широкополосный усилитель мощности
Классы МПК: | H03F1/42 модификация усилителей для увеличения ширины полосы пропускания |
Патентообладатель(и): | Тихомиров Сергей Георгиевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-11-21 публикация патента:
20.04.1995 |
Использование: в трактах усиления мощности радиопередающих устройств. Сущность изобретения: широкополосный усилитель мощности содержит транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, и элементы согласования транзистора с источником возбуждения и нагрузок, содержащие конденсатор и индуктивность. Конденсатор включен между коллектором и эмиттером транзистора. Индуктивность включена между эмиттером транзистора и общей шиной. Приводятся формулы для определения оптимальных величин индуктивности и конденсатора. Конденсатор замыкает на себя реактивную составляющую тока эмиттера, что позволяет расширить рабочий диапазон частот усилителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с выходом источника возбуждения, эмиттер через катушку индуктивности соединен с общей шиной, а коллектор с нагрузкой и первым выводом конденсатора обратной связи, отличающийся тем, что второй вывод конденсатора обратной связи подключен к эмиттеру транзистора. 2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что величины емкости C конденсатора и индуктивности L катушки индуктивности равны![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-12t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-13t.gif)
где Rн величина сопротивления нагрузки;
fт предельная частота транзистора по току в схеме с общим эмиттером;
Cк величина емкости коллекторного перехода транзистора;
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-14t.gif)
Rи величина внутреннего сопротивления источника возбуждения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в трактах усиления мощности радиопередающих устройств. Цель изобретения упрощение схемы усилителя, расширение его диапазона рабочих частот и повышение выходной мощности. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема усилителя; на фиг. 2 и 3 векторные диаграммы токов и напряжений, поясняющие его работу. Усилитель содержит транзистор 1, между эмиттером которого и общей шиной включена индуктивность 2. Между коллектором и эмиттером транзистора 1 включен конденсатор 3 обратной связи. База транзистора 1 соединена с источником 4 возбуждения усилителя, а между коллектором транзистора 1 и общей шиной включена нагрузка 5 усилителя. Напряжение питания на усилитель подается через развязывающий дроссель 6. На базу транзистора через делитель 7, 8 напряжения подается смещение. В цепи базы транзистора 1 и цепи нагрузки 5 включены первый и второй развязывающие конденсаторы 9 и 10. Источник 4 возбуждения может представлять собой предыдущий каскад усиления или генератор высокой частоты. Усилитель работает следующим образом. На базу транзистора 1 подается входное напряжение от источника 4. Ток эмиттера Iэ транзистора 1 содержит активную высокочастотную составляющую Iэ(Re), синфазную управляющему напряжению Uбэ на эмиттерном переходе транзистора 1, и реактивную высокочастотную составляющую Iэ(Im), сдвинутую на![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033136/960.gif)
и (1)
C
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-2t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-3t.gif)
L
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033054/947.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-4t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-5t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033054/947.gif)
Rи внутреннее сопротивление источника 4 возбуждения усилителя (например выходное сопротивление предыдущего усилительного каскада);
Rн сопротивление нагрузки 5 усилителя;
fт предельная частота усиления по току транзистора 1 в схеме с общим эмиттером,
Cк емкость коллекторного перехода транзистора 1. В случае, когда входное сопротивление усилителя равно сопротивлению нагрузки, т. е. Rи Rн, что имеет место в большинстве случаев, выражения (1) и (2) принимают вид
C
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-6t.gif)
L R
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-7t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-8t.gif)
Коэффициент Kр усиления усилителя по мощности на частоте f определяется выражением
Kр= 1+
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-9t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-10t.gif)
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033686/2033686-11t.gif)
Теоретически в предложенном усилителе ограничений по частоте сверху вообще нет, однако на очень высоких частотах начинает сказываться влияние паразитных емкостей и индуктивностей, в то время как традиционные схемы усилителей на таких высоких частотах вообще не работоспособны ( их верхняя рабочая частота составляет не более 50 МГц). Положительный эффект будет возникать и в случае использования индуктивности 2 и конденсатора 3, величины которых отличаются от оптимальных значений, соответствующих выражениям (1) и (2). Как показали эксперименты, изменение величин индуктивности или конденсатора в пределах
![широкополосный усилитель мощности, патент № 2033686](/images/patents/440/2033043/177.gif)
Класс H03F1/42 модификация усилителей для увеличения ширины полосы пропускания
дифференциальный усилитель - патент 2421881 (20.06.2011) | ![]() |
широкополосный усилитель - патент 2421880 (20.06.2011) | ![]() |
дифференциальный усилитель с высокочастотной коррекцией - патент 2421879 (20.06.2011) | ![]() |
линейный широкополосный усилитель - патент 2387074 (20.04.2010) | ![]() |
широкополосный усилитель - патент 2321156 (27.03.2008) | ![]() |
усилитель промежуточной частоты - патент 2314637 (10.01.2008) | ![]() |
быстродействующий дифференциальный операционный усилитель - патент 2295826 (20.03.2007) | ![]() |
широкополосный усилитель - патент 2284646 (27.09.2006) | |
широкополосный усилитель - патент 2277752 (10.06.2006) | |
широкополосный усилитель - патент 2246173 (10.02.2005) | ![]() |