Усилитель класса д

 

УашИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выхода которого соединены с входами второго сумматора и двухтактного-ключевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цеПь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем выход второго сумматора соединен через дискриминатор длительности паузы с управлякадим входом первого фиксатора нулевого порядка, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, введены дискриминатор длительности импульсов, второй фиксатор нулевого порядка, включенный между выходом релейного элемента и с 1гнальнык входом первого фиксатора нулевого порядка, а выход второго сумматора через дискриминатор длительности импульсов подключен к управлякадему входу второго фиксатора нулевого порядка.

СфО3 СОВЕТСКИХ

OIINM Ю . РЕфЪБЛИН

3(Ц) Н 03 F 3/217

ГОСУДАРСТВЕННЫ4 КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОБУСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3383469/18-09 (221 11.01.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 ,(72) А.A. Алексанян, В.A. Александров, В.A. Галахов, В.A. Иайоров и К.К. Никитин (5,3) 621. 375 ° 024 (088. 8) (56) 1. Патент СЗШ 9 4041411, кл, 330-207A,Í 03 F 21/00, 09.08.77.

2. Авторское свидетельство СССР

В 853775, кл. В 03FÇ/217, 06 ° 03.79 (прототий) . (54) (57) УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, репейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактного.-ключевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем выход второго сумматора со- единен через дискриминатор длительности паузы с управлякщим входом первого фиксатора нулевого порядка, выход которого подключен к управляющему входу коыиутатора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, введены дискриминатор длительности импульсов, второй фиксатор нулевого порядка, включенный между выходом релейного элемента и сигнальным входом первого фиксатора нулевого порядка, а выход второго сумматора через днскримина- Е тор длительности импульсов подключен к управляющему входу второго фиксатора нулевого порядка.

1058026

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах большой мощности для усиления низких частот.

Известны усилители класса,Д, использующие адаптивную широтно-импульсную модуляцию, содержащие .сумматоры усиливаемого сигнала и сигнала обратной связи, релейный элемент, двухтактный ключевой усилитель, 10 фильтр нижних частот и цепь обратной связи (1) .

Недостатком указанного усилителя класса Д является высокий уровень нелинейных искажений, обусловленный 15 увеличением уровня пульсаций, выход. ного напряжения при уменьшении уровня усиливаемого сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилитель класса Д, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактно " го ключевого усилителя, подключенно го через Фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем вы ход второго сумматора соединен через дискриминатор длительности паузы с управляющим входом первого фиксатора нулевого порядка, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора Я .

Однако усилитель класса Д обладает высоким уровнем нелинейных искажений вследствие того, что переход от двухтактного режима работы к однотактному происходит скачкообразно. 40

Цель изобретения — уменьшение нелинейных искажений.

Укаэанная цель достигается тем, что в усилитель класса Д, содержа- 4 щий последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактиого ключевого усилителя, подключенного через фильтр низких частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом nepaoro сумматора, причем выход второго сумматора соединен через дискриминатор длительности паузы с управляющим входом первого фиксатора нулевого порядка, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, введены дискриминатор длительности 60 импульсов, второй фиксатор нулевого порядка, включенный между выходом релейного элемента и сигнальным входом первого Фиксатора нулЕвого порядка, а выход второго сумматора через я дискриминатор длительности импульсов подключен к управляющему входу второго фиксатора нулевого порядка.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема усилителя класса

Д; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу усилителя класса Д.

Усилитель класса Д содержит первый сумматор 1, релейный элемент 2, коммутатор 3, двухтактный ключевой усилитель 4, фильтр 5 нижних частот, второй сумматор б, дискриминатор 7 длительности импульсов, дискриминатор 8 длительности паузы,. первый и второй фиксаторы 9 и 10 нулевого порядка, цепь обратной 11 связи.

Устройство работает следующим образом.

Первый. сумматор 1 Формирует на входе релейного элемента 2 сигнал, пропорциональный разности усиливае мого сигнала (Фиг.2а Д и сигнала обратной -связи (фиг. 2а П). При превышении раэ костным сигналом, полушири ны петли гистереэиса релейного элемента

2,он переключается и формирует на выходе широтно-модулированную последовательность импульсов (фи г. 2 Ъ) .

Коммутатор 3обеспечивает прохождение "прямого" сигнала с выхода релейного элемента 2 на управление положительным (фиг. 2Ф) или .инверсного сигнала на управление отрицательным

1 фиг. 2 > каналами ключевого усилителя, когда напряжение, поступаюцее на управляющий вход коимутатора 3 (Фиг. 2E ), соответственно равно "1" или "0". Второй сумматор б Формирует суммарную импульсную последователь:ность (фиг.2u) импульсов, поступающих на его входы с первого и второго выходов коммутатора 3 (фиг.2у, 3 } первый и второй фиксаторы 9 и 10 нулевого порядка фиксируют на выходах входные напряжения при поступлении импульсов на их управляющие входы.

Дискриминатор 7 осуцествляет сравнение длительности импульсов, поступающих на его вход с выхода сумматора 6 (Фиг.2 и с фиксированной величиной . Когда длительность импульсов с выхода второго сумматора 6 меньше, на выходе дискриминатора 7 формируется импульс (фиг. 2 6), переключающий второй фиксатор 10 в другое состояние. При этом изменяется напряжение на входе первого фиксатора 9 (фнг. 2 ), Дискриминатор 8 осуцествляет сравнение длительности пауз между импульсами, поступающими на его вход.с выхода второго сумматора 6 (фиг.24) с фиксированной величиной 7 . Когда длительность пауз больше 2, на его выходе формируются импульсы поступаю1058026

BHHHGH Заказ 9592/55 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4, щего на управляющий вход первого фиксатора 9, который фиксирует на своем выходе напряжение, поступающее на его вход с выхода второго фиксато-. ра,10 (.фиг.21) .Напряжение с выхода йервого фиксатора 9 (фиг.2е), поступая на управляющий вход коммутатора

3, обеспечивает прохождение сигнала с выхода релейного элемента 2 (фиг. 28) на управление соответствующим каналом двухтактного ключевого усилителя 4.

При малых уровнях усиливаемого сигнала, когда длительность импульсной последовательности (фиг. 2u), по- 15 ступающей на управление дискри чнаторами 7 и 8, меньше ь, а длительи ность пауз больше ь, выходные сигналы дискриминаторов 7 и 8 обеспечивают поочередное переключение первого 2ц и второго фиксаторов 9 и 10 (фиг.2 и Я- соответственно) и тем саьым поочередное включение каналов двухтактного ключевого усилителя 4 (фиг.2 к).

Таким образом в предлагаемом усилителе при малых уровнях усиливаемого сигнала обеспечивается однотактный режим работы. При этом соотношение .л л длительностей с и д выбирается таким образом, чтобы область однотактного режима работы определялась условием ь q (+ а требуемая частота переключений определялась длительностью c@.Это дает возможность обеспечить требуемую частоту переключений в однотактном режиме работы без изменения егс области и уменьшить искажения при малых уровнях усиливаемого сигнала.

Предлагаемы усилитель класса Д выгодно отличается от известного тем, что переход нз двухтактного режима работы в однотактный осуществляется плавно, при высокой частоте усиливаемого сигнала обеспечивает меньшую величину нелинейных искажений.