Широтно-импульсный усилитель

(71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) ШИРОТНО в ИМПУЛЬСН УСИЛИТЕЛЬ Изобретение относится к области .импульсной техники и может быть использовано при изготовлении операционных усилителей постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией.5 Наиболее близким по технической сущности является релейно-импульсный .операционный преобразователь,содержащий усилитель постоянного тока, управляющее реле, переключающие контакты первой и второй контактных групп которого подключены соответственно ко входу и выходу усилителя постоянного тока, нормально разомкнутый контакт первой контактной группы соединен с шиной нулевого потенциала, а нормально-замкнутый контакт подключен к одной обкладке интегрирующего конденсатора, соеди ненной через входной резистор со входом преобразователя, а через резистор обратной связи - с его выходом и с выходом релейного элемента,вход которого подключен к нормально-замкнутому контакту второй контактной группы, нормально-разомкну- тый контакт которой через первый резистор соединен с обкладкой накопительного конденсатора, которая 30 через второй резистор присоединенако входу усилителя постоянного тока,другие обкладки интегрирующего и накопительного конденсаторов подключены к шине нулевого потенциала,дифференцирующий блок, вход которогосоединен с выходом релейного элемента, а выход подключен к управляющему реле 1,Недостаток этого релейно-импульсного операционного преобразователяявляется низкая точность, обусловленная влиянием .на его функцию преобразования дрейфовых параметровусилителя постоянного тока интегратора.Цель изобретения - повышениеточности,Это достигается тем, что в широтно-импульсный усилитель, содержащий первый релейный элемент, выходкоторого через резистор соединен совходом интегратора, блок управления,выход которого соединен с управляющим входом включевого элемента,один иэ выводов которого соединенчерез накопительный конденсатор ирезистор с общей шиной, введенывторой релейный элемент, резисторы,причем выход второго релейного эле"О,Р% мента соединен с выходной клеммой широтно-импульсного усилителя, а вход - через ключевой элемент с выходом первого релейного элемента, вход которого через соответствующие резисторы соединен с входной клеммой широтно-импульсного усилителя и выходом интегратора, соединенного со входом блокауправления.На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема широтно- импульсного усилителя; на Фиг.2,3 -0 временные диаграммы, иллюстрирукюцие его работу.Широтно-импульсный усилитель содержит интегратор 1, блок управления 2, ключевой элемент 3, релей ные элементы 4 и 5, резисторы 6-9, накопительный конденсатор 10,вход-, ную 11 и выходную 12 клеммы.Устройство работает следующим образом.Интегратор 1 в совокупности с первым релейным элементом 4 образуют звено, работающее в режиме устойчивых автоколебаний. При отсутствии управляющего сигнала на вход ной клемме 11 устройства выходной пилообразный сигнал Ои интегратора 1 симметричен относительно нулевого уровня широтно-импульсного усилителя и имеет амплитуду, равную порогам переключения релейного элемента 4 (см.фиг.2,а). Среднее за интервал дискретизации значение импульсов Ор на выходе релейного элемента 4 равно нулю (см.фиг.2,а).В момент выполнения равенства О= О блок управления 2 Формирует импульс малой длительности, под влиянием которого с помощью ключевого элемента 3 накопительный конденсатор 10 отключается от выхода релейного элемента 4 и 40 йодключается ко входу второго релейного элемента 5. Импульс О (см.фиг,2,б),возникающий при разряде конденсатора 10, осуществляет управление моментами переключения релейного элемента 5. При этом выходной сигнал 0 в, (см.фиг,2,б) широтно- импульсного усилителя повторяет форму импульсов Ор релейного эле-, мента 4 (см,фиг.2,а) имеющих нулевое значение постоянной составляю 1 цейПосде окончания импульса О ключевой элемент 3 возвращается в исходУ ное состояние, при котором происходит заряд конденсатора 10 выходным напряжением Оръ первого релейного элемента 4. В дальнейшем процесс периодически повторяется. Под воздействием сигнала управления происходит вертикальное смещение 60 сигнала Ои относительно нулевого уровня широтно-импульсного усилителя (см.фиг.2,в). Это влечет за собой изменение скважности импульсов Овъ)х (см.,фиг.2,г), среднее значение кото рых устанавливается пропорциональнымвеличине входного сигнала,Предлагаемый широтно-импульсныйусилитель позволяет исключить влияниена его точностные характеристикидрейфовых параметров интегратора 1,среди которых основным являютсявходной ток Ь 1 и ЭДС смещения "нуля" Ь е.В результате воздействия тока ь(или ь е) производная сигнала Ов интервале времени й оказываетсяотличной от дО/дг для интервалавремени с(см.фиг.З,а). Это вйэывает дрейф "нуля" постоянной составляющей импульсов Оръ на выходерелейного элемента 4. В результатедлительность импульса Овъ,х отрица"тельной полярности составляет (см.фиг.З,а,б) 2 ВТ(1+ й В/Ь)+ аИ Л Оа положительной(ь" ьв)и вых("-Р) )Овы 4+5)В - величина порога переключения .релейного элемента 4,аВ- уровень вертикальногосмещения выходного сигнала интегратора 1, пропорциональный входному сигналу широтно-импульсногоусилителя (см.фиг.З,а),Т - постоянная времени интегратора 1,О , - амплитуда выходных импульсов релейного элемента 5;- параметр, пропорциональный сигналу д ) (или ь е)интегратора 1.С учетом выражений (1.) и (2) интервал дискретизации импульсов навыходе широтно-импульсного усилителяравен+ 46 иТ=1 г). г - г.гг) )г ) Среднее значение выходного напряжения устройства равно Таким образом, иэ соотношения ( 1 )видно, что Функция преобразованияширотно-импульсного усилителя не за1 О висит от дрейфовых параметров интегратора, что обеспечивает повышеннуюточность работы устройства. Формула изобретения Широтно-импульсный усилитель,содержащий первый релейный элемент,выход которого через резистор соединен со входом интегратора, блок управления,выход которэго соединен с управляющим входом ключевого элемента, один из выводов которого соединен через накопительный конденсатор и резистор с общей шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения "точносги, в нето- "введены второй релейный элемент,резисторы, причем выход второгорелейного элемента соединен с выходной клеммой широтно-импульсного усилителя, а вход - через ключевой эле"мент с выходом первого релейногоэлемента, вход которого через соответствующие резисторы соединен свходной клеммой широтно-импульсного усилителя и выходом интегратора, соединенного со входом блокауправления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 507871, кл. 2 6 06 О 7/12,1974,по делам Москва 130 5 л . Проектная,4 ч ь"ЛЖМУУФфЖФРЪВМ -ППП."Патент", г. Ужгород л Реданто,;ф 2 "М 51 Подписное рственного комитета СССР изобретений и открытийЖ, Раушская наб., д