УСИЛИТЕЛЬ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Советский патент 1971 года по МПК H03F3/217 

Усилитель с Широтно-импуЛьсной модуляцией (ШИМ) может быть использован в устройствах автоматики, в частности в сервоусилителях, а также в схемах усилителей низкой частоты с двухтактным (выходом.

Двухтактиые усилители с ШИМ известны, однако они -не обеспечивают постоянство среднего значения сулммарного тока в плечах нагрузки 1при изменении напряжения источника питания или импедаиса нагрузки.

Описываемое изобретение позволяет стабилизировать среднее значение суммарного тока в -плечах .нагрузки усилителя с ШИМ при изменении напряжения источника питания и имледанса нагрузки.

Это достигается за счет введения специальной цепи обратной связи.

На фиг. 1 изображена блок-схема усилителя; на фиг. 2 - зпюры напряжений на различных участках схемы усилителя с ШИМ при отсутствии входного сигнала.

Усилитель с ШИМ состоит из сопротивлений 1, 2 .нагрузки; выходных каскадов 3, 4; сопротивлений 5, 6 обратной связи; сумматора-фильтра 7, 8, 9 нижних частот; -потенциометра 10 установки средней величины суммарного тока; дифференциального усилителя П; вспомогательного ШИМ-модулятора 12; схем 13 совпадения; ШИМ-модулятора 14 входного сигнала; источника 15 входного сигнала и источника 16 занускающих импульсов ШИМ-модуляторов. Период импульсов Граб зада-н источннком 16, затускающим ШИМ-модулятором 12, 14 (эпюра, а). Им пульсные напряжения, амплитуды которых определяются токами в плечах нагрузки /, 2, снимаются с солроти-влений 5, 6 обратной связи (эпюры, б, в).

После суммирова)П1я и фильтрации в сумматоре-фильтре 7-9 напряжение, пропорциональное среднему значению суммарного тока нлечей нагрузки усилителя, -подается ла вход дифференциального усилителя 11, где сравниваются с напряжением на потенциометре 10. С помощью потенциометра 10 устанавливается среднее значение суммарного тока плечей нагрузки усилителя с ШИМ. Разность напряжений на :выходе сумматора-фильтра и

потенциометра 10 после усиления в дифференциальном усилителе 11 управляет вспомогательным ШИМ-модулятором 12, выполненным по любой известной схеме, например с применением компаратора, триггера Шмштта

и других. Фаза напряжения на выходе дифференциального усилителя // выбирается так, чтобы при уменьшении средней величины суммарного тока плечей -нагрузки усилителя с ШИМ, длительность импульса вспомогаи наоборот (эпюра, г). Двухтактные импульсы с выхода ШИМ-модулятора 14 входного сигнала (эпюры, д, е поступают на схемы 13 совпадения, туда же поступает импульс вспомогательного ШИМ-модулятора 12 (эпюра, г). Рабочие имлульсы, запуакаюпдие выходные каскады 3, 4 усилителя с ШИМ, снимаются с 1выходо в схем 13 совпадения (эиюры, ж, з). Пунктиром показано измепение формы импульсов при изменении питающего напряжения и импедааса нагрузки. Как видно из Эпюр а и б, суммарная площадь импульсов така в плечах нагрузки, а следовательно, и среднее значение суммарного тока плечей нагрузки усилителя с ШИМ стабилизировано при изменении напряжения питания и импеданса нагрузки. Для стабилизации характеристики ШИМ-модулятора входного сигнала В последний можно ввести обратную связь по разностному току нлечей нагрузки усилителя с ШИМ.

Предмет изобретения

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией, содержащий широтно-импульсный модулятор и двухтактный выходной каскад с резисторами в цени обратной связи, отличающийся тем, что, с целью стабилизации среднего значения суммарного тока выходного каскада, в него введены сумматор-фильтр

нижних частот, вспомогательный модулятор, дифференциальный усилитель и схема совпадения, причем резисторы цени обратной связи через сумматор-фильтр нижних частот подключены ко входу дифференциального

усилителя, выход которого через вспомогательный модулятор соединен с одним из входов схемы совпадения, к другим входам которой подключены выходы широтно-импульсного модулятора, а выходы схемы совнадеПИЯ соединены со входами выходного каскада усилителя.

Фиг./