Усилитель класса д

СОЮЗ СОВЕТСНИХкккккккккснипРЕСОУБЛИН ВНОЗЕ 3/2 ГОСУД АРСТ 8 ЕНН ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБ СПИС НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К 21) 3383469/18-09221 11.01.8246) 30 е 11 е 83. Бюл. 9 44 ,72) А,А. Алексанян, В.А. Александров, В.А. Галахов, В.А. Иайоров и К,К. Никитин(5,3) 621, 375. 024 (088, 8)56) 1. Патент СЮА В 4041411, кл, 330-207 А,Н 03 Е 21/00, 09.08,77.2. Авторское свидетельство СССР В 853775, кл. К 0373/217, 06.03,79 прототий) .(54) (57) УСПЛИТЕЛЬ КЛАССА Д, содержаций последовательно соединенные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактного,ключевого усилителя, подключенного через фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д,соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора,причем выход второго сумматора со-единен через дискриминатор длительности паузы с управлякщим входомпервого фиксатора нулевого пбрядка,выход которого подключен к управляю"щему входу коыиутатора, о т л ич а"ю ц и й с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, введеныдискриминатор длительности импульсов,второй фиксатор нулевого порядка,включенный между выходом релейногоэлемента и сигнальным входом первогофиксатора нулевого порядка, а выходвторого сумматора через дискриминатор длительности импульсов подключенк управляезцему входу второго фиксатора нулевого порядка.Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах большой мощности для усиления низких частот.Известны усилители класса,Д, использующие адаптивную широтно-импульсную модуляцию, содержащие сумматоры усиливаемого сигнала и сигналаобратной связи, релейный элемент,двухтактный ключевой усилитель,10Фильтр нижних частот и цепь обратнойсвязи Я .Недостатком указанного усилителякласса Д является высокий уровеньнелинейных искажений, обусловленный 15увеличением уровня пульсаций. выход.ного напряжения при уменьшении уровня усиливаемого сигнала.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 20усилитель класса Д, содержащий последовательно соединенные первыйсумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами втоРого сумматора и двухтактно"го ключевого усилителя, подключенного через Фильтр нижних частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другимвходом первого сумматора, причем выход второго сумматора соединен черездискриминатор длительности паузы суправляющим входом первого Фиксатора нулевого порядка, выход которогоподключен к управляющему входу коммутатора 21,Однако усилитель класса Д обладает высоким уровнем нелинейных искажений вследствие того, что переходот двухтактного режима работы к однотактному происходит скачкообразно, 40Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений.Укаэанная цель достигается тем, что в усилитель класса Д, содеРжа щий последовательно соеднненные первый сумматор, релейный элемент и коммутатор, выходы которого соединены с входами второго сумматора и двухтактиого ключевого усилителя, подключенного через Фильтр низких частот к выходу усилителя класса Д, соединенного через цепь обратной связи с другим входом первого сумматора, причем выход второгосумматора соединен через дискриминатор длительности паузы с управляющим входом первого Фиксатора нулевого порядка, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, введены дискриминатор длительности 60 импульсов, второй Фиксатор нулевого порядка, включенный между выходом релейного элемента и сигнальным входом первого Фиксатора нулевого порядка, а выход второго сумматора через дискриминатор длительности импульсовподключен к управляющему входу второго Фиксатора нулевого порядка.На фиг. 1 показана структурнаяэлектрическая схема усилителя классаД; на фиг. 2 - временные диаграммы,поясняющие работу усилителя класса Д.Усилитель класса Д содержит первыйсумматор 1, релейный элемент 2, коммутатор 3, двухтактный ключевой усилитель 4, фильтр 5 нижних частот,второй сумматор б, дискриминатор 7длительности импульсов, дискриминатор 8 длительности паузы, первый ивторой фиксаторы 9 и 10 нулевого порядка, цепь обратной 11 связи.Устройство работает следующим образом,Первый сумматор 1 Формирует навходе релейного элемента 2 сигнал,пропорциональный разности усиливае мого сигнала фиг,2 а ) ц сигналаобратной связи (Фиг.2 аП. При превышении раэ костным сигналом, полушири ныпетли гистереэиса релейного элемента2,он переключается и Формирует навыходе широтно-модулированную последовательность импульсов фиг,2 Ъ),Коммутатор Зобеспечивает прохождение "прямого" сигнала с выхода релейного элемента 2 на управление положительным фиг.24) или .инверсногосигнала на управление отрицательнымФиг. 23 каналами ключевого усилителя, когда напряжение, поступаюцеена управляющий вход коимутатора 3Фиг, 2 е), соответственно равно "1"или "0". Второй сумматор б Формируетсуммарную импульсную последовательность (фиг.2 о) импульсов, поступающихна его входы с первого и второго выходов коммутатора 3 (Фиг.2 Ж 3)первый и второй фиксаторы 9 и 10нулевого порядка фиксируют на выходах входные напряжения при поступлении импульсов на их управляющиевходы.Дискриминатор 7 осуцествляет сравнение длительности импульсов, поступающих на его вход с выхода сумматора 6 (фиг,2 и с фиксированнойвеличиной. Когда длительностьимпульсов с выхода второго сулматора 6 меньше , на выходе дискриминатора 7 Формируется импульс (фиг.26),переключающий второй Фиксатор 10 вдругое состояние. При этом изменяется напряжение на входе первогофиксатора 9 фнг. 2 Ф),Дискриминатор 8 осуцествляет сравнение длительности пауз между импульсами, поступающими на его вход,с выхода второго сумматора 6 (Фиг.20),с фиксированной величиной 7 . Когдадлительность пауз больше 2, на еговыходе формируются импульсы поступаю1058026 щего на управляющий вход первого фиксатора 9, который фиксирует на своем выходе напряжение, поступающее на его вход с выхода второго фиксато-. ра,10 (фиг.21) .Напряжение с выхода йервого фиксатора 9 (фиг.2 е), поступая на управляющий вход коммутатора 3, обеспечивает прохождение сигнала с выхода релейного элемента 2 фиг.28) на управление соответствующим каналом двухтактного ключевого 0 усилителя 4. При малых уровнях усиливаемого сигнала, когда длительность импульсной последовательности фиг. 2 ц), по ступающей на управление дискричнаторами 7 и 8, меньше ь, а длительиность пауз больше ь, выходные сигналы дискриминаторов 7 и 8 обеспечивают поочередное переключение первого 2 О и второго фиксаторов 9 и 10 1 фиг.2 и , соответственно) и тем саьым поаж 936 Подписное Филиал ППП фПате Ужгород, ул, Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 9592/5 очередное включение каналов двухтактного ключевого усилителя 4 (фиг.2 к).Таким образом в предлагаемом усилителе при малых уровнях усиливаемого сигнала обеспечивается однотактный режим работы, При этом соотношение,л. лдлительностей с и ьд выбирается таким образом, чтобы область однотактного режима работы определялась условием ь в (. а требуемая частота переключений определялась длительностью с.Это дает возможность обеспечить требуемую частоту переключений в однотакт" ном режиме работы без изменения егс области и уменьшить искажения при малых уровнях усиливаемого сигнала,Предлагаемюй усилитель класса Д выгодно отличается от известного тем, что переход из двухтактного режима работы в однотактный осуществляется плавно, при высокой частоте усиливаемого сигнала обеспечивает меньшую величину нелинейных искажений.