Усилитель низкой частоты класса д

 

j

Х (с;

/ (72) Автор изобретения

А. Л. Асиновский

Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.И.А.Бонч-Бруевича (7I ) Заявитель (5") УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

КЛАССА Д

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в трансляционных, звукопроизводящих установках и радиопередатчиках.

Известны усилители низкой частоты класса В, сравнительно высокая энер-, гетическая эффективность которых достигается путем регулирования напряжения источника питания по закону огибающей усиливаемого сигнала $1 3.

Однако энергетические показатели усилителей такого класса остаются существенно более низкими по сравнению с усилителями ключевого типа.

Наиболее близок к предлагаемому по технической суцности усилитель низкой частоты класса Д, содержащий источник сигнала, генератор тактовых импульсов, интегратор, компаратор, ключевой усилителвный каскад с источником питания, фильтр нижних частот и нагрузку, при этом источник . сигнала подключен v первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход компаратора соединен с входом

5 ключевого усилительного каскада выУ

:ход которого через фильтр нижних частот подключен к нагрузке (2 >

Однако известный усилитель имеет высокий уровень нелинейных искажений и низкий коэффициент полезного действия (КПД ) при малых уровнях искажений.

Цель изобретения - снижение уровня нелинейных искажений при малых уровнях сигнала и повышение среднестатистического КПД путем обеспечения постоянной и близкой к предельной глубины широтно-импульсной модуляции.

Для достижения поставленной цели в усилитель введены блок выделения огибающей и амплитудно-импульсный модулятор, источник питания выполнен

987790

3 регулируемым, его управляющий вход соединен с источником сигнала через блок выделения огибающей, управляющий вход амплитудно-импульсного модулятора соединен с выходом регулируемого источника питания, сигнальный вход - с генератором тактовых импульсов, а выход - с входом интегратора. !(роме того, блок выделения огибающей выполнен в виде последовательно соединенных Формирователя однополосного сигнала и детектора огибающей.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого усилителя.

Усилитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, соединенный с сигнальным входом амплитудно-импульсного модулятора 2, управляющий вход которого подключен к выходу регулируемого источника 3 питания, а выход соединен с входом интегратора 4, компаратор 5, входы которого соединены соответственно с выходами интегратора 4 и источника б сигнала, блок 7 выделения огибающей, содержащий последовательно соединенные формирователь 8 однополосного сигнала и детектор 9 огибающей, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого источника 3 питания, а вход формирователя 8 однополосного сигнала соединен с выхо>дом источника 6 сигнала, ключевой усилительный каскад 10, выход которого через Фильтр 1l нижних частот подключен к нагрузке 12, а шина питания соединена с выходвм регулируемого источника 3 питания.

Устройство работает следующим образом.

Усиливаемый сигнал низкой частоты от источника б сигнала поступает одновременно на входы блока 7 выделения огибающей и компаратора 5. На второй вход компаратора подается симметричное линейно изменяющееся напряжение с выхода интегратора 4, амплитуда которого пропорциональна огибающей исходного сигнала благодаря тому, что амплитуда прямоугольных импульсов на выходе амплитудноимпульсного модулятора 2 изменяется в соответствии с выходным напряжением регулируемого источника 3 питания. В результате глубина широтно-импульсной модуляции сигнала,подаваемого на вход ключевого усилительного каскада 10, остается постоянной и может быть выбрана близкой к предельной. При этом ключевой усилительный каскад работает с минимальны-. ми искажениями и максимальным КПД.

После фильтрации в фильтре 11 усиленный по мощности сигнал выделяется в нагрузке 12. Формирователь 8 однополосного сигнала выполняет

10 функцию переноса всех составляющих спектра исходного сигнала в область высоких частот на постоянную величину, что позволяет увеличить точность выделения огибающей низкочастотного

>s сигнала.

Таким образом, в предлагаемом усилителе благодаря стабилизации глубины широтно-импульсной модуляции снижен уровень нелинейных искало жений и увеличен !(ПД при малых уровнях сигнала.

Формула изобретения

1. Усилитель низкой частоты класса Д, содержащий источник сигнала, генератор тактовых импульсов, интегратор, компаратор, ключевой усилиЗз тельный каскад с источником питания, фильтр нижних частот и нагрузку, при

:.этом источник сигнала подключен к первому входу компаратора, второй вход которого сбединен с выходом з интегратора, выход компаратора соединен с входом. ключевого усилительного каскада, выход которого через фильтр нижних частот подключен к нагрузке, отличающийся тем, 4о что,с целью уменьшения уровня нелинейных искажений при малых уровнях сигнала и повышения среднестатистического коэффициента полезного действия, в него введены блок выделения огибаю45 щей и амплитудно-импульсный модуля1тор,источник питания выполнен регулируемым, его управляющий вход соединен с источником сигнала через блок выделения огибающей, управляющий вход

50 амплитудно-импульсного модулятора соединен с выходом регулируемого источника питания, сигнальный входс генератором тактовых импульсов,а выход с входом интегратора.

Ы 2. Усилитель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блок выделения огибающей выполнен в виде последовательно соединенных формирователя одСоставитель В.Зарщиков

Редактор Л.Пчелинская Техред И. Надь . Корректорд.ференц

Заказ 10324/45 Тираж 934

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

5 987790 б нополосного сигнала и детектора оги- 1. "Электросвязь", 1971, N 9, бающей. с. 31-35.

Истонники информации, . 2. "Электросвязь", 1978, К l, принятые во внимание при экспертизе с.69-70 (прототип).