Двухтактный усилитель с широтно-импульсной модуляцией

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиии

Социалистические

Республни (li) 978319 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15. 05. 81 (2 ) 3294461/18-09 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 30.11. 82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (51)М. Кл.

Н 03 F 3/217

Гаоудорстекииый комитет

СССР

II0 делам изооретеиий и открытий (53) УЙК 621 ° 375 ° .127(088.8) A. А. Алексанян, В. А. Александров и В.А. Галахов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (7 I ) Заявитель (54) ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усили" телях мощности низкой частоты и модуляторах, Известен двухтактный усилитель с

ШИМ, содержащий последовательно соединенные источник усиливаемого сигнала, выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, ключевой усилитель мощности и фильтр нижних частот, выход которого соединен со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, причем каждый конец первичной обмотки выходного трансформатора подключен к выходу соответствующего управляемого ключа, а к выходу источника усиливаемого сигнала подключен вход усилителя-ограничителя (1 ). го

Однако известный двухтактный усилитель с ШИМ имеет повышенные искажения выходного сигнала, обусловленными рассогласованием между переклю2 ениями управляемых ключей и сигналом на выходе фильтра нижних частот.

Цель изобретения - уменьшение искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный усилитель с ШИМ, содержащий последовательно соединенные источник усиливаемого сигнала, выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, ключевой усилигель мощности и фильтр нижних частот, выход которого соединен с средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, причем каждый конец первичной обмотки выходного трансформатора подключен к выходу соответствующего управляемого ключа, а к выходу источника усиливаемого сигнала подключен вход усилителя-ограничителя,.дополнительно введены последовательно соединенныв дифференцирующая цепь, дополнительный усилитель-ограничитель и подключен к выходу усилителя-ограничителя,выход блока управления соединен со входами управляемых ключей, а вход дифференцирующей цепи подключен к выходу фильтра нижних частот.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Двухтактный усилитель с ЙИМ содержит источник 1 усиливаемого сиг10 нала, выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, ключевой усилитель

4 моцности, фильтр 5 нижних частот, усилитель-ограничитель 6 и управляемые ключи 7 и 8, выходной трансформатор 9, нагрузку 10, дифференцирующую цепь 11, дополнительный усилительограничитель 12 и блок 13 управления.

Усилитель работает следующим образом.

Усиливаемый сигнал поступает с выхода источника 1 сигнала на выпрямитель 2 и затем выпрямленная последовательность полуволн сигнала с выхода выпрямителя 2 подается на вход широтно-импульсного модулятора 3, который формирует последовательность широтно-модулированных импульсов, управляющих ключевым усилителем 4 мощности. С выхода ключевого усилителя 4 мощности усиленный сигнал с

ВИМ поступает на вход фильтра 5 ниж20

30 них частот, на выходе которого Формируется сигнал, повторяющий с некоторой точностью сигнал на выходе выпрямителя 2, но сдвинутый относительно

его по фазе в соответствии с фазовой . характеристикой фильтра 5 нижних частот.

Этот сигнал дифференцируется цепью

11. С выхода дополнительного усилителя-ограничителя 12 на один из входов блока 13 управления поступает последовательность прямоугольных импульсов, положительный фронт которых совпадает с моментом оптимального переключения управляемых ключей

7 и8.

На другой вход блока 13 управления поступает сигнал с выхода усилителя-ограничителя 6, управляемого входным сигналом. На выходе блока

13 управления формируется управляющее напряжение для управляемых ключей 7 и 8, которые обеспечивают подключение соответствующей первичной полуобмотки выходного трансформатора

9 к выходу фильтра 5 нижних частот

3 97831 блок упра вления, дру гой вход кото рого

В требуемые моменты времени таким образом, что напряжение на нагрузке

10 с достаточной точностью соответствует напряжению усиливаемого сигнала.

В качестве блока 13 управления можно использовать О-триггер, на вход синхронизации которого поступает сигнал с дополнительного усилителя-ограничителя 12, а на D-входсигнал с усилителя-ограничителя 6.

Тогда на выходе D-триггера будет

Формироваться сигнал, переключающий управляемые ключи 7 и 8 в соответствии с положительной или отрицательной полуволной усиливаемого сигнала, при поступлении положительного

Фронта на вход синхронизации, т.е. с учетом фазового сдвига сигнала на выходе фильтра 5 нижних частот.

Та ким образом, введение дифференцируюцей цепи 11, дополнительного усилителя-ограничителя 12 и блока

13 управления обеспечивает снижение искажений усиливаемого сигнала.

Причем преимущества предлагаемого усилителя особенно существенны при частотах усиливаемого сигнала, близких к частоте среза фильтра 5 нижних частот, так как в этом случае фазовый сдвиг сигнала с выхода становится соизмерим с полупериодом усиливаемого сигнала.

Формула изобретения

Двухтактный усилитель с широтноимпульсной модуляцией, содержащий последовательно соединенные источник усиливаемого сигнала, выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, ключевой усилитель мощности и фильтр нижних частот, выход которого соединен с средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, причем каждый конец первичной обмотки выходного трансформатора подключен к выходу соответствующего управляемого ключа, а к выходу источника усиливаемого сигнала подключен вход усилителя-ограничителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения искажений, дополнительно введены последовательно соединенные дифференцирующая цепь, дополнительный усилитель-ограничитель и блок управления, другой вход которого подключен

5 978319 6 к выходу усилителя-ограничителя, вы- Источники информации, ход блока управления соединен с вхо- принятые во внимание при экспертизе дами управляемых ключей, а вход диф- 1. Авторское свидетельство СССР ференцирующей цепи подключен к выходу 11 506109, кл. Н 03 F 3/26, 19.03.74 фильтра нижних частот. 5 (прототип).

Составитель Миронов

Редактор Л.Власенко Техред C.Èèãóíîâà Корректор С.Иекмар .

Заказ 9239/73 Тираж 959 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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