ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована в широкополосных радиопередатчиках.
Широкополосные усилители мощности, особенно входящие в состав радиопередатчиков большой мощности, содержат большое количество балластных мостов сложения с балластными резисторами, конструктивно объединенных в общее устройство сложения мощности отдельных усилительных модулей. Коэффициент перекрытия по диапазону таких усилителей в коротковолновом диапазоне частот достигает 40 (например, радиопередатчик Р-638). Реализация такого широкого диапазона чрезвычайно затруднила практическую задачу обеспечения равномерности амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик этих усилителей и, как результат, значительная мощность полезного сигнала рассеивается в балластных резисторах мостов сложения.
Известны широкополосные усилители мощности, например, А.С. №4346155 СССР, H03F 3/24, от 18.12.1987, А.С. №4075876 СССР, H03F, 1/42, от 16.04.1986, содержащие усилители мощности, сумматоры, представляющие собой мостовые схемы, обеспечивающие развязку входных цепей и содержащие балластные резисторы и цепи автоматической регулировки усиления.
Известен широкополосный усилитель мощности, который содержит цепь автоматической фазовой подстройки отдельных трактов усиления мощности (А.С. №4058329 СССР, H03F, 1/32, от 22.02.1986).
Недостатком как аналогов, так и прототипа является то, что они не учитывают асимметрию плеч непосредственно самих мостов сложения, выражающуюся в асимметрии их амплитудно- и фазо-частотных характеристик. Это приводит к тому, что часть полезной мощности высокочастотного сигнала рассеивается в балластных резисторах мостов сложения, снижая тем самым КПД усилителя.
Целью полезной модели является повышение КПД широкополосного усилителя, содержащего усилительные модули, за счет снижения потерь полезной мощности в балластных резисторах мостов сложения мощности усилительных модулей.
Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный усилитель мощности, содержащий предварительный усилитель, два усилительных модуля, регулируемый фазовращатель, регулируемый источник напряжения смещения, мост сложения мощности, балластный резистор, дополнительно введены датчик тока и блок анализа изменений тока в балластном резисторе и формирования сигналов управления фазовращателем и источником напряжения смещения, при этом датчик тока включен между корпусной клеммой балластного резистора и корпусом, а его выход соединен со входом блока анализа изменений тока в балластном резисторе и формирования
сигналов управления фазовращателем и источником напряжения смещения, одна выходная цепь управления которого соединена со входом цепи управления регулируемого фазовращателя, а другая соединена со входом управления регулируемого источника напряжения смещения.
Структурная схема устройства изображена на фиг. В соответствии с ней устройство состоит из следующих функциональных узлов и элементов:
1 - предварительный усилитель;
2, 3 - усилительные модули;
4 - мост сложения мощности;
5 - датчик тока;
6 - блок анализа изменений тока в балластном резисторе и формирования сигналов управления фазовращателем и источником напряжения смещения;
7 - регулируемый фазовращатель;
8 - регулируемый источник напряжения смещения;
б
R - балластный резистор.
б
Работа схемы осуществляется следующим образом. Высокочастотный сигнал поступает на предварительный усилитель 1 и после усиления с одного из двух его выходов приходит на вход регулируемого фазовращателя 7 (например, коммутируемая искусственная линия задержки), а со второго выхода - на вход усилительного модуля 3. С выхода регулируемого фазовращателя сигнал поступает на вход усилительного модуля 2 и после усиления с выхода модуля подается на 1-й вход моста сложения 4. Сигнал, поступивший на вход усилительного модуля 3, после усиления поступает на 2-ой вход моста сложения 4. С моста сложения 4 суммарный полезный сигнал передается на выходную клемму моста. При разбалансе моста, когда нарушен баланс амплитуд и фаз высокочастотных сигналов на входах моста из-за неравномерности амплитудно- и фазо-частотных характеристик усилительных модулей или ассиметрии этих характеристик входных цепей моста сложения в рабочем диапазоне частот, часть полезной мощности сигнала поступает на выход моста, соединенный с балластным резистором, в котором рассеивается. При этом через резистор протекает ток, величина которого зависит от степени разбаланса. Датчик тока 5 (например, токовый трансформатор с амплитудным детектором) реагирует на изменение тока, и сигнал от датчика поступает на вход блока 6 анализа изменений тока балластного резистора (например, построенного на базе микропроцессора аналогично блоку управления антенно-согласующим устройством радиопередатчика Р-638, который по сигналам от датчиков амплитуды и фазы формирует команды исполнительным органам элементов настройки). По сигналу от балансного резистора R в блоке 6 формируется сигнал управления регулируемым фазовращателем, который подается по цепи управления на вход исполнительного органа регулируемого фазовращателя 7. Под воздействием сигнала управления изменяется величина фазового сдвига высокочастотного сигнала на 1-ом входе моста сложения, что приводит к изменению величины тока балластного резистора. Процесс регулировки фазовращателя прекращается при достижении минимального
б
б
значения тока балластного резистора R, величина которого теперь зависит только от степени разбаланса амплитуд. После этого в блоке 6 формируется сигнал управления напряжением смещения, питающего усилительные модули 2 и 3, который по цепи управления подается на регулируемый источник этого напряжения - блок 8. Под воздействием этого сигнала изменяются напряжения смещения, поступающие от источника этого напряжения блока 8 в усилительные модули 2 и 3. Изменение напряжения смещения вызывает изменение амплитуды усиливаемых колебаний на выходах усилительных модулей 2 и 3, и, соответственно, на входах моста сложения 4. В результате изменяется величина тока балластного резистора R. Процесс прекращается при достижении минимума тока в балластном резисторе. Снижение величины тока в нем приводит к снижению потерь полезной мощности.
Снижение потерь полезной мощности в балластном резисторе приводит к увеличению этой мощности на выходе широкополосного усилителя, вследствие чего увеличивается его КПД.
Поставленная цель достигнута.