Широтно-импульсный усилитель Советский патент 1982 года по МПК H03K5/02 

(5) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

1 .

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен широтно-импульсный усилитель (ШИУ), содержащий источник входного и опорного сигналов, формирователь пилообразного напряжения, два пороговых элемента, два элемента совпадения, инвертор, двухполупериодный выпрямитель.и мостовой выходной каскад на ключевых элементах р. ,(,

Недостатком данного усилителя является низая точность и малый динамический диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является )5 усилитель, содержащий последовательно включенные генератор тактовых импульсов, формирователь и детектор, инвертор, второй формирователь пилообразного напряжения, второй ам- ю плитудный детектор, два пороговых элемента, суммирующее устройство, вычитающее устройство и мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка 123Данный усилитель не обладает достаточной точностью.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем что в широтно-импульсный усилитель, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, формирователь пилообразного напряжения и .первый амплитудный детектор, выход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, второй пороговый элемент, первый вход которого соединен с выходом второго амплитудного детектора, мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка, введен инвертирующий усилитель, вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения и вторым входом первого порогового элемента, а выход инвертирующего усилителя соединен с вторым входом второго порогового элементе и входом второго амплитудного детектора, причем третьи входы пороговых элементов соединены с входной шиной, а выходы пороговых элементов подключены к соответствующим входам мостового выходного каскада на ключевых элементах. На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя Усилитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, формирователь Z пилообразного напряжения, амплитуд ные детекторы 3 и инвертирующий усилитель 5, пороговые элементы 6 и 7, состоящие из операционных усилителей 8 и 9, и резисторов 10-15 мостовой выходной каскад 16, состоящий из ключевых элементов . Позицией 21 обозначена нагрузка. Входной сигнал подан на входную шину 22. Усилитель работает следующим образом. Генератор 1 управляет работой фор мирователя 2, который вырабатывает положительные пилообразные импульсы поступающие на вход детектора 3 который обеспечивает слежение за ампли тудой пилообразного напряжения с выхода формирователя 2 и последующее хранение текущего значения этой амплитуды. Постоянное напряжение с детектора 3, равное амплитуде пилообразного напряжения, поступает через резистор 10 на инвертирующий вхо усилителя 8, устанавливая на его выходе напряжениеJв-данном случае отрицательное) , запирающее ключевые элементы 17 и 18 выходного каскада 16. В то же время положительные пилообразные импульсы поступают через резистор 11 на инвертирующий вход усилителя 9, но так как постоянное напряжение, поступающее на его вход равно амплитуде пилообразного напря жения, поступающего на инвертирующий вход усилителя 8, то его выходное напряжение полярности не меняет и ключевые элементы 17 и 18 закрыты, ток через них в нагрузку 21 не проходит. Вто же время отрицательные пило образные импульсы с выхода усилителя -5 поступают на вход детектора t, ко тррый обеспечивает слежение за амплитудой пилообразного напряжения с выхода усилителя 5 и последующее хр нение текущего значения этой амплитуды. Постоянное напря)кение детектора 4, равное амплитуде пилообразного напряжения на выходе усилителя 5, поступает через.резистор 15 на вход усилителя 9 устанавливая на его выходе напряжение, запирающее ключевые элементы 19 и 20 выходного к1аскада. Отрицательные пилообразные импульсы поступают через резистор 1 на вход усилителя 9, но так как постоянное напряжение, поступающее на его инвертирующий вход, равно амплитуде пилообразного напряжения, поступающего на неинвертирукяций вход усилителя 9, то его выходное напряжение полярности не меняет и ключевые элементы 19 и 20 закрыт ы, ток через них в нагрузку также не про- . ходит. При поступлении на шину 22 положительного напряжения амплитуда напряжения на неинвертирующем входе усилителя 8 больше положительного напряжения на его инвертирующем входе на величину входного сигнала. На выходе усилителя 8 напряжение меняется на обратное, открываются ключевые элементы 17 и 18, через нагрузку течет ток в направлении: ключевой элемент 17 нагрузка, ключевой элемент 18 в течение времени, пропорционального величине входного положительного сигнала. В то же время положительное входное напряжение поддерживает первоначальное напряжение ,на выходе усилителя 9 и ключевые элементы 19 и 20 закрыты. При поступлении на шину 22 отрицательного напряжения амплитуда напряжения на инвертирующем входе усилителя 9 больше по абсолютной величине напряжения на инвертирующем входе на величину отрицательного входного напряжения. На выходе усилителя 9 напряжение меняется на обратное открываются ключевые элементы 19 и 20, через нагрузку течет ток в направлении: ключевой элемент 20, нагрузка, ключевой элемент 19 в течение времени, пропорционального величине входного отрицательного сигнала. В то же время отрицательное входное напряжение поддерживает первоначальное напряжение на выходе усилителя 8 и ключевые элементы 17 и 18 закрыты. Таким образом, ток в нагрузке течет только тогда, когда на входе присутствует входной сигнал, при этом .исключаются ошибки, вносимые суммирующим и вычитающим устройствами, что повышает точность работы широтио-импульсного усилителя. Формула изобретения Широтно-импульсный усилитель, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, формирователь пилообразного напряжения и первый амплитудный детектор, выход которого соединен с первым вхо-, дом первого порогового элемента, вто рой пороговый элемент, первый вход ,которого соединен с выходом второго амплитудного детектора, мостовой выходной каскад на ключевых элементахв одну из диагоналей которого включена нагрузка, отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения точ 1 ности, в него введен инвертирующий усилитель, вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения и вторым входом первого порогового элемента, а выход инвертирующего усилителя соединен с вторым входом второго порогового элемента и входом второго амплитудного детектора, причем третьи входы пороговых элементов соединены с входной шиной, а выходы пороговых элементов подключены к соответствующим входам мостового выходного каскада на ключевых элементах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР № 614536, кл. Н 03 К 7/08, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № , кл. Н 03 К 5X01, 05.06.79.