Усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления постоянного тока и широкого спектра частот переменного тока. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Для достижения поставленной цели введены блок задержки 1, два АЦП 8, 9, 2(N-1) элементов ИЛИ 10<SB POS="POST">1</SB>...10<SB POS="POST">N</SB>-1, 11<SB POS="POST">1</SB>...11<SB POS="POST">N</SB>-1, N-1 первых преобразователей уровня 14<SB POS="POST">1</SB>...14<SB POS="POST">N</SB>-1, N-1 вторых преобразователей уровня 15<SB POS="POST">1</SB>...15<SB POS="POST">N</SB>-1, N-1 инверторов 16<SB POS="POST">1</SB>...16<SB POS="POST">N</SB>-1. Преимущество изобретения в сравнении с прототипом состоит в повышении скорости нарастания выходного напряжения за счет исключения влияния стадии задержки включения ключей, переключающих напряжение питания плечей усилителей, на форму фронта нарастающего напряжения. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

„.Ы3„„149О7() 3 (51) 4 Н 03 F 3!20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ГФ И ГННГ CGA р; (,.1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A4TOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4154529/24-09 (22) 03.12.86 (46) 30.06.89. Бкл. У 24 (7 1) Институт электродинамики АН УССР (72) А.К. Шидловский, А.Д. Музыченко, А.П. Трофименко, А.В. Полгинцев, В.А. Лизогуб и В.А. Новский (53) 62 1.375.026 (088.8) (56) Патент СПА В 3319173, . кл. Н 03 F 3/04, 1967. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления постоянного тока и широкого спектра частот переменного тока, Цель

2 изобретения — увеличение быстродействия. Для достижения гоставленкой цели введены блок задержки 1, два

A(PI д, 9, 2 (n-1) элементов ИЛИ 10,—

11,-! 1 „,, n-1 первых преобразователей уровня 14 „-14 „,, (п-1) вторых преобразователей урсвня 15 — 15 „,, и-1 инверторсв 16,-16 „, .

Пр еиму цест в а и э обр ет ения в с ра в не нии с прототипом состоит в повышении скорости нарастания выходного н пряжс ння с-.ет исключения вл. я»и» стадии задержки включения ключей, переключающих напряжение питания плечей уси1нтелеи, íà форму фронта чарастающего напряжения. 1 э.п. ф-ль,, 3 ил.

1490703

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для усиления постоянного тока и широкого спектра частот переменного тока, Цель изобретения — увеличение быстродействия усилителя.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого усилителя мощности; на фиг. 2 временные диаграммы его работы; на фиг, 3 — схема преобразователя уровня, пример исполнения, Усилитель мощности содержит блок 1 задержки, двухтактный усилительный каскад 2, нагрузку 3, и источников

4 „4 . ..,4 „ питания, п источников

5,,5 г,...,5 н питания, (n-1) ключей ...,7 „„, первый и второй аналого- 2О цифровые преобразователи (АЦП) 8 и 9, (n-1) элементов ИЛИ 10, 10,..., 10 „, (n — 1) элементов ИЛИ 11, 11, . ° ., 11„,, и диодов 12,,12,...,12„, п диодов 13 „13,..., 13, (n-1) первых 25 преобразователей 14 „14,..., 14 „, уровня, (n-1) вторых преобразователей уровня 15 „15,..., 15 „„, (и-1) инверторов 16,, 16, . ° ., 16 „,, при этом

АЦП 8 (9) выполнен на делителе 17 напряжения, блоке 18 компараторов, дешифраторе 19, блоке элементов

ИСКЛ!ОЧАЮЦЕЕ ИЛИ 20, регистре 21, преобразователь 14 (15) уровня (фиг. 3) содержит эмиттерный повторитель 22 и токостабилизирующие элементы 23 и 24.

Усилитель мощности работает следующим образом.

В исходном состоянии на входе уси" лителя мощности и на выходе блока 1 40 задержки — нулевое напряжение, на всех выходах АЦП 8 и 9 и элементов

ИЛИ 10 и 11 — уровни логического .нуля, ключи 6 и 7 закрыты, двухтактный усипительный каскад 2 питается от первых источников 4 и 5 питания, 1 имеющих наименьшее напряжение, через диоды 12, и 13,. При малых отклонениях входного напряжения, не превышающих наименьшего значения уставок порогового напряжения, происходит усиление задержанного блоком .1 задержки сигнала двухтактным усилительным каскадом 2 без переключений остальных элементов устройства.

Поскольку первое и второе плечо двухтактного усилительного каскада 2 при больших отклонениях входного напряжения работают аналогично, то рассмотримработу усилителя на примере первого (верхнего) плеча, т,е. при положительной полярности входного сигнала. Входной сигнал (фиг.2а) подается на первый АЦП 8 непосредственно, а на второй АЦП 9 и двухтактный усилительный каскад 2 — через блок 1 задержки. Форма сигнала на выходе блока 1 задержки представлена на фиг. 2б. В АЦП 8 и 9 происходит сравнение амплитуды сигнала с заданными положительными и отрицательными значениями уставок опорных напряжений делителя 17 напряжения, причем число уставок положительных напряжений равно числу ключей первого (верхнего) плеча двухтактного усилительного каскада, а отрицательных — числу ключей второго (нижнего) плеча. В качестве примера на фиг. 2г, д представлены соответственно формы напряжений на первом выходе первого АЦП 8 и на первом выходе элемента ИЛИ 10 . На этих диаграммах условно логической единице соответствует высокий уровень напряжения ° В момент времени Т когУ да входное напряжение превысит уровень напряжения первой уставки, на первом выходе первого АЦП 8 устанавливается уровень логической единицы. Этот сигнал проходит через блоки

10 и 14 и открывает ключ 6 . Напряже1 ние питания двухтактного усилительного каскада 2 увеличивается, Только после этого на двухтактный усилительный каскад 2 поступает с блока 1 задержки управляющее напряжение, которое соответствует интервалу выходного напряжения в пределах от напряжения первого источника 4 питания

1 до напряжения второго источника 4 питания. Аналогично в случае превышения входным напряжением напряжений остальных уставок происходит пе-, реключение питающего напряжения плеча до момента начала поступления соответствующего управляющего напряжения.

Выключение повышенного напряжения плеча происходит по сигналу с второго АЦП 9 в момент Т . Поскольку этот блок включен после блока 1 задержки, то он подает сигнал на снижение. напряжения питания плеча синхронно с действием сигнала на двухтактный усилительный каскад 2, Из-sa некоторой инерционности ключей 6 (или 7 для нижнего плеча) переключение напряжения питания плеча происходит с некоторой задержкой.

Таким образом, переключение повышенного напряжения питания в усили5 теле происходит несколько ранее, чем на двухтактный усилительный каскад

2 поступит соответствующее повышенное входное напряжение, а обратное переключение напряжения питания плеча происходит несколько позднее, чем входное напряжение двухтактного усилительного каскада спадает. Это иллюстрируется диаграммой на фиг.2е, на которой показано, как при заданном 15 входном сигнале (пунктирная линия) изменяется напряжение питания плеча двухтактного усилительного каскада (сплошная линия).

В качестве АЦП 8 (9) могут быть ис-2 использованы, например, микросхемы параллельных АЦП К1107 ПВ1, в качестве элементов ИЛИ вЂ” микросхемы

K500JIM105.

Незначительное дополнительное по- 25 вышеиие быстродействия может бьгть достигнуто при выполнении преобразователей уровня по схеме, представленной на фиг. 3.

Токостабилизирующий элемент 24 за- ЗО дает ток, обеспечивающий насыщение ключа во включенном состоянии, а токостабилизирующий элемент 23 — ток, обеспечивающий близкое к активному состояние закрьггого ключа. Это обеспечивает ускоренное включение ключа, что позволяет несколько уменьшить время задержки в блоке 1 задержки.

Изобретение в сравнении с известньм устройством позволяет повысить

40 скорость нарастания выходного напряжения за счет исключения влияния стадии задержки включения ключей, перек-. лючающий напряжение питания плечей усилителей, на форму фронта нарастающего н,пр „е„„я. В результате обеспе-45 чивается возможность неискаженного .усиления в более широком диапазоне частот по сравнению с известным устройством.

В случае, когда выходной сигнал имеет постоянную составляющую, в одно из плеч усилителя мощности вводится дополнительно К ключей и, соответственно, К источников питания, а также других логических элементов. 55

Формула изобретения

1 ° Усилитель мощности, содержащий двухтактньй усилительный каскад, вы-u3 ь полненный на транзисторах i.ðîгнвс положной структуры, в каждом плече которого включены и источников питания, и диодов и (n-1) ключей, причем "+" шинь; источников питания первог плеча подключены к анодам и диодсз соответственно, а катод первого диода подключен к выводу питания этого плеча двухтактного усилительного каскада, — шины источников питания второго плеча подключены к катодам п диодов соответственно, а анод первого диода подключен к выводу питания этого плеча двухтактного усилительного каскада, при этом "-" шина первого источника питания первого плеча и "+" шина первого источника питания второго плеча объединены и между точкой их соединения и выходом двухгактного усилительного каскада включена нагрузка, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличе" ния быстродействия, введены блок задержки, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, 2 (и-1) элементов ИЛИ, (п-1) первых преобразователей уровня, (n-1) инверторов и (п-1) вторых преобразователей уровня, при этом катоды 2,3,...,п диод,>в первого плеча объединены и подключены к выводу питания этого плеча, — шины

2,3...,n источников питания первого плеча через (n-1) ключей соответственно соединены с "- шиной первого источника питания этого плеча, аноды

2,3,...,n. диодов второго пл ча объединены и подключены к выводу питания этого плеча, "+" шины 2,3. ..п источников питания второго плеча через (n-1) ключей соответственно соединены с "+" шиной первого источника питания этого плеча, вход блока задержки является входом усилителя мощности и через первый аналого-цифровой преобразователь, а выход блока задержки — через второй аналого-цифровой преобразователь соединены с соответствующими входами 2(n 1) элементов ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими входами (n-1) первых преобразователей уровня и входами (n-1) инверторов, выходы которых соединены с входами (n-1) вторых преобразователей уровня, при этом выходы (п-1) первых преобразователей уровня соединены с входами управления (n-1) ключей первого плеча соответственно, а выходы (и-1) вторых преоб1490703

8

О раэователей уровня соединены с входами управления (и-1) ключей второго плеча соответственно. г

D д д

2. Усилитель по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в одно иэ плеч введено дополнительно К ключей.

1490703

Составитель Н. Дубровская

Техред П. Сердюкова Корректор М. Шароши

Редактор А. Огар

Заказ 3759/56 Тирам 884 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101