Подробно изложены методы повышения выходной мощности усилителей радиопередающих устройств, основанные на использовании: непосредственного сложения мощности, отдаваемой несколькими транзисторами; устройств сложения мощности, отдаваемой несколькими выходными каскадами; корректоров амплитудных характеристик; диплексеров для сложения мощности нескольких независимых генераторов; автоматической регулировки потребляемого тока; многоканальных структур с частотным разделением каналов; оптимальной реализации сопротивления нагрузки. <...> 1 Схемы стабилизации рабочей точки и напряжения базового смещения транзисторов мощных усилителей В усилителях мощности широкополосных передатчиков традиционно используются транзисторы, работающие в режиме класса А с фиксированной рабочей точкой [1]. <...> В высокочастотных полосовых усилителях мощности для стабилизации угла отсечки транзисторов при изменении уровня усиливаемого сигнала и температуры радиатора, на котором устанавливаются эти транзисторы, а также для линеаризации начального участка амплитудной характеристики разрабатываемого усилителя используются стабилизаторы напряжения базового смещения [4, 7, 8]. <...> Поэтому Схемы стабилизации рабочей точки и напряжения при увеличении коллекторного тока транзистора VT2, вызванного изменением температуры либо детекторным эффектом, и увеличении вследствие этого напряжения на резисторе R4 уменьшается напряжение на переходе база–эмиттер транзистора VT1. <...> И, наоборот, при уменьшении коллекторного тока транзистора VT2 транзистор VT1 открывается, увеличивая базовый ток транзистора VT2. <...> Кроме того, так как напряжение на переходе база–эмиттер открытого кремниевого транзистора примерно равно 0,7 B, будем полагать известными напряжения база–эмиттер транзисторов VT1 и VT2 Uбэ1 и Uбэ2. <...> По выбранному Iд рассчитываются номиналы резисторов R1 и R3: R1 = Eп −UR4 −Uбэ1 Iд R3 = UR4 +Uбэ1 Iд. <...> Дроссель L1 необходим для исключения возможности <...>
Повышение_выходной_мощности_усилителей_радиопередающих_устройств.__(1).pdf
УДК 621.375.026:621.396.61
ББК 32.848-04
Т45
Титов А. А.
Т45
Повышение выходной мощности усилителей радиопередающих
устройств. – М.: Горячая линия–Телеком,
2013. – 142 с: ил.
ISBN 978-5-9912-0349-4.
Подробно изложены методы повышения выходной мощности
усилителей радиопередающих устройств, основанные на
использовании: непосредственного сложения мощности, отдаваемой
несколькими транзисторами; устройств сложения мощности,
отдаваемой несколькими выходными каскадами; корректоров
амплитудных характеристик; диплексеров для сложения
мощности нескольких независимых генераторов; автоматической
регулировки потребляемого тока; многоканальных
структур с частотным разделением каналов; оптимальной реализации
сопротивления нагрузки.
Для всех описанных методов даны инженерные расчетные
соотношения, примеры их реализации с описанием схем, чертежей
печатных плат, а также методик настройки усилителей.
Книга предназначена для разработчиков радиоаппаратуры,
радиолюбителей, аспирантов и студентов.
32.848-04
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Титов Александр Анатольевич
Повышение выходной мощности усилителей
радиопередающих устройств
Редактор Ю. Н. Чернышов
Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышова
Обложка художника О. В. Карповой
Подписано к печати 15.06.13. Формат 60×88 1/16. Усл. печ. л. 8,86. Изд. № 13349. Тираж 500 экз. (1-й завод 100 экз.)
ISBN 978-5-9912-0349-4
© А. А. Титов, 2013
© Издательство «Горячая линия–Телеком», 2013
Про
и
зво
дс
т
венн
о
-
пр
а
кт
ич
еское изда
ние
Стр.2
Оглавление
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Раздел 1. Схемы стабилизации рабочей точки и напряжения
базового смещения транзисторов мощных усилителей
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1. Расчет элементов схемы активной коллекторной стабилизации
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2. Расчет элементов схемы стабилизации напряжения базового
смещения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Раздел 2. Непосредственное сложение мощностей, отдаваемых
несколькими транзисторами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1. Параллельное соединение транзисторов . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2. Последовательно-параллельное соединение транзисторов 14
2.3. Последовательное соединение транзисторов . . . . . . . . . . . . . 16
Раздел 3. Устройства сложения мощностей, отдаваемых
несколькими выходными каскадами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1. Широкополосные сумматоры на ферритовых сердечниках
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2. Сумматоры на коаксиальных отрезках линий передачи с
симметричным входом и несимметричным выходом . . . . . 28
3.3. Кольцевые схемы сложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4. Трехдецибельные уравнительные мосты . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Раздел 4. Использование корректоров амплитудных характеристик
полосовых усилителей мощности . . . . . . . . . . . 42
4.1. Свойства биполярного транзистора с закрытыми переходами
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.2. Характеристики полосового усилителя мощности с корректором
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Раздел 5. Повышение выходной мощности ТВ передатчиков
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Раздел 6. Использование автоматической регулировки
потребляемого тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.1. Сравнение каскадов с фиксированной рабочей точкой и
с автоматической регулировкой потребляемого тока . . . . . 61
Стр.141
142
Оглавление
6.2. Работа каскада с автоматической регулировкой потребляемого
тока на несогласованную нагрузку . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3. Усилитель с совмещенной системой автоматической регулировки
потребляемого тока и защиты от перегрузки
по входу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Раздел 7. Использование многоканальных структур с
частотным разделением каналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.1. Использование известных схемных решений построения
многоканальных усилителей с частотным разделением
каналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.2. Частотно-разделительные цепи многоканальных импульсных
усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.3. Примеры реализации импульсных усилителей с частотно-разделительными
цепями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7.4. Расширение полосы рабочих частот сверхширокополосных
радиосистем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Раздел 8. Реализация оптимального сопротивления нагрузки
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8.1. Минимизация потерь выходной мощности маломощных
широкополосных усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8.2. Реализация оптимального сопротивления нагрузки мощных
широкополосных усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.3. Реализация оптимального сопротивления нагрузки мощных
полосовых усилителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Стр.142