ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Полезная модель относится к радиоэлектронике, а именно к усилителям мощности высокой частоты, и может быть использована в широкополосных радиопередатчиках.
В связи с ростом количества источников радиоизлучения в мире повышается актуальность проблемы борьбы с паразитными излучениями.
Одной из особенностей широкополосных радиопередатчиков является использование широкополосных усилителей мощности, которые, в отличие от усилителей мощности резонансного типа, не имеют селективных цепей подавления гармоник основной частоты. Фильтры подавления высших гармоник устанавливаются на выходе таких усилителей. Интенсивность высших гармоник непосредственно на выходе широкополосных усилителей зависит от формы импульса тока усилительных элементов (транзисторов, ламп).
Известны различные широкополосные усилители мощности, например, патент №811168, Австралия, H 03 F 3/68, от 20.12.91, патент №690930, США, H 03 F 1/32, от 12.11.90.
Усилители эти работают в традиционном режиме усиления мощности с нижней отсечкой гармонического сигнала близкой к 90°.
Известен также широкополосный усилитель на биполярном транзисторе, патент №735221. США, H 03 F 1/14, от 24.07.91, содержащий усилительный элемент (биполярный транзистор) и схему регулирования напряжения смещения, обеспечивающую отсечку снизу входного гармонического сигнала.
Недостатком как аналогов, так и прототипа является относительно высокий уровень высших гармоник, обусловленный традиционной формой импульсов тока усилительных элементов близкой к косинусоидальной с углом нижней отсечки равной ~90°.
Целью полезной модели является снижение уровня побочного излучения на гармониках широкополосных радиопередатчиков.
Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный усилитель мощности, содержащий усилительный элемент выполненный на транзисторе (лампе), источник коллекторного (анодного) питания, источник напряжения смещения, входной и выходной разделительные конденсаторы, дополнительно включен последовательно со входом усилителя ограничитель гармонического сигнала сверху на уровне 54°, причем вход ограничителя соединен со входной клеммой усилителя, а его выход - со входным разделительным конденсатором.
Структурная схема устройства изображена на Фиг. В соответствии с ней устройство состоит из следующих функциональных узлов и элементов:
1. - ограничитель гармонического сигнала сверху;
2. - источник напряжения смещения;
3. - усилительный элемент;
4. - источник питания;
1
2
5. - C, C - разделительные конденсаторы.
Ограничитель гармонического сигнала сверху 1, служит для того, чтобы ограничивать входные сигналы косинусоидальной формы сверху на уровне 54°, что в совокупности с ограничением снизу на уровне 90°, реализуемого за счет соответствующего напряжения смещения, обеспечивает наибольшее ослабление высших гармоник относительно первой по сравнению с традиционно используемым в усилителях мощности гармоническим сигналом, имеющим только нижний угол отсечки, а также по сравнению с ослаблением высших гармоник в ключевых режимах усиления [Способ снижения паразитного излучения широкополосных радиопередатчиков. Патент №2266611 РФ, H 03 F 3/24 от 20.12.05].
Источник напряжения смещения 2, служит для реализации рабочей точки на входной характеристике усилителя, обеспечивающей ограничение снизу входного гармонического сигнала на уровне 90°.
Усилительный элемент 3, (транзистор, лампа) служит для усиления сигналов по мощности.
Источник питания 4, служит для обеспечения питающим напряжением транзистора (лампы).
1
2
Разделительные конденсаторы C, C служат для разделения цепей постоянного и переменного тока.
1
2
Работа схемы осуществляется следующим образом: гармонический сигнал поступает на вход ограничителя сверху, с выхода которого сигнал, ограниченный на уровне 54°, через разделительный конденсатор C поступает на вход усилительного элемента. Одновременно с сигналом на вход усилительного элемента подается от источника напряжения смещения постоянное напряжение, обеспечивающее режим работы усилительного элемента с отсечкой снизу на уровне 90°. От источника питания на усилительный элемент подается соответствующее выбранному усилительному элементу коллекторное (анодное) напряжение питания. С выхода усилительного элемента высокочастотный сигнал, форма которого соответствует использованным ограничениям, через разделительный конденсатор С поступает на выходную клемму усилителя.
Предлагаемая схема широкополосного усилителя мощности снижает уровень паразитного излучения на гармониках широкополосных радиопередатчиков, снижая этим остроту проблемы обеспечения требований электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств.