Усилитель с широтно-импульсной модуляцией сигнала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциапистичесинкРеспубпнн и 938360(51) М. Кл. Н 03 Г 3/217Н 03 К 7/08 ФЬдуддратевнный кнннтвт есер дв днлвн нзвбрвтвннй н открытнйР.С. Падкин, В.Е, Галл и И.В, Пономар, ; - . , /сОрдена Ленина и ордена Октябрьской Революцийаейййградское /производственное объединение "Красногвардеец"1Изобретение относится к импульсной технике.Известен усилитель с широтно-импульсной модуляцией АЛИМ) сигнала, содержащий модулятор, усилитель, демодулятор, сумматор, пороговый элемент, включенные последовательно, и генератор пилообразного напряжения, соединенный с выходом модулятора и входами демодулятора и сумматора1 1.,Недостатком данного усилителя является невозможность усиления знакопеременного сигнала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилитель с ШИМ сигнала, содержащий формирователь пилообразного напряжения, два элемента И, два пороговых элемента, мостовой выходной каскад, инвертор, двухполупериодный выпрями о тель, включенный между входом усилителя и первым входом одного иэ пороговых элементов, второй вход которо- . го соединен с выходом формирователя,пилообразного напряжения, а выходс одним из входов первого элемента И, соединенного с одним из входов второго элемента И, второй вход которого связан с входом усилителя через последовательно соединенные второй пороговый элемент и инвертор, вход которого связан с вторым входом первого элемента И и управляющим электродом одного иэ ключевых элементов, а выход - с управляющим электродом ключевого элемента другого плеча мостового каскада, управляющий электрод каждого из ключевых элементов других плеч которого соединен с выходом соответствующего элемента И 2.Недостатком, данного усилителя является нелинейность характеристики при малых уровнях сигналов.Цель изобретения - повышение линейности характеристики в области малых входных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в усилитель с широтно-импульснойформула изобретения 3 93836модуляцией сигнала, содержащий дваамплитудных компаратора, информационный вход первого из которых соединенс входной шиной, а вход управлениявторого из которых соединен с выходом первого формирователя пилообразного напряжения, мостовой выходнойкаскад на ключевых элементах, в однуиз диагоналей которого включена нагрузка, введен второй формирователь 1 Опилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом Формирователя пилообразного напряжения, а выход - с входом управления первогоамплитудного компаратора, причем информационный вход второго амплитудного компаратора соединен с входной шиной, а выходь первого и второго амплитудных компараторов соединены суправляющими входами соответствующихключевых элементов мостового выходного каскада.На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя,Усилитель содержит амплитудныекомпараторы 1 и 2, первый Формирователь 3 пилообразного напряжения, мостовой выходной каскад ч из ключевыхэлементов 5-8, второй Формирователь 9пилообразного напряжения, вырабатывающий парафазный пилообразный сигнал,нагрузка 10 включена в диагональ мостового выходного каскада, входной сигнал подан на входную шину 11.Устройство работает следующим образом.На шину 11 подается входной сигнал,который может принимать значения впределахО, формирователь 3 вырабатывает на своем выходе сигнал пило 40образной формы, причем пилообразноенапряжение находится в пределах, составляющих половину динамического диапазона напряжений входного сигнала ив которых работает компаратор 1, Фор 45мирователь 9 вырабатывает на своемвыходе парафазный пилообразныи сигнал, прицем этот сигнал может принимать значения напряжений, в пределах "которых он сортветствует динамическому диапазону отрицательных значенийвходного сигнала,Рассмотрим работу усилителя в первом отрезке времени.8 ходной сигнал в этом отрезке времени имеет положительный знак и нахо- фдится в динамическом диапазоне компаратора 2, на второй вход которогопоступает сигнал с формирователя 3. 0 4При превышении по абсолютному значению) мгновенных значений входногосигнала и сигнала пилообразного напряжения срабатывает компаратор 2,который формирует на своем выходе импульсную последовательность, котораяуправляет парой ключей 5 и 6 каскада 1. При этом через нагрузку, включенную в диагональ моста, протекаетимпульсный ток, скважность которогосоответствует мгновенным значениямвходного сигнала, а направление токасоответствует полярности входного сигнала и определяется соответствующимкомпаратором.В следующем отрезке времени входной сигнал имеет отрицательную полярность и находится в рабочем диапазоне компаратора 1, на второй вход которого подается парафазное пилообразное напряжение от формирователя 9.При совпадении мгновенных значенийвходного сигнала и сигнала парафазного пилообразного напряжения срабатывает компаратор 1 и на его выходеФормируется импульсная последовательность, скважность которой соответствует мгновенным значениям величинывходного сигнала. Компаратор 1 управляет своим выходным сигналом паройключей 7 и 8 выходного мостового каскада, благодаря чему через нагрузкупротекает импульсный выходной ток,направление которого также определяется полярностью входного сигнала,а скважность - величиной входногосигнала.В следующем отрезке времени входной сигнал отсутствует, т.е, равеннулю. Оба компаратора не срабатывают,и ключевые элементы 5-8 выходногокаскада не включаются. Сигнал в нагрузке 10 отсутствует, энергия в выходном каскаде не затрачивается.Поскольку в цепи выходного сигнала предлагаемого устройства отсутствуют элементы нелинейного преобразова.ния, то во всем динамическом диапазоне усиливаемых сигналов, в особенности в диапазоне малых значений входного сигнала, нелинейные искаженияуменьшаются, т.е. повышается линейность характеристики,Усилитель с широтно-импульсноймодуляцией сигнала, содержащий дваамплитудных компаратора, информационПодписн Тираж 95 аказ Ю 78/7 ИИ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 5 ч 8360 6 ный вход первого из которых соединен йия первого амплитудного компаратос входной шиной, а вход управления ра, причем информационный вход второ- второго из которых соединен с выхо- го амплитудного компаратора соединен дом первого формирователя пилообраз- с входной шиной, а выходы первого и ного напряжения, мостовой выходной Ю второго амплитудных компараторов сокаскад на ключевых элементах, в одну единены с управляющими вхОдами соотиз диагоналей которого включена на- ветствующих ключевых элементов мостогрузка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, вого выходного каскада. что, с целью повышения линейности характеристики в области малых входных 16Источники информации, сигналов, в него введен второй фор- принятые во внимание при экспертизе мирователь пилообразного напряжения, 1. Авторское свидетельство СССР вход которого соединен с выходом пер- Ю 671028, кл. Н 03 К 7/08; 01.06.77 вого формирователя пилообразного на. Авторское свидетельство СССР пряжения, а выход - с входом управле Ю 611536, кл. Н 03 К 7/08, 17.05.76.