Усилитель класса "д

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3{59 Н 3 F 3 .217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21 ) 3362293/18-09 (22) 03.12.81 (46) 23.12.83. Бюл.Р47 (72) В.A. Александров (53) 621.375.026(088.8) (56) 1., Патент CL1A Р 4041А11,! .кл. H 03 F 21/00, 330-207, A.9.8.77.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 853775, кл. H 03 3/217, 1979 (прототип). (54)(57) УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА "D", содержащий соединенные последователь- но первый сумматор, релейный элемент, коммутатор, а также двухтактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот, цепь обратной связи, выход которой подключен к другому входу первого сумматора, второй сумматор, выходом соединенный с сигнальным входом дискриминатора длитель» ности периода, выход которого подключен к управляющему входу фиксатора нулевого порядка, сигнальный вход которого подключен к выходу релейного элемента, а выход . — к, управляющему входу коммутатора, причем входй двухтактного ключевого усилителя соединены с входами второго сумматора, о т л и ча ю шийся тем,что, сцелью уменьшения нелинейных искажений, в усилитель введены блок запрета, : -бтриггер и дискриминатор длительности импульсов, сигнальный вход которого соединен с выходом второго сумматора,- а выход - с дополнительным входом запрета дискриминатора длительности периода и с-входом " 5 триггера, R -вход которого подключен к выходу фиксатора нулевого порядка, дискриминатор длительности периода и дискриминатор длительности импульсов выполнены управляемыми, причем их входы управления соединены с выходом К-S т р и г г е р а, а выход дисKpHMHHcLTopB длительности периода С соединен с управляющим входом блока

t запрета, включенного между коммутато ром и двухтактным ключевым усилителем.

10б 2848

Изобретение относится к усилитель ной технике и может быть использовано в усилительных устройствах большой мощности для усиления сигналов низких частот °

Известны усилители класса 2 ", использующие ядаптинную широтно-им,пульсную модуляцию, содержаЯие сумматор усилинаемого сигнала и сигнала обратной связи, релейный элемент, двухтактный ключевой усилитель и 1Î фильтр нижних частот, включенный меж-. ду двухтактным ключевым усилителем

РЧЪII г и выходом усилителя класса >> 11(.

Недостатком этого устройства является большая величина нелинейных искажений, обусловленная существенным увелийением периода переключений релейного элемента при малых по абсолютной величине уровнях усилинаемого сигнала. 20

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является усилитель класса"D ",соцержащий соединенные последовательно IIepный сумматор, релейный элемент, > I. .Э коммутатор, а также двухтактный ключевой усилитель, фильтр нижних частот, цепь обратной связи, выход которой подключен к другому входу первого сумматора, второй сумма ор выходом соединенный с сигнальным входом дискр1В>инатора длительности периода, выход которого подключен к управляющему входу фиксатора нулевого порядка, сигнальный вход которого подключен к выходу релейного элемента, а выход к управляющему входу коммутатора, причем входы двухтактного ключевого усилителя соединены с,входами второго сумматора (2) . 40

Однако известный усилитель класса . "13" обладает высоким коэффициентом нелинейны;-» искажений вследствии того, что несмотря на смешанный режим работы частота переключенйй 45 изменяется в зависимости от величинц, Входного сигнала и, кроме этого>частота переключений в однотактном ре-, жиме вдвое меньше, чем частота пе-. реключений в двухтактном режиме.

Цель1о изобретения является умень-.шение нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается ,тем, что в усилитель класса "j3" содержащий соединенные последовательно первый сумматор релейный

1 элемент, коммутатор1 а также двухтактный ключевой- усйлитель, фильтр нижних частот, цепь обратной связи., > выход которой подключен к другому входу первогс1 сумматора, второй 6О сумматор, выходом соединенный с сигнальным входом дискриминатора длительности периода, выход которого подключен к управляющему вхо>цу фиксатора нулевого порядка, СИГНЯЛЬ Н61й ВХОД КОТОВОХ О ПОДКЛЮчен к выходу релейного элемента, а выход — к управляющему входу коммутатора, причем входы двухтактНОГО КЛК>ЧЕВОГО УСИЛИТ Рт>11 Сол>ЧИНЕНЫ с ВхОдами BTopox"o cvi .Ã>атGpа . Вне= дены блок запрета R.- -,:: т .-и-, дискриминатор длительности имл1-льсов, сигнальный Вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход — с дополнительным входом запрета дискриминатора длительности периода и 5 — входом к- =.,три .ера, -вход которого подключен к выходу фиксатора нулевого горянка, дискриминатор длительности периода и дискриминатор длительности импульсов выполнены управляемыми, гричем их входы управления соединены с выходом й- Б триггера, ;-:. Выход дискриминатора длительности периода сое,цинен с управляющим входом блока запрета, включенного между ко>з1утатором и днухтактньп1 ключевым усилителем.

На фиг „1 изображен=-. Струк Tó>3>iàÿ электрическая схема ус - лителя класса "11", НЯ фиr. 2 — врс м:=.Нные диаграммы, поясняющие работу у< илителя класса "Э".

Усилитель класса "(" соде1>жит первый сумматор 1, регейн>-.-..- элемент

2, коммутатор 3,. блок 4 за>;">эта, двухтактный ключевой усилителI 3,: ф льтр б нижних частот цепь 7 Обратной связи, в-Ор Ой сум1атор 8, дискриминатор 9 длительности импульсов, дискриминатор 10 длитель= ности периода. триггер, 1 и:>H>IO-Тор

12 нулевого порядка.

Усилитель класса "> >" работает . сл едующим о бр аз Ом.

Ус.еливаемь1й1 сигна>1 .:- "«т 1пает

I на ВХОД пернсГО сум11атОра. 1: фиг . 2Я.Т) на другой вход которого =.eð.=ç цепь 7 поступает сигнал с выхода усилителя кла=са 1> . Раз-;ос 1-.-..й си::нал (фиг.2а П) с выхода первсго сумматора 1 воздействует на нхоц релейного элемента 2 на Выходе которого формируется последовательность лро ТНо.-модул ирсван ных ик1уль сов (фиг. 2 6) поступающая на н ..=,. -, комйутатора 3,. В =-Явися>к>=-:.". От хара::-.тера сигнала на управляю.-»,ем —:-.>Од=-. коммутатора 3 (>иг, 2,. з;, Выходной сигнал релейного элемента 2 и р дается на один 1фиг, 2В) ил,: с ИHВ:;- -, ° ".Ней на другой (фиг. 2г) выход -;om 1; T Ятора

/ з и при у>>овне сиги 1>-,.—. Иа у1-,.равляю-.

D1ei I Вхоце блока 4 запрета .равны™логической единице поступают на вход двухтактного ключевого :-"OHëHTcë i 5, где усиливаются по 11o>i;Iio".ти и поступae T на I-:õ :cä фильтра фиг далее на ныход усил:-1т=:.ЛH клас я ")) *,, (игналы с гыходон 61Io:. :-; л = 1 .311 TЯ

1062848

55 суммируются вторым сумматором 8 ,(фиг.2д) и поступают на сигнальные нходы дискриминатора 10 и дискриминатора 9, который сравнивает неличину длительности импульсов импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 в каждом периоде переключения с фиксированной величинойс при наличии на управляющем входе дискриминатора 9 сигнала логической единицы с выхода R- 5 триггера 11 и

) и с фиксированной величиной cg при выходном сигнале триггера 11, соответствующем уровню логического нуля, (фиг. 2и1 . Если длительность импульса н данном периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 ц больше л, выходной сигнал дискриминатора 9 (фиг.2е) поступает на дополнительный вход запрета дискриминатора 10 и фиксирует выходной сигнал дискриминатора 10 (фиг.2ж) и фиксатора 12 до начала следующего импульса в импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 и, таким образом, сигнал с выхода релейного элемента 2 через коммутатор 3 и блок 4 запрета поступает на соответствующий вход двухи тактного ключевого усилителя 5, При .этой релейный элемент 2.усилителя класса 3 работает в режиме автоколебаний, и однако поскольку уро вень входного сигнала относительно: велик, частота переключений велика и уровень нелинейных искажений незначителен.

Когда „становится меньше ьл л г\, выходной сигнал дискриминатора 9 соответствует уровню логического нуля и дискриминатором 10 н каждом периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 происходит еравнение периода импульсной последовательности с фиксированной величиной Т4 при выходном сигнале дискриминатора

9, соответствующем уровню логической единицы или с фиксированной величиной Т) при выходном сигнале дискриминатора 9, соответствующем уровню логического..нуля.

Если период Т импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 меньше Тд на выходе дискриминатора 10 формируется сигнал, поступающий на управляющий

25 вход блока 4 запрета и включающий соответствующий канал двухтактного ключевого усилителя 5 только через интервал вреМени Т от начала импульса н предыдущем периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8.

Так как выключение релейного элемента 2 происходит практически при равенстве усиливаемого сигнала и сигнала, поступающего на другой вход первого сумматора 1 с выхода усилителя класса ",2, а период импульсной последовательности на входе днухтактного ключевого усилителя 5 равен Т усилитель класса

"D" работает в днухтактном режиие с принудительной синхронизацией с периодом переключения равным Т, По мере уменьшения уровня усилинаемого сигнала длительность периода переключения релейного элемента 2 увеличивается по достижении периодом переключения величины Т),сигнал с выхода релейного элемента 2, соответствующий уровню логического нуля, передается через фиксатор 12 на управляющий вход коммутатора 3 и обеспечивает поочередное подключение каналов двухтактного ключевого усилителя

5 к выходу релейного элемента 2.

Одновременно с этим ныходной сигнал фиксатора 12 через R-5 триггер

11 поступает на управляющие входы дискриминатора 10 и дискриминатора

9, которые при этом осуществляют сравнение длительности периода и длительности импульсов в импульсной последовательности с выхода второго сумматора S с величинами Т л и ь соответственно.

Таким образом, при малых уровнях усилинаемого сигнала в усилителе класса "3)" обеспечивается режим усиления с поочередным включением каналов двухтактного ключевого усилителя при фиксированном периоде повторения равным Т .

Предложенный усилитель класса "2" выгодно отличается от известных, так как обладает пониженной величиной и более узким спектром пульсаций выходного напряжения, что позволяет упростить конструкцию фильтра нижних частот и улучшить электромагнитную совместимость усилителя .класса "))" с другими устройствами.

1062848

1062848

Составитель Е. Бурашников

Редактор Г. Волкова Техред C,Ëåãåçа Корректор >. Ференд

Заказ 10259/57 Тираж 9 Зб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4