Патент ссср 417891

 

вттт э

C-АН И

417891

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистичесюа(Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

M. Кл. H 03f 3/20

Заявлено 04.1.1972 (№ 1735969/26-9) с присоединением заявки №

Госудврственный rQMNBT

Совета Министров СССР по делви нвооретеннй и открытий

Приоритет

Опубликовано 28.02.74. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 08.08.74

УДI(621.375.026 (088.8) Авторы изобретения С. С. Олендер, В. М. Остреров, А. М. Альтер и А. Б. Гудзенко

Заявитель Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА Д

Изобре1 ение относится к системам усиления сигналов звуковой частоты и может использоваться в качестве измерительного усилителя низкочастотных сигналов.

Известен усилитель мощности класса Д, содержащий последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, преобразователь широтно-импульсного модулированного сигнала в сигнал с временной импульсной модуляцией (ШИМ-ВИМ) с трансформаторным выходом и двухтактный выходной усилитель, каждое плечо которого состоит из параллельно соединенных транзисторных ключей с источником питания. .Целью изобретения является уменьшение динамических потерь в силовых транзисторных ключах.

Для этого в предлагаемом усилителе между выходом преобразователя ШИМ-ВИМ и базами транзисторов каждого плеча двухтактного выходного усилителя включены кольцевые распределители импульсов, причем с базами транзисторов одного плеча двухтактного усилителя соединены выходы нечетных ячеек одного кольцевого распределителя, а с базами транзисторов другого плеча соединены выходы четных ячеек другого кольцевого распределителя импульсов.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого усилителя; на фиг. 2 — диаграммы напряжений в узловых точках предлагаемого усилителя.

Усилитель включает в себя широтно-импульсный модулятор 1, состоящий из тактово5 го генератора 2 пилообразного напряжения, предварительного усилителя 3 входного сигнала и порогового элемента 4.

Устройство управления силовыми транзисторными ключами снабжено преобразовате10 лем 5 широтно-импульсного сигнала в сигнал с временной импульсной модуляцией. Преобразова1ель 5 состоит из двух блоков 6 и 7 дифференцирования, выходы которых соединены с входом формирующего каскада 8, на15 груженного на импульсный трансформатор 9.

Вторичные обмотки этого трансформатора соединены с входами кольцевых распределителей 10 и 11 импульсов.

Двухтактный выходной каскад усилителя

20 содержит в каждом плече параллельно соединенные силовые транзисторные ключи 12, 13 и

14, 15, обратно включенные диоды 16 и 17, источник питания каждого плеча 18 и 19 и комплексное сопротивление 20 нагрузки. Вы25 ходы нечетных ячеек распределителя 11 импульсов соединены с базами транзисторных ключей 14 и 15 одного плеча двухтактной схемы, а выходы четных ячеек распределителя

10 импульсов — с базами транзисторных клю30 чей 12 и 13 другого плеча.

417891

Усилитель работает следующим образом.

Импульсы с выхода тактового генератора 2 (фиг. 2, а) поступают на вход порогового элемента 4 (фиг. 2,г), уровень напряжения срабатывания которого U,ð выбран на середине рабочего участка пилообразного напряжения.

Таким образом, при отсутствии напряжения входного сигнала на выходе порогового элемента формируются импульсы, скважность которых равна р=0,5. Передний неподвижный фронт этих импульсов дифференцируется блоком б (фиг. 2, б), а задний подвижный фронт — блоком 7 (фиг. 2, е). Обе последовательности импульсов, поступающие с выходов блоков б и 7 на усилительный формирующий каскад 8, усиливаются им и формируются в одну последовательность импульсов (фиг, 2,ж) с временной импульсной модуляцией, которая со вторичных обмоток импульсного трансформатора 9 поступает на вход двух распределителей 10 и 11 импульсов.

Первый (неподвижный) импульс общей последовательности (фиг. 2,ж), поступающий одновременно на вход двух распределителей импульсов со вторичных обмоток импульсного трансформатора, одновременно открывает первые ячейки распределителей импульсов, а второй (подвижный) импульс закрывает первые ячейки и открывает вторые. Третий (неподвижный) импульс закрывает вторые ячейки и открывает третьи, а четвертый (подвижный) импульс общей последовательности закрывает третьи ячейки и открывает четвертые. Пятый импульс последовательности, аналогичный первому импульсу, закрывает четвертые ячейки и открывает первые. Таким образом, кахкдый вновь приходящий импульс закрывает предыдущую ячейку кольцевого распределителя импульсов и открывает последующую.

В соответствии с работой кольцевого распределителя импульсов коммутируются силовые транзисторные ключи (см. фиг. 2,з, и, к, л), которые, переходя из состояния отсечки в насыщение, формируют на нагрузке широтноимпульсное напряжение со скважностью у =- 0,5.

5 Следовательно, при отсутствии входного сигнала среднее за период коммутации выходное напряжение на нагрузке равно нулю.

При подаче напряжения входного сигнала (фиг. 2, в) на вход порогового элемента

10 (фиг. 2,г) происходит модуляция заднего фронта импульсов на его выходе (фиг. 2,д), что приводит к появлению на нагрузке напряжения звуковой частоты, которое выделяется из спектра широтно-модулированного

15 выходного сигнала (фиг. 2, л) с помощью филыра ппгкних частот либо самой нагрузкой.

Предмет изобретения

Усилитель мощности класса Д, содержащий последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, преобразователь шиуотпо-импульсного модулированного сигна25 ла в сигнал с временной импульсной модуляцией (ШИМ-ВИМ) с трансформаторным выходом и двухтактный выходной усилитель, каждое плечо которого состоит из параллельно соединенных силовых транзисторных клю30 чей с источником питания, о тл ич а ю щий ся тем, что, с целью уменьшения динамических потерь в силовых транзисторных ключах, между выходом преобразователя ШИМ-ВИМ и базами транзисторов каждого плеча двух35 тактного выходного усилителя включены кольцевые распределители импульсов, причем с базами транзисторов одного плеча двухтактного усилителя соединены выходы нечегных ячеек одного кольцевого распределителя, 40 а с базами транзисторов другого плеча соединены выходы четных ячеек другого кольцевого распределителя импульсов.

417891

Составите.п; Э. Гилииская

Родик гор Т. Горичева

Гекпед Г. Васильева корректор В. Брь!ксива

3; !и!д !758,8 11зд. A 13511 Тираж 811 Г!одги сиоп

Ц1111ИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР

lto делам и:!обретени!! и огкр!яти!!

Москва, Ж-35, Рс!ушская If !Î.,;I.. 4 5

Типография, ир. Сапунова, 2