Усилитель с широтно-импульсной модуляцией

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений и открытийИзобретение относится к электронным усилителям и может быть использовано для импульсного регулирования мощности электродвигателей в следящих системах.Известен усилитель с широтно-импульсной модуляцией, содержащий последовательно соединенные блок выделения модуля, вход которого является сигнальным входом усилителя с широтно-импульсной модуляцией, и пороговый элемент, источник опорного напряжения, двухтактный выходной каскад, второй пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента двухтактного выходного каскада, инвертор 111. Однако известный усилитель с широтно- импульсной модуляцией имеет низкую точ ность, обусловленную нестабильностью амплитуды опорного пилообразного напряжения,Цель изобретения - повышение точности.Для этого в усилитель с широтно-импульсной модуляцией, содержащий последователь- О но соединенные блок выделения модуля, вход которого является сигнальным входом усилителя с широтно-импульсной модуляцией и пороговый элемент, источник опорного)ннапряжения, двухтактный выходнои каскад, второй пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента двухтактного выходного каскада, инвертор, введены последовательно соединенные переключатель фазы и амплитудный детектор, релейный элемент, третий пороговый элемент, один вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, с одноименными входами первого, второго пороговых элементов и с входом инвертора, а другой вход - с одноименным входом второго порогового элемента, входом амплитудного детектора и входом инвертора, релейный элемент включен между сигнальным входом и управляющим входом переключателя фазы, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, причем выход первого порогового элемента непосредственно, а выход третьего - через первый разделительный диод подключены ко входу противотактно управляемого ключевого элемента двухтактного выходного каскада, а выход инвертора через второй разделительный диод соединен с выходом второго порогового элемента.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.Усилитель содержит источник 1 опорного напряжения, двухтактный выходной каскад 2, пороговый элемент 3, блок 4 выделения модуля, пороговый элемент 5, инвертор 6,переключатель 7 фазы, амплитудный детектор 8, релейный элемент 9, пороговый элемент 10, разделительные диоды 11 и 12.Усилитель работает следующим образом.При подаче на входную клемму усилителя положительного сигнала Ч (фиг. 2 а) релейный элемент 9 находится в исходном состоянии, а переключатель 7 фазы работаетв режиме инвертора опорного напряжения Ч. 15Амплитудный детектор 8 формирует напрчжение смещенияЧ. Пороговые элементы 3, 5 сравнивают переменное опорное напряжение Ч 7 с его амплитудным значением Ч 8. На выходе блока 4 формируется отрицательное напряжение Ч 4 которое вычитаясь из напряжения смещения Ч 4, образует на входах пороговых элементов 3, 5 регулирующую постоянную составляющую.Вследствие того, что напряжение Чт превосходит по абсолютной величине регулирую щую постоянную составляющую Ър, в интервалах 1, 1 (фиг. 2 б) происходит переключение пороговых элементов 3, 5. Так в интервалах 1 ь когда положительное напряжение Чт превосходит напряжение Чг, на выходе порогового элемента 5 формируются положительные импульсы (фиг. 2 в), открывающие ключевой элемент двухтактного выходного каскада 2. С увеличением управляю)цего напряжениями и уменьшением постоянной составляющей Ч длительности импульсов возрастают, благодаря чему увеличивается среднее значение напряжения в нагрузке усилителя.При достаточно больших входных сигналах для предотвращения одновременного открывания ключевых элементов двухтактного выходного каскада 2 на выходах инвертора 6 и порогового элемента 10 формируются отрицательные импульсы напряжений Ч, Чо. 11 ричем, за счет положительного смешения Ч 4 длительность импульсов Чв, Ч о превышает половину периода повторения напряжения Ч, за счет чего создается пауза между включением одного и выключением другого ключевых элементов двухтактного выходного каскада 2, Аналогичным образом работает усилитель и при отрицательных входных сигналах (фиг. 2 г), Отличие 30 35 40 45 50 состоит лишь в том, что в этом случае релейный элемент 9 переводит переключатель 7 фазы в режим повторителя напряжения, и поэтому на входы пороговых элементов 3, 5 поступает напряжение, синфазное опорному напряжению от источника 1.Использование новых элементов - переключателя 7 фазы, амплитудного детектора 8 релейного элемента 9 и третьего порогового элемента 10 - обеспечивает инвариантность усилителя с уменьшением напряжения сети, благодаря чему повышаются точность и надежность, а также обеспечивается эффективная защита выходного каскада от перегрузок по току.Формула изобретенияУсилитель с широтно-импульсной модуляцией, содержащий последовательно соединенные блок выделения модуля, вход которого является сигнальным входом усилителя с широтно-импульсной модуляцией, и пороговый элемент, источник опорного напряжения, двухтактный выходной каскад, второй пороговый элемент, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента двухтактного выходного каскада, инвертор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные переключатель фазы и амплитудный детектор, релейный элемент, третий пороговый элемент, один вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, с одноименными входами первого второго пороговых Элементов и со входом инвертора, а другой вход соединен с одноименным входом второго порогового элемента, входом амплитудного детектора и входом инвертора, релейный элемент включен между сигнальным входом и управляющим входом переключателя фазы, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, причем выход первого порогового элемента непосредственно, а выход третьего - через первый разделительный диод подключены ко входу противотактно управляемого ключевого элемента двухтактного выходного каскада, а выход инвертора через второй разделительный диод соединен с выходом второго порогового элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР614536, кл. Н 03 К 7/08, 1976 (прототип),Редактор Б.ФедотовЗаказ 6633/53 ВНИИПИ Госудапо делам и 13035, Москва, Ж иал ППП Патент Составитель С. МТехред А. БойкасТираж 988ствен ного ко митеобретений и откр- 35, Раушскаяг. Ужгород, ул ироновКорректор Г. НазароПодписноеа СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4