Усилитель класса "Д Советский патент 1984 года по МПК H03F3/217 

Вых

:о эо

00

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах большой мощности для усиления низких частот.

Известны усилители класса Д, использующие адаптивную широтно-иМпульсную модуляцию, содержащие сумма тор усиливаемого сигнала и сигнала обратной связи, релейный элемент, двухтактный ключевой усилитель и фильтр нижних частот, включенный меж ду двухтактным ключевым усилителем и выходом усилителя класса Д

Недостатком этого устройства является сравнительно небольшой динамический диапазон усиливаемых сигналов, что обусловлено увеличением пульсации вь-ходного напряжения при малом уровне усиливаемого сигнала.

Наиболее, близким к предлагаемому по технической сущности является уси литель класса Д, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выход которого . соединен с входами второго сумматора и двухтактного клю чевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого cy /Iмaтopa, причем выход релейного элемента соединен с управляющим входом коммутатора через фиксатор нулевого порядка, управляющий вход которого через дискриминатор длительности пауз соединен с выходом второго сумматораС2 1

Однако этот усилитель класса Д обладает небольшим динамическим диапазоном, усиливаемых сигналов, так как в обоих режимах работы частота переключений релейного элемента изменяется в зависимос1И от уровня усиливаемого сигнала и, кроме этого, область однотактного режима работы сравнительно невелика.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона усиливаемых сигналов.

Цель достигается тем, что в усилитель класса Д, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактнрго ключевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем выход релейного элемента соединен с управляющим входом коммутатора че-. рез фиксатор нулевого порядка, управ ляющий вход которого через дискриминатор длительности пауз соединен с выходом второго сумматора, введен RS-триггер, между 5-входом которого

и выходом второго сумматора включен дискриминатор длительности импульсов, а дискриминатор длительности пауз выполнен управляемым, причем его вход управления и выход соединены соответственно с выходом и R-входом RS-триггера.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема усилителя класса на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу усилителя класса Д.

Усилитель класса Д содержит первый сумматор 1, релейный элемент 2,. коммутатор 3, двухтактный ключевой усилитель 4, фильтр 5 нижних частот,/второй сумматор б, дискриминатор 7 длительности импульсов, RS-триггер- 8, дискриминатор9 длитель. ности пауз, фиксатор 10 нулевого порядка и цепь 11 обратной связи.

Усилитель класса Д работает следующим образом.

Первый сумматор 1 формирует на входе релейного элемента 2 сигнал, пропорциональный разности усиливаемого сигнала (фиг.2 о и) исигнала обратной связи (фиг.2 скП . При превышении разностным сигналом ширины петли гистерезиса релейного элемента 2 он переключ,ается, формируя на выходе последовательность широтно-модулированных импульсов (фиг. 2 5).

Коммутатор 3 обеспечивает прохождение прямого сигнала с выхода релейного элемента 2 на уп завление положительным {фиг.2б) или инверсного сигнала на управление отрицательным (фиг.21-1 каналами двухтактного ключевого усилителя, когда напряжение, поступающее на управляющий вход ког-1мутатора 3 (фиг.2 и) с выхода фиксатора 10, равно соответственно 1 или О.

Второй сумматор б объединяет в сумматорную импульсную последовательность (фиг.2д) импульсные последовательности с выходом коммутатора 3 (фиг. 2 В и фиг. 2 г.

Выходное напряжение фиксатора 10 (фиг.2 и) повторяет напряжение, поступающее на его вход с выхода релей ного элемента 2 (фиг.25/ , при поступлении на управляющий вход фиксатора 10 импульсов с выхода дискриминатора 9 (фиг.2(.

5 R5-триггер 5 формирует управляющее напряжение (фиг.2з| для дискриминатора 9, определяющее область однотактного режима усилителя. При поступлении на один из его установочных вхо0 дов импульсов с выхода дискриминатора 9 (фиг.2ж) RS-триггер 8 переключается и приходит в исходное состояние при поступлении импульсов с выхода дискриминатора 7 (фиг.2е) на друт

5 гой его установочный вход.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, со- ; держащий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактного ключевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем выход, релейного элемента соединен с управляющим входом коммутатора через фиксатор нулевого порядка, управляющий вход которого через дискриминатор длительности пауз соединен с выходом второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона усиливаемых сигналов, в него введен f S-триггер, между В-входом которого и выходом второго сумматора включен дискриминатор длительности импульсов, а дискриминатор длительности пауз выполнен управляемым, причем его вход управле(Л ния и выход соединены соответственно с .выходом и ft -входом КЗ-триггера.