Усилитель мощности класса Д Советский патент 1988 года по МПК H03F3/217 

ел

4;:

ьо

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах широкого применения,

Цель изобретения - уменьшение искажений.

На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя мощности класса D для .

Усилитель мощности класса D содержит генератор 1 пилообразного напряжения, выполненный на генераторе 2 тактовых импульсов, RS-триггсре 3, коммутаторе 4, счетчике 5 и цифроаналоговом преобразователе 6, а также дополнительном коммутаторе 7, дополнительном счетчике 8, преобразователе 9 кода, компаратор 10, распределитель 11 импульсов, дешифраторы 12 и ключевые усилители 13... 13 и фильтр 14 нижних частот.

Усилитель мощности класса D работает следующим образом.

Пусть RS-триггер в генераторе 1 находится в каком-то одном состоянии Тогда импульсы от генератора 2 тактовых импульсов через коммутатор 4 поступают на соответствующий вход счетчика 5 и двоичньй код на его вы- ходе линейно изменяется. При достижении максимального или нулевого значения кода RS-триггер 3 переводится счетчиком 5 в противоположное состояние и двоичный код на выходе счетчи- ка 5 начинает линейно изменяться в аругую сторону. Код с выхода счетчика 5 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 6 в симметричное пилообразное напряжение, которое по- ступает на вход компаратора 10. При превышении входным сигналом величины пилообразного напряжения импульс с выхода переполнения счетчика проходит на прямой вход счетчика 5 и на выходе цифроаналогового преобразователя 6 начнет формироваться симметричное пилообразное напряжение с постоянной составляющей, соответствунТ- щей зоне, в которую перешел входной сигнал. Аналогичным образом при уменьшении входного сигнала и переходе его в нижележащую зону сигнал с выхода коммутатора 2 разрешает прохождение импульса с выхода обнуления счетчика 6 на реверсивный вход дополнительного счетчика 8 и пилообразный сигнал с выхода генератора I переходит в нижележащую зону.

0

5 0 г О 5 Q

5

Распределитель 11 предназначен для формирования импульсных сигналов, управляющих работой дешифраторов 12.

Работу дешифратора 12 рассмотрим на примере дешифратора 12,. Когда входной сигнал находится в первой зоне, на выходах преобразователя 9 находятся сигналы логического О, которые, поступая на соответствующие входы дешифратора 12, запрещают прохождение сигналов с их второго входа. На вход первого логического элемента 2И дешифратора 12 поступают сигналы с выхода компаратора 10, проходят на ВЫХОД1 первого логического элемента 2И и далее через логический элемент 12ИЛИ на выход дешифратора 12. При переходе входного сигнала во вторую зону на выходе генератора 1 появляется сигнал логической 1, который разрешает прохождение сигналов на выход второго логического элемента 2И. При этом к импульсу с выхода компаратора 10, поступающему на первый вход логического элемента I2ИЛИ дешифратора I2j, прибавляется импульс с выхода распределителя 11, а на выходе дешифратора 12/ появляются импульсы с длительностью, равной суммарной длительности каждого четвертого импульса с выхода компаратора 10. Таким образом, на выходах дешифраторов 12 формируются сигналы, соответствующие четырехканальной широтно- импульсной модуляции с параллельным сложением в нагрузке, при фильтрации которого можно восстановить усиленный входной сигнал.

Таким образом, применение управляемых генератора I, дешифраторов 12 ...12 распределителя 11, позволяет переключать выходные каскады ключевых усилителей 13 по глубине модуляции импульсного сигнала ШИМ на выходе компаратора 10, что обеспечивает плавный рост выходного сигнала от роста входного сигнала.

Формула изобретения

Усилитель мощности класса D, содержащий компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а инверсный выход - с входом распределителя импульсов, п ключевых усилителей и фильтр нижних частот, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения искажений, ввеЬ,ено п дешифраторов, а генератор пилообразного напряжения выполнен управляемым на последовательно соединенных RS- триггере, коммутаторе, счетчике и цифроаналоговом преобразователе, выход которого является выходом управ- ляемого генератора пилообразного напряжения, и генераторе тактовых импульсов, выход которого соединен с соответствующими входами коммутатора а также последовательно соединенных дополнительном коммутаторе, дополнительном счетчике и преобразователе кода причем первый и второй входы дополнительного коммутатора являются соответственно первым и вторым входами управления генератора пилосТбраз- ного напряжения, третий и четвертый входы подключены к выходам обнуления и переполнения счетчика и R- и S-BXO дам RS-триггера соответственно, причем выходы дополнительного счетчика соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, а

0

5

0

5

выходы преобразователя кода соединены с пятым и шестым входами дополнительного коммутатора и являются пер- вым и вторым дополнительными выходами управляемого генератора пилообразного напряжения, при этом соответствующий выход дополнительного счетчика является третьим выходом управляемого генератора пилообразного напряжения, неинвертирующий вход компаратора является входом усилителя мощности класса D,прямой выход компаратора соединен с первым входом управления генератора пилообразного напряжения и с соответствующим входом каждого де иифратора, инверсный выход - с вторым входом управления генератора пилообразного напряжения, дополнительные выходы которого и выходы распределителя импульсов соединены с соответствующими входами каждого дешифратора, выходы которых через соответствующие ключевые усилители подключены к входу фильтра нижних частот.

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - уменьшение искажений. Усилитель содержит генератор 1 пилообразного напряжения, вьтолненный на г-ре тактовых импульсов 2, RS-триггере 3, коммутаторе 4, счетчике 5 и ЦАП 6, а также на дополнительных коммутаторе 7, счетчике 8 и преобразователе кода 9, компаратор 10, распределитель 11 импульсов, введенные дешифрато1зы 12, ключевые усилители 13 ..13 и фильтр 14 нижних частот. На выходах дешифраторов 12 формируются, сигналы, соответствующие четырехканальной широтно- импульсной модуляции с параллельным сложением в нагрузке, при фильтрации которого можно восстановить усиленный входной сигнал. Т.образом применение управляемых г-ра 1, дешифраторов 12,...12, распределителя II позволяет переключать выходные каскады ключевых усилителей 13 по глубине модуляции импульсного сигнала ШИМ на выходе компаратора 10, что обеспечивает плавный рост выходного сигнала от роста входного сигнала. 1 ил. Ф (Л