Таким образом, мощность на выходе линии 3-4 составит 0,5Рген, т.е. будет
ослаблена на 3 дБ (отсюда и название «3 дб НО»). Направленный ответвитель используется в качестве делителя мощности, причем входы 1 и 4 взаимно развязаны, а напряжения на них сдвинуты по фазе на 90° ( /4) .
Поэтому НО можно использовать в качестве моста сложения мощностей. Для этого генераторы подключаются к развязанным входам 1 и 4 ( см. рис.)
При выборе фазового сдвига напряжений генераторов равным 90° (как на рис.), сигнал со входа 1 поступит на вход 3 с тем же фазовым сдвигом 0°, а на вход 2 с запаздыванием на 90°. Аналогично со входа 4 на вход 2 сигнал поступит со сдвигом 90°, а на вход 3 - 180°. Т. о., на входе 2 произойдет сложение мощностей и сюда подключают нагрузку. На входе 3 токи вычитаются и здесь включают балластную
нагрузку. |
33 |
Т.к. для сложения мощностей напряжения генераторов должны отличаться по фазе на 90°, мост получил название - "квадратурный".
Недостатком приведенной схемы является асимметричность - генераторы по разные стороны моста. На практике применяют скрещивание линий (рис.) - одна линия разрывается и её части связываются перемычками.
Помимо мостов на связанных линиях применение находят и так называемые "квадратные" квадратурные мосты. Один из вариантов такого моста в полосковом исполнении и его аналог на сосредоточенных элементах представлены на сл. Рис.
34
К Rб сигналы от генераторов приходят в противофазе (пути /4 и 3 /4), а к Rн в фазе. Квадратурные транзисторных усилителей.
Балансный
усилитель
мощности.
Благодаря квадратурному мосту на входе, даже при комплексном Zвх транзисторов,
Zвх усилителя оказывается чисто активным, т.к. мощность отраженной волны в этом
35
случае рассеивается в Rб и не попадает на вход усилителя. Аналогично и на выходе
При комплексном характере сопротивления нагрузки усилителя, мощность отраженной волны поглощается в балластной нагрузке и не попадает в коллекторные цепи усилителя.
В результате сопротивление коллекторной нагрузки оказывается чисто активным. Эти рассуждения справедливы, если входные и выходные сопротивления транзисторов одинаковы.
Обычно в таких усилителях используют специальные "балансные" транзисторы. Балансный транзистор (БТ) представляет собой два транзистора выполненные на одном кристалле и в одном корпусе. Поэтому разброс параметров у таких транзисторов минимален.
36
Недостаток мостового метода развязки генераторов, работающих на общую нагрузку: КПД моста снижается, когда соотношение напряжений на входах моста отличается от номинального. При этом через Rб начинает течь ток, и часть мощности
рассеивается в них. Сохранить КПД мостовой суммирующей цепи близким к 100% при отключении нескольких генераторов или изменении соотношения их напряжений невозможно без коммутации выходных цепей усилителей.
Если необходимо суммировать мощность большого числа АЭ, применяют более сложные схемы мостов, например многополюсные мосты, а также попарное
RВН |
RП |
Рис. 12. Схема мостового усилителя на многополюсных мостах
суммирование мостов (можно объединить до 16 АЭ) (рис.12,13).
В схеме на рис.12. складываются мощности N АЭ в общей нагрузке без потерь в балластных резисторах лишь при равенстве модулей и совпадении фаз выходных токов АЭ: I1=I2=...= In.
В реальных условиях эти соотношения могут нарушаться по ряду причин, например может отказать один или несколько АЭ.
Кроме того, токи I1, I2,...In практически всегда несколько различаются
вследствие технологического разброса параметров АЭ. |
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЫХОД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4РГ |
|
|
|
|
|
|
|
8Р |
Г 4Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М7 |
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2РГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2РГ |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М6 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М4 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rб |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
РГ |
|
РГ РГ |
|
РГ РГ |
|
|
РГ РГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
РГ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис.13а. Метод попарного суммирования мостов
Рис.13б. Сложная схема соединения мостов |
38 |
|
При отказе М генераторов из общего числа N общий ток в нагрузке I0AВAP составит
I0AВAP=(1–М/N)I0, а выходная мощность упадет до |
|
P АВАР=P1 (1–M/N)2 = P1 (N–M)2/N2 |
(22) |
где P1 – выходная мощность одного из генераторов.
В балластных резисторах моста-сумматора будет рассеиваться мощность
Pбал= (N–M)P1–P АВАР=P1M(1–M/N) |
(23) |
КПД моста-сумматора в аварийном режиме равен
МАВАР= P АВАР/(N–M)P1=1–M/N
Мощность в нагрузке мостовой схемы при отказе М активных элементов из N гарантирована при разных видах отказов АЭ (замыкание, обрыв, старение и т. д.).
Такой гарантии не дают другие методы сложения мощностей.
Мостовые схемы сложения мощностей генераторов широко используются при построении выходных каскадов телевизионных, ЧМ РВ радиопередатчиков.
Уменьшение мощности телевизионного радиопередатчика в 2 раза лишь сокращает зону уверенного приёма телевидения.
39