194664. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés több párhuzamosan működtetett teljesítmény erősítő azonos erősítésre történő beállítására
1 194 664 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés több párhuzamosan működtetett teljesítmény erősítő azonos erősítésre történő beállítására félvezetős nagyteljesítményű szélessávú adóberendezésekben. A kapcsolási elrendezéssel a teljesítmény erősítőkbe épített aktív elemek gyártási szórásából adódó számottevő erősítés különbség jelentősen csökkenthető. Ennek előnye, hogy megszüntethető a párhuzamosan járatott teljesítmény erősítő tranzisztorok túlterheléséből eredő meghibásodás. Egy ismert teljesítmény erősítő berendezés megépítése és bemérése után látható, hogy az adott kapcsolási elrendezéssel és teljesen azonos értékű alkatrészekkel annak erősítői különböző erősítést mutatnak. Mivel az erősítők passzív szétosztó és összegező hálózatok között működnek, a bemenetekre szétosztott azonos nagyságú teljesítmények a kimeneti összegzőre különböző teljesítmény szinten kerülnek. Ez a teljesítmény különbség a következő problémákat okozza: Mivel a szétosztó hálózat állandó bemenő jelet szolgáltat, a nagyobb erősítésű fokozat túlvezérlés következtében tönkremehet. A fokozatok kimenő teljesítménye közötti különbség az összegző hálózat bemenetéit aszimmetrikusan terheli, ami úgy jelentkezik, hogy az összegző áramkör a különbségi jelre nézve szétosztóként viselkedik. A különbségi teljesítmény fele az összegző ballaszt ellenállásán hővé alakul, a másik fele pedig reflexió formájában a tranzisztorokat veszi igénybe. A különbségi teljesítmény a nagyobb erősítésű fokozatban többlet teljesítmény felvételt jelent, ami az egység hatásfokát csökkenti. Nő a hűtőborda hőterhelése, ami a maximális környezeti hőmérséklet szempontjából előnytelen. A hiba hatását egy példán vizsgálva a teljesítmény viszonyok és a veszteségek alakulása a következő: a vizsgált fokozat két erősítő, egy szétosztó közé fogva (1. ábra). A bemenetre kapcsolt 20 W-os RF teljesítmény az 1 szétosztó kimenetén - a 1 szétosztó csillapítását is figyelembe véve - 2 * 9.33 W nagyságú jelként jelenik meg. Ez a jel kapcsolódik a Gp, és Gp2 teljesítmény erősítéssel rendelkező 2 és 3 erősítők bemenetére. A 2 és 3 erősítők kimenetén megjelenő RF teljesítmény, ha Gol = 8 dB, akkor Pkii = Pb. num = 58,88 W ha Gp2 = 8,5 dB, akkor Pki2 = Pb. num log = 66,06 W A két kimenő jel teljesítménye közötti különbség: P = Pki2-Pkii = 66,06-58,88 = 7,18 W így ez veszteségként jelentkezik. A 0,5dB-es erősítés különbség már több mint 7 W teljesítmény különbséget jelent a 2 és 3 erősítők kimenetén. Ha az erősítés különbség 1 dB, akkor a teljesitmény különbség már 15,25 W. A 7 W teljesítmény különbség egy része a 4 összegző ballaszt ellenállásán disszipálódik. Célunk a fent vázolt probléma megoldása, azaz az egyes erősítők azonos erősítésére való beállítása. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a legkisebb erősítésű erősítő a referencia, az összes többit - a párhuzamosan köthető fokozatok száma nincs korlátozva - ehhez kell beállítani. A kitűzött célunkat azáltal érjük el, hogy egy a B osztályú üzemmódot beállító söntellenállás egyik vége egyenáramúlag tranzisztor bázisára, a másik vége a földre van kapcsolva, és a söntellenállással egy nagyfrekvenciás fojtótekercs van sorba kapcsolva úgy, hogy a fojtótekercs egyik vége a söntellenállás nem Földelt végéhez kapcsolódik. A továbbiakban a találmányt ábrák alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a korábban már ismertetett technika állását, illetőleg a találmány tárgyát ismertető tömbvázlatot szemléltetik, a 2. ábra a találmány egy megvalósítási módját mutatja. Az 1. ábra felépítése a technikai szint ismertetésénél került bemutatásra. A 2. ábrán a teljesitmény erősítő berendezés egy erősítőjének felépítése látható, amelynek középpontjában egy T, tranzisztor áll. A T, tranzisztor emittere földre, kollektora 7 kimenő illesztő hálózatra, bázisa pedig 5 bemenő illesztő hálózat és Ft, fojtótekercs közös pontjához kapcsolódik. Az Ft, fojtótekercs másik pontjához 6 munkapont stabilizátor, C, kondenzátor és R, ellenállás csatlakozik. A C, kondenzátor és az R, ellenállás másik pontja földre van kötve. Az 5 bemenő illesztő hálózat másik pontja az erősítő bemenetét, a 7 kimenő illesztő hálózat másik pontja pedig az erősítő kimenetét alkotja. Adott esetben az Ft, fojtótekerccsel párhuzamosan gerjedést gátló R3 ellenállás is be van kötve. Az áramkör működése a következő: egy megvalósított elrendezés kapcsán. Az erősítő T, tranzisztorának munkapontját a 6 munkapont stabilizátor állítja be úgy, hogy a bázisára Ub = 0,5-0,7 V egyenfeszültséget ad a nagyfrekvenciás Ft, fojtótekercsen keresztül. A meghajtó jel az 5 bemenő illesztő hálózaton keresztül jut a T, tranzisztor bázisára. A C, kondenzátor nagyfrekvenciás hidegítést végez. Az R2 ellenállás a nagyfrekvenciás Ft, fojtótekercs jóságát rontja és megszünteti az alacsony frekvenciás gerjedést. Értéke n x 100 Ohm. A T, tranzisztor erősítése az R, söntellenállás értékének változtatásával állítható úgy, hogy az R, söntellenállás értékét növelve nő, csökkentve pedig csökken az erősítés. Az erősítő a 7 kimenő illesztő hálózaton keresztül kapcsolódik a 4 összegzőhöz. Az áltálunk használt erősítő fokozatok AB osztályban működnek. Figyelembe kell venni, hogy R, söntellenállás értéke növelésének határt szab az, hogy egy bizonyos bázis előfeszültség elérése után a fokozat A osztályba kerül, ahol az erősítés szórás kisebb. Az R, söntellenállás értékének csökkentésével az erősítés csökkenése nagyobb mértékben befolyásolható. Ezért szükséges a legkisebb erősítésű egységet referenciának venni, a többi erősítő munkapontját pedig B osztály felé eltolni. A találmány műszaki előnyei: Az azonosra állított erősítések következtében megszűnik a veszélye a nagyobb erősítésű fokozatok túl-5 10 15 2) 2!> 30 35 40 45 50 55 60 65 2
