Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1984 года по МПК H03K7/08 H03F3/217 

Ь

ьо

00

1ШРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР , содержаощй последовательно соединенные интегратор и первый компаратор, выход которого через ключевой элемент соединен с первьм входом интегратора, второй вход,которого является входом широтно-импульсного модулятора, а также генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона модулируемых сигналов, генератор пилообразного напря жения выполнен управляемым, а мевщу его входом управления и выходом интегратора включен второй компаратор.

фиг. 1

1

Изобретение относится к радиотехнике и -может использоваться в усилителях класса Р для осуществления широтно-импульсноймодуляции.

Известен широтно-импульсный модулятор, использующийся в усилителе класса D для формирования ш 1ротноимпулБСно-модулированного сигнала в результате сравнения усиливаемого сигнала с напряжением пилообразной формы lj .

Однако данный широтно-импульсный модулятор обладает высоким уровнем нелинейных искажений при малом уровне усиливаемого сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является широтно-импульсный модулятор, содержащий последовательносоединенные интегратор и первьй компаратор, выход которого через ключевой элемент соединен с первым входом интегратора, второй вход которого является входом широтно-импульсного модулятора, а также генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к другому входу первого ком-паратора 2j,

Однако известный широтно-импульсный модулятор обладает недостаточно большим динамическим диапазоном модулируемых сигналов, что обусловлено .влиянием инерционности выключения ключевого элемента на выходное напря интегратора.

Щель изобретения - расширение .дина шческого диапазона модулируемых сигналов.

Для этой цели в широтно-импульсном модуляторе, содержащем последовательно соединенные интегратор и первый компаратор, выход которого через ключевой элемент соединен с пер-вым входом интегратора, второй вход которого является входом широтно-импульсного модулятора, а также генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора, генератор пилообразного напряжения вьтолнен yпpaвляe o Iм, а мевду его входом управления и выходом интегратора включен второй компаратор.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного широтно-1ипульсного модулятора, на фиг.2 - электрическая принципиальная схема одного из возможных вариантов

31032

выполнения управляемого генератора пилообразного напряжения.

Широтно-импульсный модулятор содержит интегратор 1, первый и второй компараторы 2 и 3, генератор 4 пилообразного напряжения, выполненный управляемым, ключевой элемент 5.

Широтно-импульсный модулятор работает ел едуюпщм образом. Q Модулируемый и импульсный сигналы с выхода ключевого элемента 5 вычитаются во входной цепи интегратора 1, интегрируются и поступают на первый компаратор 2, где сравливаются-с пилообразным напряжением, поступающим На первый компаратор 2 от генератора 4, который при большом уровне модулируемого сигнала работает в режиме автоколебаний, так как в этом 2Q случае выходное напряжение интегратора 1 положительно и выходной сигнал второго компаратора 3 отсутствует.

При уменьшении уровня модулируе25 мого сигнала из-за инерционности выключения ключево о элемента 5 в некоторьй момент времени выходное напряжение интегратора 1 становится отрицательным, что приводит к срабатыванию второго компаратора 3 и появлению на входе управления генератора 4 сигнала управления, переводящего его в ждущий режим работы. При этом выхойное напряжение генератора 4 проходит один полный период изменения и далее остается равным нулю. Когда выходное напряжение интегратора 1 сравнивается с нулем, происходит по вторное срабатывание второго компаратора 3, приводящее к принудительному запуску, генератора 4 и вследствие задержки формирования пилообразного напряжения - к срабатыванию первого компаратора 2 и к появлению на выходе ключевого элемента 5 импульса небольшой длительности,обеспечивающего его переключение.

Далее процесс повторяется до тех пор, пока выходное напряжение интегратора 1 не становится положительным, 0 сигнал управления генератором 4 от компаратора 3 исчезает и генератор 4 начинает работать в автоколебательном режиме.

Предложенный широтно-импульсный 5 . модулятор выгодного отличается от известных тем, что период следования выходных импульсов ключевого элемен-. та 5 за счет введения второго компаратора 3 и вьшолнения генератора 4 пилообразного напряжения управляемым при малых уровнях модулируемого сигнала оказывается меньше и, следовательно, меньшим будет уровень пульсаций постоянной составляющей выходной импульсной последовательности клечевого элемента 5, и тем самьв шире динамический диапазон.

Фиг. 2