второго источника питания, а также первый резистор, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения, в него введен третий транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с базой второго и коллектором первого транзисторов, между эмиттерами первого и третьего транзисторов включен конденсатор, между базой

1256141

Составитель П. Дик

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 4833/54 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и коллектором третьего транзистора включен первый резистор, а между эмиттером первого и базой третьего транзисторов — второй резистор, при этом структура третьего транзистора соответствует структуре первого транзистора.