Усилитель класса “д

(тТф;му.ус 1., , мЯ ИСАНИЕ ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ Н АВТОРСН 3362293/103.12,8123.12.83.В,А. Алек621.375,01., Патент03 Р 21/Авторско775, кл.отип).(56 ) кл.2 Р 85 (про ССА ф 0", сооследователь-ейный элекже двухтакт-,фильтр нижной связи вы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) УСИЛИТЕЛЬ КЛАдержащий соединенные пно первый сумматор, релмент, коммутатор, а таный ключевой усилительних частот, цепь обратход которой подключен к другому входу первого сумматора, второй сумма тор, выходом соединенный с сигнальным входом дискриминатора длительности периода, выход которого подключен к управляющему входу фиксатора нулевого порядка, сигнальный вход которого подключен к выходу релейного элемента, а выход . - к,управляющему входу коммутатора, причем входй двухтактного ключевого усилителя соединены с входами второго сумматора, о т л и ча ю щ и й с я тем,что, сцелью уменьшения нелинейных искажений, в усилитель введены блок запрета, 1-бтриггер и дискриминатор длительности импульсов, сигнальный вход которого соединен с выходом второго сумматора,. а выход - с дополнительным входом запрета дискриминатора длительности периода и бс-входом -5 триггера, к -вход которого подключен к выходу фиксатора нулевого порядка, дискриминатор длительности периода и дискриминатор длительностив импульсов выполнены управляемыми, причем их входы управления соединены с выходомК-В триггера, а выход дискриминатора длительности периода С соединен с управляющим входом блокац запрета, включенного между коммутато ром и двухтактным ключевым усилителем.Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в усилительных устройствах большой мощности для усиления сигналовнизких частотИзвестны усилители класса 2 ", 5использующие адаптинную широтно-им,пульсную модуляции, содержаЯиесумматор усилинаемого сигнала Й сигнала обратной связи, релейный элемент,двухтактный ключевой усилитель и1 Офильтр нижних частот, включенный между двухтактным ключевым усилителемРчъ ги выходом усилителя класса11 .Недостатком этого устройства является большая величина нелинейныхискажений, обусловленная существенным увелигением периода переключенийрелейного элемента при малых по абсолютной величине уровнях усилинаемого сигнала. 20Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяусилитель классаП ",соцержащийсоединенные последойательно первый сумматор, релейный элемент,) ссЭкоммутатор, а также Евухтактньйключевой усилитель, фильтр нижнихчастот, цепь обратной связи, выход которой подключен к другомувходу первого сумматора, второй сум- Зматор выходом соединенный с сигналь-.НЫМ ВХОДОМ ДИСКрщс 1 ицатОра дЛИтЕЛЬности периода, выход которого подключен к управляющему входу фиксатора нулевого г 1 орядка, сигнальныйвход которого подключен к выходурелейного элемента, а выходк управляющему входу коммутатора, причемвходы двухтактного ключевого усилителя соединены с,входами второгосумматора 2 . 40Однако известный усилитель класса. "1" обладает высоким коэффициентомцелинейцых искажений вследствиитого, что цесмотря на смешанный режим работы частота переключецйй 45изменяется в зависимости от величинц, входного сигнала и, кроме этогочастота переключений в однотактном ре-,жиме вдвое меньше, чем частота переключений в двухтактном режиме,Цель 1 о изобретения является умень шение нелинейных искажений,Поставленная цель достигается,тем, что в усилитель класса "3",содержащий соединенные последовательно первый сумматор релейныйэлемент, коммутатор, а также двухтактный ключевой. усйлитель, фильтрнижних частот, цепь обратной связи/выход которой подключен к другомувходу первогс сумматора, второй 6 Осумматор, выходом соединенный ссигнальным входом дискриминаторадлительности периода, выход которого подключен к управляющему вхосду фиксатора нулевого порядкасигнальный вход которого подключен к выходу релейного элемента, а выход - к управляющему входу коммутатора, причем входы двухтакт- НОГО КЛЮЧЕВОГО УСИЛ 1;ТЕЛ 51 СОЕДИНЕНЫ С ВХОДаМИ ВТОРОГО СУГсТОРс, ВНЕ- дены блок запрета Р"-;:, тригге дискриминатор длительности имг 1 гьсов, сигнальный Вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход - с дополнительным Входом запрета дискриминатора длительности периода и з - входом - 5 триг ера, -вход которого подключен к выходу фиксатора нулевого горянка, дискриминатор длительности периода и дискриминатор длительности импульсов выполнены управляемьми гричем их нхоцы управления соединены с выходом Й триггера, ; ныход дискриминатора длительности периода сое,цинен с управляющим входом блока запрета, включенного между 1 О 1.з 1 утатором и днухтактньп ключевым усилителем.На фиГ 1 изображена структ.рная электрическая схема усилителя класса ",2", на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу усилителя класса "Э".Усилитель класса "Г содержит первый сумматор 1, ре.гейн,й элемент 2, коммутатор 3 блок 4 за;"ета, двухтактный ключевой усилитель 3 ф 1 льтр б нижних частот цепь 7 обратной связи, второй сумматор 8, дискриминатор 9 длительности импульсов, дискриминатор 10 длите 1 ьности периода, триггер , 1 и фикс-тор12 нулевого порядка.Усилитель класса "3" работает следующим образом."5 С.ЕЛИнаЕМЬ 1 Й СИГНсЛ;.ОСТПаст на вход 11 ерного сум 1,атора 1 фиг 2 а. Т) на другой вход которого через цепь 7 поступает сигнал с .:входа уси- ЛИТЕЛЯ Кла:Са3 с . РаЗЕ 1 ОСТ Н:;й СИГнал 5 иг,2 а П) с выхода первого сумматора 1 возДействует на нхоц релйного элемента 2 на выходе которого формируется последовательность 1 иротно -модулированных иыуль сов фиг,2 61, поступающая еа В .:,.-, коммУтатоРа 3 г зависисмот. О-ВРактера СИГНаЛа На уцранляг;.1 ЕЛ ГХСДЕ коммутатора 3 (виг,2,з;, Вьходной сигнал релейного элемента 2 п=р=дается на ОДин 5 фиг 2 Б) ил 11 с 1.Ннеу;сией на другой фиг, 2 г) выход коммутатора 3, и гри уровне сигнала. На уг;равляющем ВхОце бл 01 а 4 загрета равным логической единице поступают на вход двухтактного ключевого -ссилителя 5, где усиливаются по мощности и посту- ПЗ.ЕТ На Вхесд фильгрсис далее на выход усил.;т;:лд класса су) , (,и пиалы с ныходо 1 б с 1 О; " .суммируются вторым сумматором 8 ,фиг.2 д) и поступают на сигнальные нходы дискриминатора 10 и дискриминатора 9, который сравнивает неличину длительности импульсов импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 в каждом периоде переключения с Фиксированной величиной, при наличии на управляющем входе дискриминатора 9 сигнала логической единицы с выхода 8- Б триггера 11 и)лс Фиксированной величиной 2 при вы" ходном сигнале триггера 11, соответствующем уровню логического нуля, фиг.2 и 1 . Если длительность импульса н данном периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 ц больше ь, выходной сигнал дискриминатора 9 (Фиг.2 е) поступает на дополнительный вход запрета дискриминатора 10 и фиксирует выходной сигнал дискриминатора 10 фиг.2 ж) и фиксатора 12 до начала следующего импульса в импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 и, таким образом, сигнал с выхода релейного элемента 2 через коммутатор 3 и блок 4 запрета поступает на соответствующий вход двухр тактного ключевого усилителя 5. При этой релейныйэлемент 2,усилителя класса 2работает в режиме авто- колебаний, и однако поскольку уро- вень входного сигнала относительно велик, частота переключений велика и уровень нелинейных искажений незначителен. 30 35 40 45 50 55 Когда становится меньше ьлл г , выходной сигнал дискриминатора 9 соответствует уровню логического нуля и дискриминатором 10 н каждом периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 происходит еравнение периода импульсной последовательности с Фиксированной величиной Т 4 при выходном сигнале дискриминатора 9, соответствующем уровню логической единицы или с фиксированной величиной Т при выходном сигнале дискриминатора 9, соответствующем уровню логического. нуля.Если период Т импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 меньше Т на выходе дискриминатора 10 Формируется сигнал, поступающий на управляющий 5 1 О 15 20 25 вход блока 4 запрета и включающий соответствующий канал двухтактного ключевого усилителя 5 только через интервал вреМени Т от начала импульса н предыдущем периоде импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8.Так как выключение релейного элемента 2 происходит практически при равенстве усиливаемого сигнала и сигнала, поступающего на другой вход первого сумматора 1 с выхода усилителя класса ",Г , а период импульснойпоследовательности на входе двухтактного ключевого усилителя 5 равен Т усилитель класса "Д" работает в днухтактном режигле с принудительной синхронизацией с периодом переключения равным Т,По мере уменьшения уровня усилинаемого сигнала длительность периода переключениярелейного элемента 2 увеличивается по достижении периодом переключения величины Т,сигнал с выхода релейного элемента 2, соответствующий уровню логического нуля, передается через фиксатор 12 на управляющийвход коммутатора 3 и обеспечиваетпоочередное подключение каналовдвухтактного ключевого усилителя5 к выходу релейного элемента 2.Одновременно с этим ныходной сигнал фиксатора 12 через йтриггер11 поступает на управляющие входыдискриминатора 10 и дискриминатора9, которые при этом осуществляютсравнение длительности периода идлительности импульсов в импульсной последовательности с выхода второго сумматора 8 с величинами Ти ь соответственно,лТаким образом, при малых уров"нях усилинаемого сигнала в усилителе класса "3" обеспечивается режим усиления с поочередным включением каналов двухтактного ключевого усилителя при Фиксированномпериоде повторения равным Т,Предложенный усилитель класса "2"выгодно отличается от известных,так как обладает пониженной величиной и более узким спектром пульсаций выходного напряжения, что позволяет упростить конструкцию фильтранижних частот и улучшить электромагнитную совглестимость усилителя .класса "0" с другими устройствами.1062848 каз 10259/57 Тираж 93 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РауПодписСР митета откоыти ская на 4/ ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект Фи Составитель Е. Бурашниковактор Г. Волкова Техред С,Легеза Корректор А ференц