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

оо

00 4

о:) Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах низкой частоты большой и средней мощности. Известен усилитель класса «Д«, построенный на основе адаптивной широкоимпульсной модуляции и содержащий сумматор, релейный элемент, двухтактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот и цепь обратной связи 1. Недостатком этого усилителя класса «Д« является высокий уровень нелинейных искажений при малых уровнях входного сигнала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является усилитель класса «Д«, содержащий последовательно соединенные сумматор, релейный элемент, двух1 озиционный коммутатор, двухтактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот и цепь обратной связи, включенную между вторым входом сумматора и выходом фильтра нижних частот, а также соединенные последовательно первый блок объединения, входы которого подключен) к входам двухтактного ключевого усилителя, а выход - к входу дискриминатора длительности паузы, а также фиксатор нулевого порядка, сигнальный и управляющий входы подключены соответственно к выходу релейного элемента и выходу дискриминатора длительности паузы, а выход-к управляющему входу двухпозиционного коммутатора 2. Однако этот усилитель класса «Д обладает высоки.м уровнем нелинейных искажений при небольщом уровне усиливаемого сигнала вследствие уменьшения частоты переключений релейного элемента. Целью изобретения - уменьщение нелинейных искажений. Цель достигается тем, что в известный усилитель класса «Д, содержащий последовательно соединенные сумматор, релейный элемент, двухпозиционный коммутатор, двух тактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот и цепь обратной связи, включенную между вторым входом первого сумматора и выходом фильтра нижних частот, а также соединенные последовательно первый блок объединения, входы которого подключе ны к входам двухтактного усилителя, а выход - к входу дискриминатора длительности паузы, а также фиксатор нулевого порядка, сигнальным входом подключенный к выходу релейного элемента, а выходом к управляющему входу двухпозиционного коммутатора, между выходом сумматора и управляющим входом фиксатора нулевого порядка включены последовательно блок сравнения и второй блок объединения, другой вход которого подключен к выходу дискриминатора длительности паузы. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного усилителя : 62 класса «Д«; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов. Усилитель класса «Д« содержит сумматор I, релейный элемент 2, двухпозиционный коммутатор 3, перв1 й блок объединения 4 и двухтактный ключевой усилитель 5, фил)Тр нижних частот 6, цепь обратной связи 7, дискриминатор 8 длитатьности паузы, фиксатор нулевого порядка 9, блок сравнения 10, второй блок объединения 11. Усилитель класса «Д« работает следующим образом. При больших уровнях входного сигнала, разностный сигнал на выходе сумматора 1 не превышает установленных границ его изменения (Ujv,-bU) и () (фиг. 2а). При этом выходное напряжение блока сравнения 10 (фиг. 2в) равно нулю и сигналы с выхода дискриминатора 8 проходят на управляющий вход фиксатора нулевого порядка 9 (фиг. 2д). Когда длительность паузы tn., между выходными импульсами релейного элемента не превышает установленной длительности Г, выходное напряжение дискриминатора 8 не изменяется, и входное напряжение фиксатора нулевого порядка 9 разрешает прохождение импульсов с выхода релейного элемента 2 через двухпозиционный коммутатор 3 на соответствующий вход двухтактного ключевого усилителя 5 (фиг. 2ж, 2и). При этом на входе фильтра нижних частот 6 формируется последовательность импульсов (фиг. 2к), полярность которых соответствует полярности усиливаемого сигнала. Когда длительность паузы „ становится больщеТ,.на выходе дискриминатора 8 формируются импульсы (фиг. 2г), переключающие фиксатор нулевого порядка 9 и его выходное напряжение на его сигнальном входе подключенном к выходу релейного элемента 2 (фиг. 26). При этом на входе фильтра нижних частот 6 через интервал времени Г .формируются разнополярные импульсы. При малых уровнях входного сигнала разностный сигнал превышает величины (U«-bU )..и (Ц«-и) (фиг. 2а), что приводит к формированию на выходе блока сравнения 10 импульсов, поступающих на управляющий вход фиксатора нулевого порядка 9 (фиг. 2д). Это приводит к изменению состояния фиксатора пулевого порядка 9, выходное напряжение которого , поступая на урправляющий вход двухпозиционного коммутатора 3, обеспечивает поочередное прохождение напряжения с выхода релейного элемента 2 на соответствующий вход двухтактного ключевого усилителя 5. При этом на входе фильтра нижних частот 6 формируется последовательность разнополярных импульсов (фиг. 2к), пауза между которыми значительно меньше Г,, что обеспечивает повышение скорости изменения выходного напряжения усилителя класса «Д« и тем самым уменьшение нелинейных искажений усиливаемого сигнала.

Таким образом, по сравнению с прототипом предложенный усилитель класса «Д«

вследствие повышенной частоты переключений релейного элемента при малом уровне усиливаемого сигнала обладает меньшим уровнем нелинейных искажений.

УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА «Д«, солрржащий последовательно соединенные сумматор, релейный элемент, двухпозиционный коммутатор, двухтактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот и цепь обратной связи, включенную между -вторым входом сумматора и выходом фильтра нижних частот, а также соединенные последовательно первый блок объединения, входы которого подключены к входам двухтактного ключевого усилителя, а выход - к входу дискриминатора длительности паузы, а также фиксатор нулевого порядка, сигнальным входом подключенный к выходу релейного элемента, а выходом - к управляющему входу двухпози-ционного коммутатора, отличающийся тем, что, с целью уменьщения нелинейных искажений, между выходом сумматора и управляющим входом фиксатора нулевого порядка включены последовательно блок сравнения и второй блок объединения, другой .вход которого подключен к выходу а дискриминатора длительности паузы.