Усилитель с адаптивной широтно-импульсной модуляцией

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{isi 995269

Союз Советскик

Социалистических

Республик рц g+ з (И) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01,1280 (2I) 3211017/18-09

И 03 F 3/217 с-присоединением заявки ЙЮ

Гоеударственный номнтет

СССР.но делам илобрстенеф и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0 ИЗ. Ьоллетеиь HR 5 (33) УДМ б21 ° 375. . 026 (088. 8) Дата опубликования описания 07.02ЯЗ (72) Авторы изобретения

А.A. Алексенян и В.A. Галахов

1" ъ .

Ленинградский ордена Левина политехничЕский ийстнтут им. N.È. Калинина (73) Заявитель (54 ) УСИЛИТЕЛЬ С .АДДЛТИВНОИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

ИОДУЛЯЦИЕИ

Изобретение oTHocRTGR к радиотех= нике и может использоваться в радиотехнических устройствах большой и средней мощности, например в гидроакустических установках, громкоговорящих устройствах, регуляторах напряжения.

Известен усилитель с адаптивной широтно-имйульсной модуляцией (МИН), .. содержащий последовательно соединенные источник сигнала, блок вычитания и релейный элемент, ключевой усилитель мощности, фильтр нижних частот, нагрузку и цеж обратной связи, вход которой подключен к нагрузке, а вы-. ход - к второму входу блока вычитания 51).

Однако известному устройству свойственны существенные потери на переключение.

Цель изобретения — повышение КПД. ,Указанная цель достигается тем, что в усилитель с адаптивной широтно-импульсной модуляцией введены- расширитель длительности импульсов в

2 раз, где и =. 1,2,3, ..., и блок

f4 распределения импульсов, а ключевой усилитель мощности„и фильтр нижних частот выполнены 2 -канальнымн,при-. чем первый вход блока распределения импульсов соединен с выходом целей= ного элемента через расширитель дли-. тельности импульсов и 2 раз, а второй вход - непосредственно, каждый выход блока распределения.импульсов связан. через последовательно соединенные ключевой усилитель мощности и Фильтр нижних частот -c нагрузкой. щ Кроме того, блок распределения импульсов выполнен íà N счетных триггерах и на (2 + -2) элементах совпадения, причем счетные триггеры включены последовательно так, что вход первого счетного триггера соединен с вторым входом блока распределения импульсов, а вход каждого последую- . .. щего счетного тригтера - с первым выходом предыдущего сМетиого триггера, первый вход блока распределения импульсов соединен с первыми входами первых двух элементов совпадения, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами первого счетного триггера, каждый выход первого, 25 второго и последующих элементов совпадения соединен с одним из входов двух элементов совпадения, вторые входы которых связаны с разными выходами соответствующих счетных триггеров, а свободные выходы элементов

995269 совпадения соединены с выходами блока распределения импульсов.

На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Усилитель с адаптивной широтноимпульсной модуляцией содержит источник 1 сигнала, блок 2 вычитания, релейный элемент 3, расширитель 4 длительности импульсов в 2 ) раэ, блок 5 распределения импульсов, содержащий

N счетных триггеров 6> 62,...6 и (2 1-2) элементов совпадения 71,7з, 7,...,7п1, канальный ключевой усилитель 8 мощности, содержащий 2 ключевых усилителей 8,,8,...8 мощностей, 2 -канальный фильтр 9 нижних частот, содержащий 91,9,...9, цепь 10 обИ ратной связи, нагрузку 11.

Усилитель мощности с широтно-импульсной модуляцией работает следующим образом. 20

В зависимости от состояния счетных .триггеров 6 к выходу релейного элемента 3 через расширитель 4 длительнос ти импульсов в 2 раз подключен один

"из каналов 2 -канального ключевого 25

N ;усилителя 8 мощности. Пусть при превышении входным сигналом источнйка 1 сигнала с нагрузки 11, прошедшего цепь 10 обратной связи, релейный элемент 3 включается. Вследствие этого 30 напряжение на нагрузке 11 начинает возрастать с постоянной времени, определяемой соОтветствующим каналом

2 -канального фильтра 9 нижних частот под действием напряжения ключево- З5

ra усилителя 8 мощности этого канала.

После превышения выходным сигналом цепи 10 обратной связи входного напряжения источника 1 сигнала; на величину гистерезиса релейного элемен- 40 та 3 он выключается и через некоторое время, определяемое расширителем 4 длительности импульсов, выключается соответствующий канал 2 -канального ключевого усилителя 8 мощности, вследствие чего напряжение на нагрузке 11 спадает.

° „ таким образом, очередной канал

2 -канального ключевого усилителя 8 мощности включается по очереди, что приводит к понижению частоты переключений в каждом из них в Й раз по сравнению с одноканальным ключевым усилителем мощности. Это приводит к понижению потерь на переключение при одинаковой выходной мощности и 55 числе мощных транзисторов ключевых усилителей мощности в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом в и раз.

Расширитель 4 длительности импуль-Щ сов необходим для обеспечения полного использования 2 -канального ключеN вого усилителя 8 мощности и дает возможность при необходимости всем каналам 2 -канального ключевого усилителя 8 мощности включаться одновременно, что устраняет длительные паузы в работе каждого канала 2 -канального ключевого усилителя 8 мощности в отдельности, которые имели бы место без применения расширителя 4 дли- . ,тельности импульсов.

Формула изобретения

1. Усилитель с адаптивной широтноимпульсной модуляцией (ШИМ ), содержащий последовательно соединенные источник сигнала,. блок вычитания и релейный элемент, ключевой усилитель мощности, фильтр нижних частот, нагрузку и цепь обратной связи, вход которой подключен к нагрузке, а вы- . ход - к второму входу блока вычитания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены расширитель длительности импульсов в 2 раз, где и = 1,2,3..

hl и блок распределения импульсов, а ключевой усилитель мощнос .и и фильтр нижних частот выполнены 2 -канальными, причем первый вход блока распределения импульсов соединен с выходом релейного элемента через расширитель длительности импульсов в

2" раз, а второй вход — непосредственно, каждый выход блока распределения импульсов соединен-через последовательно соединенные ключевой усилитель мощности и фильтр нижних частот с нагрузкой.

2. Усилитель с адаптивной широтноимпульсной модуляцией по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, блок распределения импульсов выполнен на

Й счетных триггерах и на (2 4+ -2) элементах совпадения, причем счетные триггеры включены последовательно так, что вход первого счетного триггера соединен с вторым входом блока распределения импульсов, а вход каждого последующего счетного триггера — с первым выходом предыдущего счетного триггера, первый вход блока распределения импульсов соединен с первыми входами первых двух элементов совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого счетного триггера, каждый выход первого, второго и последующих элементов совпадения соединен с одним из входов двух элементов совпадения, вторые входы которых соединены с разными выходами соответствующих счетных триггеров, а свободные выходы элементов совпадения связаны с выходами блока распределения импульсов.

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Патент США Р 40414411, кл. Н 03 F 21/00, 1977 (прототип).

995269

Составитель В.Зарщиков

Редактор Н.Безродная Техред О.Неце Корректор В. Прохненко

Заказ 66 8/43 Тираж 934 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