Усилитель с адаптивной широтно-импульсной модуляцией Советский патент 1982 года по МПК H03F3/217 

-1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усилителях нижних частот.

Известен усилитель с адаптивной широтно-импульсной модуляцией ( ШИМ), содержащий последовательно соединенные источник сигнала, сумматор и релейный элемент, а также последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад, фильтр нижних частот и цепь Q отрицательной обратной связи, выход которой соединен с вторым входом сумматора, при этом выход фильтра нижних частот подключен к нагрузке l J.

Однако известный усилитель не по- ,5 зволяет снизить искажения сигнала при уменьшении величины и увеличении частоты усиливаемого сигнала.

Цель изобретения - снижение искажений ,. 20

Для достижения цели в усилитель с адаптивной ШИМ,содержащий последовательно соединенные источник сигнала, сумматор и релейный элемент, а

также последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад, фильтр нижних частот и цепь отрицательной обратной связи, выход которой соединен со вторым входом сумматооа. пои этом вы.ход фильтра нижних частот подключен к нагрузке, дополнительно введены первый и второй пороговые элементы, первый и второй управляемые ключи, выход релейного элемента подключен к одному входу двухтактного ключевого каскада через первый управляемый ключ, а к другому входу - через второй управляемый ключ, причем управляющий вход первого управляемого ключа через первый пороговый элемент, а управляющий вход второго управляемого ключа через второй пороговый элемент соединены с выходом источника сигнала.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Усилитель с адаптивной ШИМ содержит источник 1 сигнала, сумматор 2,

релейный элемент 3 двухтактный ключевой каскад , фильтр 5 нижних частот, цепь 6 отрицательной обратной связи, нагрузку 7, первый, второй пороговые элементы 8 и 9 первый, второй управляемые ключи 10 и 11.

Усилитель с адаптивной ШИМ работает следующим образом,

Если величина входного сигнала источника 1 меньше напряжений ерабатывания первого и второго пороговых элементов 8 и 9, то на выходе первого порогового элемента 8 формируется управляющее напряжение, а на выходе второго порогового элемента 9 управляющее напряжение отсутствует . Так как в этом случае первый и второй управляемые ключи 10 и 11 включены, то входной сигнал через сумматор 2, релейный элемент и управляемые ключи 10 и 11 поступает на оба плеча двухтактного ключевого каскада k. Одновременное ( противофазное переключение плеч усилителя позволяет увеличить скорость изменения сигнала на выходе фильтра 5 нижних частот и на выходе цепи 6 отрицательной обратной связи, что позволяет повысить частоту переключений при малых величинах и больших частотах входного сигнала. Это и приводит к существенному снижению искажений. При преввйиении входным сигналом напряжений срабатывание пороговых элементов 8 и 9 на их выходах формируются управляющие напряжения, которые включают только одно (например верхнее, см. чертеж плечо двух тактного ключевого каскада k, что и обеспечивает высокие энергетические характеристики усилителя. При отрицательном входном сигнале работает другое например нижнее,(см. чертеж) плечо двухтактного ключевого каскада 4.

Широтно-импульсная модуляция при работе каждого плеча усилителя формируется обычным для усилителей с адаптивной ШИМ образом, т.е. посредством сравнения усиливаемого и выход ного сигналов. Если усиливаемый си1-

нал больше, то релейный элемент 3 включается и напряжение на выходе возрастает, а как только оно превышает усиливаемое на половину гистерезиса релейного элемента 3, то- он выключается и выходное напряжение понижается, т.е. выходной сигнал с высокой точностью повторяет усиливаемый.

Использование усилителя с адаптивной ШММ предлагаемой конструкции позволяет значительно снизить искажение при малых величинах усиливаемого сигнала при сохранении высокого КПД в широком диап&зоне изменения амплитуд и частот усиливаемого си(- нала.

Формула изобретения

Усилитель с адаптивной широтноимпульсной модуляцией, содержащий последовательно соединенные источник сигнала, сумматор и релейный элемент, а также последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад, фильтр нижних частот и цепь отрицательной обратной связи, выход которой соединен с вторым входом сумматора, при этом выход фильтра ниж- / них частот подключен к нагрузке, о тличающийся тем, что, с целью снижения ич;кажений, дополнительно введены первый и второй пороговые элементы, первый и второй управляемые ключи, выход релейного элемента подключен к одному входу двухтактного ключевого каскада через первый управляемый ключ, а к другому входу через второй управляемый ключ, причем управляющий вход первого управляемого ключа через первый пороговый элемент, а управляющий вход второго управляемого ключа через второй пороговый элемент соединены с выходом источника сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 40+1 11, кл. 330-30, 09.09.77 (прототип).