усилитель мощности
Классы МПК: | H03F3/20 усилители мощности, например усилители, работающие в режиме класса B или класса C H03F3/60 усилители, в которых цепи связи имеют распределенные параметры, например выполненные на волноводных резонаторах |
Автор(ы): | Войтон Е.Ф., Иванов В.Л., Игнатьев В.А., Кревин А.К. |
Патентообладатель(и): | Войтон Евгений Францевич, Иванов Вадим Леонидович, Игнатьев Вадим Александрович, Кревин Александр Константинович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-07-11 публикация патента:
20.09.2000 |
Усилитель мощности предназначен для использования в предоконечных и выходных ламповых каскадах телевизионных, связных, AM и ЧМ вещательных передатчиков, в промышленных генераторах и генераторах накачки лазеров ВЧ, ОВЧ, УВЧ диапазонов. В усилителе используются гираторы сопротивлений в качестве элементов связи входного контура с источником возбуждения и выходного контура с нагрузкой, а также введены на входе усилителя параллельно входному гиратору и на выходе усилителя параллельно выходному гиратору реактивные двухполюсники, обладающие повышенной крутизной реактивности. При этом в качестве высокочастотных линий передачи амплитудно-частотных корректоров используются искусственные линии задержки. Технический результат: расширение рабочей полосы частот при высокой линейности фазочастотной характеристики. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Усилитель мощности, между входом и выходом которого последовательно включены входной элемент связи, входной колебательный контур, генераторная лампа, выходной колебательный контур, выходной элемент связи, отличающийся тем, что в качестве элементов связи использованы соответственно входной и выходной гираторы сопротивлений, параллельно которым на входе и выходе усилителя мощности подключены амплитудно-частотные корректоры в виде отрезков высокочастотных линий передачи, нагруженных на параллельное соединение короткозамкнутого и разомкнутого отрезков той же линии. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве высокочастотных линий передачи амплитудно-частотных корректоров используются эквивалентные им по параметрам искусственные линии задержки.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике радиопередающих устройств диапазонов ВЧ, ОВЧ, УВЧ и может быть использовано в усилителях мощности телевизионных, связных, AM и ЧМ вещательных станций, в промышленных генераторах и генераторах накачки лазеров. Известно устройство предоконечного и выходного каскадов усилителей мощности сигналов изображения телевизионных станций [1]. В предоконечном каскаде используется двухконтурная система с емкостной связью между анодным и нагрузочным контурами. Выходной каскад также образован двумя контурами с индуктивной связью с нагрузкой. Известны также устройства колебательных контуров выходных цепей генераторных ламп ОВЧ-УВЧ диапазонов телевизионных и ЧМ передатчиков [2], которые представляют собою перестраиваемые двухконтурные системы с индуктивной связью между контурами. В [3] приведены принципиальные схемы передатчиков и ретрансляторов ОВЧ-УВЧ диапазонов с применением на входе усилителей фильтровых цепей и на выходе - связанных двух- и трехконтурных колебательных систем. Общим недостатком известных устройств является их сложность, обусловленная применением многоконтурных колебательных систем для обеспечения широкополосности усилителей мощности. Наличие в системе связанных узкополосных контуров снижает линейность фазочастотных характеристик усилителей. Изготовление связанных контуров требует большой трудоемкости. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве ближайшего аналога устройство лампового усилителя мощности, рассмотренное в [4]. Устройство содержит последовательно соединенные входной элемент связи в виде регулируемого конденсатора, входной одиночный колебательный контур, образованный катодным и сеточным цилиндрами, генераторную лампу (в данном случае включенную по схеме с общей сеткой), выходной одиночный колебательный контур, состоящий из анодного и сеточного цилиндров, и выходной элемент связи в виде индуктивной петли. К входному и выходному элементам связи подключены соответственно источник возбуждения и нагрузка. Принцип работы ближайшего аналога сводится к следующему. Усиливаемые колебания поступают на входной контур через конденсатор связи, величина емкости которого обеспечивает необходимые условия согласования входной цепи лампы с источником возбуждения. Усиленные генераторной лампой в.ч. колебания выделяются выходным колебательным контуром и через выходной элемент связи поступают в нагрузку. Регулировкой величины связи контура с нагрузкой достигается необходимая величина нагрузочного сопротивления для генераторной лампы. Недостатком ближайшего аналога является узкая рабочая полоса частот, обусловленная применением во входной и выходной цепях усилителя одиночных колебательных контуров, имеющих узкую полосу пропускания. В предложенном устройстве для расширения рабочей полосы частот усилителя в условиях применения одиночных контуров входной и выходной элементы связи выполнены в виде входного и выходного гираторов, а на входе и выходе устройства параллельно гираторам введены амплитудно-частотные корректоры в виде реактивных двухполюсников. Гираторы [5] выполняют функции обычных элементов связи и одновременно осуществляют в рабочей полосе частот усилителя инверсию полного сопротивления подключенной цепи. Преобразованное гиратором нормированное полное сопротивление имеет единичное активное сопротивление и противоположную по знаку реактивную составляющую преобразованного сопротивления. За счет введения амплитудно-частотных корректоров параллельно входу и выходу усилителя активные сопротивления источника возбуждения и нагрузки становятся комплексными. По частотной характеристике они подобны не инвертированным гираторами полным сопротивлениям контуров. Таким образом происходит взаимная компенсация реактивных составляющих сопротивлений во входной и выходной цепях усилителя. В результате рабочая полоса частот предложенного усилителя может быть расширена до 2,5 - 10% от средней частоты в диапазонах ОВЧ-УВЧ и до 25% в диапазонах ВЧ-ОВЧ. Высокая линейность фазочастотной характеристики обусловлена компенсацией реактивностей в тракте прохождения усиливаемого сигнала. Низкая стоимость - применением только одиночных колебательных контуров на входе и выходе усилителя. Совокупность перечисленных узлов (гираторов и амплитудно-частотных корректоров) в известных аналогах не использовалась. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного усилителя мощности; на фиг. 2 - круговая диаграмма полных сопротивлений, поясняющая принцип работы усилителя; на фиг. 3 - электрическая схема амплитудно-частотного корректора диапазона ОВЧ-УВЧ. Усилитель мощности содержит последовательно соединенные входной элемент связи 1, вход которого подключен к входу устройства, входной колебательный контур 2, генераторную лампу 3, выходной колебательный контур 4, выходной элемент связи 5, выход которого подключен к выходу устройства, а также подключенные параллельно входу и элементу связи 1 входной амплитудно-частотный корректор 6 и параллельно выходу и элементу связи 5 выходной амплитудно-частотный корректор 7. При расчете входной и выходной цепей предложенного устройства применялся принцип комплексно-сопряженного согласования в части компенсации реактивных составляющих полных сопротивлений в указанных цепях. Известно [6], что полное сопротивление параллельного колебательного контура Z = R + jX, нормированное к его резонансному сопротивлению Rое, описывается выражением![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156536/2156536-2t.gif)
где
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156255/950.gif)
f0 - резонансная частота;
f
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156496/8712.gif)
fmin, fmax - границы рабочей полосы частот усилителя;
Q - добротность контура. На круговой диаграмме относительных полных сопротивлений зависимость Z/Rое(
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156255/950.gif)
B(
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/960.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
где
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156536/2156536-3t.gif)
k = 2, 3 ... - электрическая длина отрезка. При
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156237/8800.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156496/8712.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
![усилитель мощности, патент № 2156536](/images/patents/315/2156001/947.gif)
1. Глазман Э.С. и др. Автоматизированная телевизионная радиостанция диапазона ОВЧ с передатчиками 50/5 кВт. - Электросвязь, 1987, N 2, с.8. 2. Electron tubes for TV and broadeast, Thomson tubes electroniques. Каталог TTE 174, 1993, p.p. 13 - 20, 66 - 67. 3. ABE Elecnronica S.p.A. -Vin Galileo Galilei, 1-24043, GAPAVA-6610, ITALY. 1 kW TETRODE TV TRANSMITTER - TRANSLATOR. ABE TX 1000/VE - rP/1000 VE (VHF BAND). ABE TX 1000/VE-RP/1000 VE (VHF BIII0). User"s manual, 1993. 4. Радиопередающие устройства. Под ред. Благовещенского М.В., Уткина Г. М. - М.: Радио и связь, 1982, с. 182. 5. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. - М.: Высшая школа, 1987, с. 46. 6. Котельников В.А., Николаев А.М. Основы радиотехники, ч.1. - М.: Гос. из-во литературы по вопросам связи и радио. 1950, с. 133.
Класс H03F3/20 усилители мощности, например усилители, работающие в режиме класса B или класса C
Класс H03F3/60 усилители, в которых цепи связи имеют распределенные параметры, например выполненные на волноводных резонаторах
высокочастотный балансный усилитель - патент 2511331 (10.04.2014) | |
многопортовые усилители в спутниках связи - патент 2470456 (20.12.2012) | ![]() |
настройка многопортовых усилителей - патент 2461958 (20.09.2012) | ![]() |
усилитель свч сигнала миллиметрового диапазона - патент 2457613 (27.07.2012) | ![]() |
усилитель мощности свч - патент 2433524 (10.11.2011) | ![]() |
усилитель свч - патент 2394363 (10.07.2010) | ![]() |
волноводный усилитель мощности - патент 2386206 (10.04.2010) | ![]() |
многокаскадное устройство суммирования мощности свч-усилителей - патент 2339157 (20.11.2008) | ![]() |
многокаскадный сверхширокополосный усилитель - патент 2296416 (27.03.2007) | ![]() |
многокаскадный усилитель - патент 2293434 (10.02.2007) | |