專利名稱：中波功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于導(dǎo)航發(fā)射機(jī)的中波功率放大器。
背景技術(shù)：
中波功率放大器是中波導(dǎo)航發(fā)射機(jī)重要的電路單元，目前廣泛應(yīng)用于各類中波發(fā)射機(jī)中。但大多中波放大器都是為發(fā)射機(jī)量身定做，沒(méi)有合成、分解的能力，不方便維修，且 大多數(shù)采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱，存在噪音大，風(fēng)機(jī)可靠性低的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種采用國(guó)際尺寸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化 設(shè)計(jì)，方便實(shí)現(xiàn)不同功率等級(jí)發(fā)射機(jī)需求的中波功率放大器。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種中波功率放大器，其特征 在于包括調(diào)制器電路、濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路，所述調(diào)制器電路 依次與濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路連接；所述調(diào)制器電路及濾波器電 路中的電阻Rl的一端接收脈寬信號(hào)，電阻Rl的另一端與三極管Vl的發(fā)射極連接，三極管 Vl的基極接地、三極管Vl的集電極分別與電阻R3 —端、三極管V2及三極管V3的基極連 接，三極管V2及三極管V3的發(fā)射極相接并與電阻R5、電阻R4的一端連接，三極管V3的集 電極分別與電阻R3、電阻R4的另一端、電感Li、電容Cl的一端及二極管V4的正極連接并 接電源-48V，三極管V2的集電極分別與電阻R2的一端、電容Cl正極、二極管V4的負(fù)極連 接，電阻R2的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管V5的源極接電感Ll的另一端，場(chǎng)效應(yīng)管V5的柵極接 電阻R5的另一端，場(chǎng)效應(yīng)管V5的漏極接二極管V6、二極管V7的正極及電感L2的一端，二 極管V6、二極管V7負(fù)極接地，電感L2的另一端接電容C2、電容C3、電容C4及電感L3的一 端，電容C2、電容C3的另一端接地，電感L3的另一端與電容C4的另一端相接并輸出調(diào)制信 號(hào)；所述功率放大器電路中的變壓器Tl的1端接載波信號(hào)、2端接地，變壓器Tl的8 端、4端、10端、6端分別接場(chǎng)效應(yīng)管VI、場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4的柵極，變 壓器Tl的7端、3端、9端、5端分別接場(chǎng)效應(yīng)管VI，場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4 的源極，場(chǎng)效應(yīng)管VI、場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極分別與二極管V8、二極 管V7、二極管V6、二極管V5的負(fù)極連接，二極管V8的負(fù)極接地，二極管V8的正極分別與二 極管V7的負(fù)極、場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極、變壓器T2的1端、3端連接，二極管V7的正極分別與 電容Cl、電容C2的一端及場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極連接并接收調(diào)制信號(hào)，電容Cl、電容C2的另 一端相連并接地，二極管V6的負(fù)極接地，二極管V6正極分別與二極管V5的負(fù)極、變壓器T2 的2端、4端及場(chǎng)效應(yīng)管V3的源極連接，二極管V5的正極分別電容C3、電容C4的一端及場(chǎng) 效應(yīng)V4的源極連接并接收調(diào)制信號(hào)，電容C3、電容C4的另一端像連并接地，變壓器T2的5 端、6端為射頻功率輸出端，其中5端通過(guò)電容C5接地；所述監(jiān)測(cè)電路中的電阻Rl的一端接收功率信號(hào)，電阻Rl的另一端分別與電容C23負(fù)極、電阻R2 —端、比較器UlA的3腳連接，電容C23的正極與電阻R2的另一端相連并接地，比較器UlA的4腳分別與電容C3、電容C4的一端相連，電容C3、電容C4的另一端相連 并接地，比較器UlA的2腳與電阻R3、電阻R4的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R4 的另一端通過(guò)可變電阻RPl分別與比較器UlA的11腳、電容Cl、電容C2的一端連接，電容 Cl、電容C2的另一端相連并接地，比較器UlA的1腳與電阻R9的一端連接并為故障信號(hào)輸 出，電阻R9的另一端分別與比較器UlB的5腳及電阻RlO的一端連接，電阻RlO的另一端接 地，比較器UlB的6腳分別接電阻R5、電阻R6的一端，電阻R5的另一端通過(guò)可變電阻RP2 接電源15V正，電阻R6的另一端分別接發(fā)光二極管Vl的負(fù)極及地，發(fā)光二極管Vl的正極 通過(guò)電阻R8、電阻R7與比較器UlB的7腳連接。本實(shí)用新型的有益效果是1、采用國(guó)際尺寸標(biāo)準(zhǔn)，快速插拔安裝方式，方便了組合 使用和維修；2、以最大輸出功率130W為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可方便組合成100W、200W、500W發(fā) 射機(jī)；3、采用自然散熱方式提高了使用可靠性；4、采用脈寬放大技術(shù)提高了功率放大器效 率，效率達(dá)到77% ；5、引入故障監(jiān)測(cè)電路，能方便快速的判斷工作狀態(tài)；6、采用變壓器耦合 合成方式完成功率輸出，提高了自身保護(hù)能力。

圖1為本實(shí)用新型電路連接框圖并作為摘要附圖。圖2為本實(shí)用新型的調(diào)制器及濾波器電路原理圖。圖3為邊實(shí)用新型功率放大器電路原理圖。圖4為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)電路原理圖。圖5為本實(shí)用新型500W中波功率放大器連接框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，中波功率放大器，包括調(diào)制器電路、濾波器電路、功率放大器電路、變 壓器及監(jiān)測(cè)電路，調(diào)制器電路依次與濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路連接。調(diào)制器電路及濾波器電路如圖2所示電路中功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管IRF140及與之 相連電路構(gòu)成脈寬放大電路，把可變寬度的脈寬調(diào)制信號(hào)的邏輯電平從以地為基準(zhǔn)改變?yōu)?以-48V為基準(zhǔn)。脈寬信號(hào)(0 +15V脈沖)加到三極管Vl的發(fā)射極，Vl導(dǎo)通或截止。V2、 V3的基極在-48V電平和比-48V高13V的電平之間開(kāi)關(guān)。V2、V3及相連電路組成平衡推動(dòng) 開(kāi)關(guān)電路，推動(dòng)MOS功率效應(yīng)管V5，V4、R2建立基準(zhǔn)電壓，該電平比-48V電壓高13V，當(dāng)V2、 V3的基極電壓為-48V時(shí)，V2截止，V3導(dǎo)通，V5截止。當(dāng)V2、V3基極電壓比-48V高13V時(shí)， V2導(dǎo)通，V3截止，V5導(dǎo)通。V2、V3的發(fā)射結(jié)輸出矩型波，頻率為70kHz。電感L2、電容C2、 C3、C4組成低通濾波器，濾除開(kāi)關(guān)頻率(70kHz)，但無(wú)衰減的允許音頻信號(hào)通過(guò)。低通濾波 器輸出負(fù)的直流電壓，該電壓隨調(diào)制音頻的幅度而變化，電壓的平均值由前端70kHz脈寬 確定。功率放大電路如圖3所示載波信號(hào)通過(guò)變壓器Tl，次級(jí)輸出加到功率場(chǎng)效應(yīng)管 的柵極和源極之間。源極和柵極之間的二極管對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管起保護(hù)作用。當(dāng)Vi的柵極為正 值時(shí)，V4柵極也為正，V2、V3柵極為負(fù)，VI、V4導(dǎo)通，V2、V3截止。當(dāng)Vl的柵極為負(fù)值時(shí)，V4柵極也為負(fù)，V2、V3柵極為正，V1、V4截止，V2、V3導(dǎo)通。當(dāng)載波上半周時(shí)調(diào)制電壓經(jīng)VI， T2的初級(jí)線包，V4到地。當(dāng)載波下半周時(shí)調(diào)制電壓經(jīng)V2，T2的初級(jí)線包，V3到地。此時(shí)在 T2的次級(jí)線包上有射頻功率輸出。故障監(jiān)測(cè)電路原理如圖4所示該電路主要根據(jù)比較器原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，適當(dāng)調(diào)整 基準(zhǔn)電壓，當(dāng)無(wú)功率信號(hào)時(shí)，故障信號(hào)為高電平，指示燈點(diǎn)亮。變壓器功率合成如圖5所示需要進(jìn)行功率合成時(shí)，附圖3、5中變壓器T2次級(jí)線 包依次相連，最終一端接地，另一端功率輸出。各功率放大模塊的輸出功率通過(guò)各自變壓器 耦合到次級(jí)線包上，其中一路模塊損壞不會(huì)引起輸出阻抗的變化，其他功率模塊正常工作。需要改變整機(jī)的輸出功率時(shí)，按需求不同模塊數(shù)量設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的輸出變壓器，保證 輸出阻抗為50 Ω。工作原理功率放大器單元由調(diào)制器，低通濾波器，功率放大器及功率合成變壓器 組成。調(diào)制器把脈寬調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榀B加音頻的直流電 平，并把脈寬 (70kHz)信號(hào)的邏輯電平從以地為基準(zhǔn)改變?yōu)橐?50V電壓為基準(zhǔn)。低通濾波器濾除70kHz 開(kāi)關(guān)信號(hào)，允許300 3000Hz音頻信號(hào)和直流分量通過(guò)，無(wú)調(diào)制時(shí)70kHz脈沖信號(hào)脈寬不 變。濾波器濾除70kHz后，輸出為一負(fù)直流電壓，送至功率放大器作為電源。脈寬越寬負(fù)壓 越高，功放輸出功率越大。脈寬越窄，功放輸出功率越小。當(dāng)脈寬隨音頻幅度變化時(shí)，直流 電壓大小隨音頻變化，功放輸出功率也隨著變化，即形成調(diào)幅波。載波信號(hào)經(jīng)高頻功放輸入 變壓器四個(gè)次級(jí)繞組分別接到四個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵源極之間。載頻方波正半周時(shí)一對(duì)場(chǎng) 效應(yīng)管導(dǎo)通，另一對(duì)截止。載頻方波負(fù)半周時(shí)相反。這樣在輸出變壓器次級(jí)得到約130W正 負(fù)交替幅度相等的方波載波功率輸出信號(hào)。功率可通過(guò)信號(hào)通過(guò)變壓器完成輸出。
權(quán)利要求一種中波功率放大器，其特征在于包括調(diào)制器電路、濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路，所述調(diào)制器電路依次與濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路連接；所述調(diào)制器電路及濾波器電路中的電阻R1的一端接收脈寬信號(hào)，電阻R1的另一端與三極管V1的發(fā)射極連接，三極管V1的基極接地、三極管V1的集電極分別與電阻R3一端、三極管V2及三極管V3的基極連接，三極管V2及三極管V3的發(fā)射極相接并與電阻R5、電阻R4的一端連接，三極管V3的集電極分別與電阻R3、電阻R4的另一端、電感L1、電容C1的一端及二極管V4的正極連接并接電源-48V，三極管V2的集電極分別與電阻R2的一端、電容C1正極、二極管V4的負(fù)極連接，電阻R2的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管V5的源極接電感L1的另一端，場(chǎng)效應(yīng)管V5的柵極接電阻R5的另一端，場(chǎng)效應(yīng)管V5的漏極接二極管V6、二極管V7的正極及電感L2的一端，二極管V6、二極管V7負(fù)極接地，電感L2的另一端接電容C2、電容C3、電容C4及電感L3的一端，電容C2、電容C3的另一端接地，電感L3的另一端與電容C4的另一端相接并輸出調(diào)制信號(hào)；所述功率放大器電路中的變壓器T1的1端接載波信號(hào)、2端接地，變壓器T1的8端、4端、10端、6端分別接場(chǎng)效應(yīng)管V1、場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4的柵極，變壓器T1的7端、3端、9端、5端分別接場(chǎng)效應(yīng)管V1，場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4的源極，場(chǎng)效應(yīng)管V1、場(chǎng)效應(yīng)管V2、場(chǎng)效應(yīng)管V3、場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極分別與二極管V8、二極管V7、二極管V6、二極管V5的負(fù)極連接，二極管V8的負(fù)極接地，二極管V8的正極分別與二極管V7的負(fù)極、場(chǎng)效應(yīng)管V1的源極、變壓器T2的1端、3端連接，二極管V7的正極分別與電容C1、電容C2的一端及場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極連接并接收調(diào)制信號(hào)，電容C1、電容C2的另一端相連并接地，二極管V6的負(fù)極接地，二極管V6正極分別與二極管V5的負(fù)極、變壓器T2的2端、4端及場(chǎng)效應(yīng)管V3的源極連接，二極管V5的正極分別電容C3、電容C4的一端及場(chǎng)效應(yīng)V4的源極連接并接收調(diào)制信號(hào)，電容C3、電容C4的另一端像連并接地，變壓器T2的5端、6端為射頻功率輸出端，其中5端通過(guò)電容C5接地；所述監(jiān)測(cè)電路中的電阻R1的一端接收功率信號(hào)，電阻R1的另一端分別與電容C23負(fù)極、電阻R2一端、比較器U1A的3腳連接，電容C23的正極與電阻R2的另一端相連并接地，比較器U1A的4腳分別與電容C3、電容C4的一端相連，電容C3、電容C4的另一端相連并接地，比較器U1A的2腳與電阻R3、電阻R4的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端通過(guò)可變電阻RP1分別與比較器U1A的11腳、電容C1、電容C2的一端連接，電容C1、電容C2的另一端相連并接地，比較器U1A的1腳與電阻R9的一端連接并為故障信號(hào)輸出，電阻R9的另一端分別與比較器U1B的5腳及電阻R10的一端連接，電阻R10的另一端接地，比較器U1B的6腳分別接電阻R5、電阻R6的一端，電阻R5的另一端通過(guò)可變電阻RP2接電源15V正，電阻R6的另一端分別接發(fā)光二極管V1的負(fù)極及地，發(fā)光二極管V1的正極通過(guò)電阻R8、電阻R7與比較器U1B的7腳連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于導(dǎo)航發(fā)射機(jī)的中波功率放大器，包括調(diào)制器電路、濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路，調(diào)制器電路依次與濾波器電路、功率放大器電路、變壓器及監(jiān)測(cè)電路連接；本實(shí)用新型的有益效果是1、采用國(guó)際尺寸標(biāo)準(zhǔn)，快速插拔安裝方式，方便了組合使用和維修；2、以最大輸出功率130W為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可方便組合成100W、200W、500W發(fā)射機(jī)；3、采用自然散熱方式提高了使用可靠性；4、采用脈寬放大技術(shù)提高了功率放大器效率，效率達(dá)到77％；5、引入故障監(jiān)測(cè)電路，能方便快速的判斷工作狀態(tài)；6、采用變壓器耦合合成方式完成功率輸出，提高了自身保護(hù)能力。
文檔編號(hào)H03F3/20GK201571022SQ200920251739
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者張強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津七六四通信導(dǎo)航技術(shù)有限公司