Двухтактный усилитель с широтно-импульсной модуляцией

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиииСоциалистическиеРеспублни и 978319ао делам изооретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им, М,И.Калинина(54) ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙМОДУЛЯЦИЕЙ 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в усили"телях мощности низкой частоты и модуляторах,Известен двухтактный усилитель сШИМ, содержащий последовательно соединенные источник усиливаемого сигнала, выпрямитель, широтно-импульсныймодулятор, ключевой усилитель мощности и фильтр нижних частот, выходкоторого соединен со средней точкойпервичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, причемкаждый конец первичной обмотки выходного трансформатора подключен к выходу соответствующего управляемого ключа, а к выходу источника усиливаемого сигнала подключен вход усилителя-ограничителя 1 3.гоОднако известный двухтактный усилитель с ШИМ имеет повышенные искажения выходного сигнала, обусловленными рассогласованием между переклю 2чениями управляемых ключей и сигналом на выходе фильтра нижних частот.Цель изобретения - уменьшение искажений.Поставленная цель достигается тем, цто в двухтактный усилитель с ШИМ, содержащий последовательно соединенные источник усиливаемого сигнала, выпрямитель, широтно-имвульсный модулятор, ключевой усилигель мощности и фильтр нижних частот, выход которого соединен с средней точкой первицной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которогоподключена 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 соединенные дифференцирующая цепь, дополнительный усилитель-ограничитель иподключен 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 сиг 1 О нала, выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, ключевой усилитель 4 мощности, 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 ниж 20 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.40Этот 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 и 8.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 трансформатора9 к выходу фильтра 5 нижних частот 3 97831блок упра вления, дру гой вход кото рого В требуемые моменты времени такимобразом, что напряжение на нагрузке10 с достаточной точностью соответствует напряжению усиливаемого сигнала,9 качестве блока 13 управленияможно использовать О-триггер, навход синхронизации которого поступает сигнал с дополнительного усилителя-ограничителя 12, а на О-входсигнал с усилителя-ограничителя 6.Тогда на выходе О-триггера будетФормироваться сигнал, переключающийуправляемые ключи 7 и 8 в соответствии с положительной или отрицательной полуволной усиливаемого сигнала, при поступлении положительногоФронта на вход синхронизации, т,е,с учетом фазового сдвига сигнала навыходе фильтра 5 нижних частот.Таким образом, введение дифференцирующей цепи 11, дополнительногоусилителя-ограничителя 12 и блока13 управления обеспечивает снижениеискажений усиливаемого сигнала,Причем преимущества предлагаемого усилителя особенно существенныпри частотах усиливаемого сигнала,близких к частоте среза фильтра 5нижних частот, так как в этом случае фазовый сдвиг сигнала с выходастановится соизмерим с полупериодомусиливаемого сигнала,формула изобретенияДвухтактный усилитель с широтно- импульсной 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 щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений, дополнительно введены последовательно соединенные дифференцирующая цепь, дополнительный усилитель-ограничитель и блок управления, другой вход которого подключен5 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. Авторское свидетельство СССР ференцирующей цепи подключен к выходу 11 506109, кл. Н 03 Г 3/26, 19,03.74 фильтра нижних частот. 5(прототип).Составитель Миронов Редактор Л.Власенко Техред С,Мигунова Корректор С,Иекмар . Заказ 9239/73 Тираж 959 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4