Усилитель мощности

Усилитель мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и является дополнительным к изобретению по авт. св. № 1020974. Обеспечивается увеличение выходной мощности. Усилитель мощности содержит источник 1 входного сигнала, сумматор-интегратор 2, дискриминатор 3, распределитель импульсов 4, выходной каскад 5, генератор 6 тактовых импульсов и элемент 7 совпадения. Генератор 6 тактовых импульсов включает блок 8 формирования управляющего напряжения, блок 9 запуска и управляемый ждущий генератор 10. В блоке 8 формирования управляющего напряжения диоды 11, 12 и инвертирующий операционный усилитель 13 образуют двухполупериодный выпрямитель, а диод 14 и резисторы 15, 16 - элемент сдвига. Блок 9 запуска вьтолнен на генераторе пилообразного напряжения (ГПН) и инверторе 18. Управляемый ждущий генератор 1.0 содержит тактируемый . . ГПН, выполненный на транзисторе 19, компаратор 20 и синхронный DRS-триггер 21. Сумматор-интегратор 2 является основным злементом усилителя мощности. Он осуществляет сравнение площади выходного усиленного импульса со значением, поступающим с источника 1 входного сигнала. Увеличение выходной мощности достигается за счет введения элемента 7 совпадения и подачи входного сигнала на генератор 6 тактовых импульсов. 4 3.я. ф-лы. 2 ил. с & (Л tc 4 4 Ч)

COl03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„,. 1241414

А2 (0g H 03 F 3/2l7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61 ) 1020974 (21) 3739744/24-09 (22) 08.05,84 (46) 30.06.86. Бюл. Ф 24 (71) Специальное конструкторско;технологическое. бюро с опытным производством Минского радиотехнического института ,(72) В. В. Попов, А. И. Сконов и В. А. Попов (53) 621 .375.026(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР У 1020974, кл. Н 03 F 3/217, 30.04.80 (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радио» технике и является дополнительным к изобретению по авт. св, Ф 1020974.

Обеспечивается увеличение выходной .мощности. Усилитель мощности содержит источник 1 входного сигнала, сумматор-интегратор 2, дискриминатор 3, распределитель импульсов 4, выходной каскад 5, генератор 6 тактовых импульсов и элемент 7 совпадения. Генератор 6 тактовых импульсов включает блок 8 формирования управляющего напряжения, блок 9 запуска и управля емын ждущий генератор 1О. В блоке 8 формирования управляющего напряжения диоды 11, 12 и инвертирующий операционный усилитель 13 образуют двух» полупериодный выпрямитель, а диод 14 и резисторы 15, 16 - элемент сдвига..

Блок 9 запуска выполнен на генераторе пилообразного напряжения (ГПН) и инверторе 18. Управляемый ждущий генератор 1.0 содержит тактируемый

ГПН, выполненный на транзисторе 19, компаратор 20 и синхронный DBS-триггер 21. Сумматор-интегратор 2 является основным элементом усилителя мощности. Он осуществляет сравнение площади выходного усиленного импуль» са со значением, поступающим с источника 1 входного сигнала. Увеличение выходной мощности достигается за счет введения элемента 7 совпадения и подачи входного сигнала на ге нератор б тактовых импульсов.

4 з.п. ф-лы. 2 ил.

1241414

Усилитель мощности работает следующим образом.

В исходном состоянии оба синхронных DRS-триггера распределителя 4 импульсов находятся в состоянии "0", что соответствует отсутствию какого либо (положительного или отрицательного) потенциала на выходе выходного каскада 5. На вход 2 сумматора-интегратора 2 поступает нулевой сигнал.

Сумматор-интегратор 2 .является 55 основным элементом устройства, в ко» тором осуществляется сравнение площади выходного усиленного импульса со

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано, в част ности, в усилителях мощности низкой частоты, а также в импульсных регуляторах и стабилизаторах напря 5 жения постоянного тока и является дополнительным к основному авт. св, М 1020974.

Цель изобретения - увеличение

Выходной мощностие (0

На фиг. 1 представлена структурная схема усилителя мощности; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Усилитель мощности содержит ис- (5 точник 1 входного сигнала, сумматоринтегратор 2 с входами 2(и 2, дискриминатор 3, распределитель 4 импульсов, со входами 4, и 4, выходами 4 -4, инвертором 4 и синхронны- 20 ми DRS-триггерами 4 -4», выходной каскад 5, генератор 6 тактовых. импульсов с управляющим входом 6,, входом синхронизации 6 и выходом 6> элемент 7 совпадения. Генератор 6 25 тактовых импульсов содержит блок 8 формирования управляющего напряжения, блок 9 запуска и управляющий ждущий генератор 10 с входом 10 и прямым инвеРсным выходами 10, 1Оэ соот- 30 ветственно. Блок 8 формирования управляющего напряжения содержит двухполупериодный выпрямитель на диодах

11 и 12 и инвертирующем операционном усилителе 13 и элемент сдвига уровня на диоде 14 и резисторах 15 и 16.

Блок 9 запуска содержит генератор пилообразного напряжения на транзисторе 17 и инвертор 18. Управляемый ждущий генератор 10 содержит такти щ руемый генератор пилообразного на пряжения на транзисторе 19, компара тор 20, синхронный DRS-триггер 21. значением, занесенным в сумматор-интегратор 2 по входу 2(, При отрицательном выходном сигнале на выходе сумматора-интегратора 2 по входу 2(накопится некоторый положительный потенциал, соответствующий интегралу входного сигнала за часть тактового промежутка до тактового импульса.

На выходе дискриминатора 3 при этом устанавливается положительный потенциал, на выходе инвертора 4, нулевой потенциал, который по входу

R удерживает синхронный ЭБЯ-триггер .

49 в состояние "0". С приходом первого положительного тактового импульса синхронный DRS-триггер 4я устанавливается в состояние "1", а синхронный РВЕ-триггер 4> своего состояния не меняет, так как на его установоч ном входе R в это время присутствует нулевой потенциал с инвертора 4(..

При этом сигнал с выхода 4 9 распределителя 4 импульсов усиливается од ним из плеч выходного каскада 5 и подается на .вход 2 сумматора-интегратора 2. С .этого момента начинается сравнение интеграла выходного усиленного момента - импульса, который мо» жет быть любой формы, с интегралом входного сигнала. Так как входной сигнал интегрируется непрерывно, то в сравнении участвует интеграл входного сигнала до тактового импульса (занесенное ранее в интегратор значение) и после него. Резисторы и емкость сумматора интегратора 2 выбраны таким образом, чтобы до прихода следующего тактового импульса срав» нение заканчивалось, что соответствует переходу напряжения на выходе сумматора-интегратора 2 в "0". Переход напряжения на выходе сумматора-интегратора 2 в "0" фиксируется дискриминатором 3, выходной импульс которого перебрасывает синхронный DRS-триггер

48 по входу В в состояние "0". Фор мирование выходного импульса заканчивается.

На входе 2,, сумматора интегратора

2 по обратной связи исчезает положительный потенциал, сравнение интег» ралов входного и выходного сигналов заканчивается. Так как входной сигнал подается на вход 2 сумматораинтегратора 2 непрерывно, то в последнем начинается накопление значе ния интеграла выходного сигнала на

1241414 следующем тактовом промежутке. Дискриминатор 3, выдав сигнал переброса, возвращается в исходное состояние.

На выходе 4> распределителя 4 импуль сов и на выходе выходного каскада 5 до прихода следующего тактового импульса сохраняется нулевой потенциал 4

При переходе входного сигнала через "0" после завершения последнего положительного импульса на выходе . выходного .каскада 5 в сумматоре-интеграторе 2 начинает накапливаться отрицательный потенциал. Это состояние определяется дискриминатором 3, который подает разрешающий положительный потенциал на вход R синхронного DRS-триггера 49 и отрицательный на D вход синхронного DRS-триггера

;4> . Поэтому при подаче на синхровхо-! ды обоих синхронных DHS-триггеров 4>, 4> тактового импульса свое состояние с "0" на "1" изменит только синхронный DRS-триггер 4>. При этом выходной каскад 5 выполнен таким образом, что включение синхронного DRS-триггера

4 приводит к формированию отрицатель

9 ного импульса на его выходе. При этом начинается сравнение интеграла отрицательного выходного импульса (любой формы) с интегралом положительного входного сигнала.

Процесс сравнения идет аналогично, как и для отрицательного входного сигнала. При переходе напряжения на выходе сумматора-интегратора 2 через

"0" (конец сравнения интегралов входного и выходного сигналов) дискриминатор 3 через инвертор 4> подает от рицательный управляющий сигнал на D и R-входы синхронного DRS-триггера 4 .

Синхронный DRS-триггер 4 переходит в состояние "0". Процесс сравнения закончен. Ha D u H-входы синхронного

DRS-триггера 4> также поступает им пульс положительной полярности, и синхронный DHS-триггер 48 своего состояния "0" не изменяет. Усилитель мощности приходит в исходное состоя ние. В следующем такте при положи» тельном входном сигнале формируется отрицательный импульс на выходе выход» ного каскада 5.

При синусоидальном входном сигнале на выходе блока 8 формирования управляющего напряжения сигнал имеет вид, представленный на фиг. 2 а, кривая 1. Этот сигнал поступает на вход компаратора 20. В исходном состоянии синхронный DRS-триггер 21 может нахо1 диться в любом из двух состояний.

Рассмотрим вариант, когда синхронный

DRS-триггер находится в состоянии

"1". При этом на входе блока 9 запуска присутствует нулевой потенциал.

На выходе блока 9 запуска потенциал равен "1" (фиг. Зж) °

1р Напряжение на коллекторе транзистора 17 линейно возрастает до порогового значения U, которое равно напряжению срабатывания инвертора 18 (штриховая линия на фиг. Зе).

В момент времени t на выходе инвертора 18 напряжение падает до нуля и переводит синхронный DRS-триггер 21 в нулевое состояние, при этом на ,вход блока 9 запуска поступает поло20 жительный потенциал, транзистор 17 отпирается, напряжение на входе инвертора 19 становится равным нулю, а на выходе блока 9 запуска - равным единице.

2S

Таким образом, на выходе блока 9 запуска формируется отрицательный импульс запуска, который дает начало работы всей схемы усилителя мощности.

Если при включении усилителя мощ30 ности синхронный DRS-триггер 21 установится в состояние "0", тактовый генератор 6 импульсов начинает сразу работать без участия блока 9 запус ка. Блок 9 запуска при этом подрабатывает, но его параметры выбраны таким образом, что он не мешает работе синхронного DHS-триггера (фиг. Зе).

При этом транзистор 19 тактируемого генератора пилообразного напряжения

4О закрыт, напряжение на инвертирующем входе компаратора 20 (фиг. 2а, кривая 2) линейно возрастает до напряжения, равного значению сигнала на выходе блока 8 формирования управля45 ющего напряжения. В момент их равен ства на выходе компаратора 20 напряжение падает до нуля и перебрасывает синхронный DRS-триггер 21 в состояние "1", при этом транзистор 19 от»

5О крывается, напряжение на неинверти рующем входе компаратора 20 падает до нуля и на выходе компаратора 20 сформируется узкий отрицательный импульс (фиг. 36). На выходе 6> ге

Ы нератора б .тактовых импульсов сформи руется положительный фронт тактового импульса (фиг. 2в), который поступает на синхровходы синхронных DRS1241414 триггеров распределителя 4 импуль- сов, на выходе которого сформируется передний фронт выходного широтномодулированного импульса (фиг. 2 з,к .

Задний фронт широтно-модулированного импульса формируется по моменту ра венства площадей входного и выход ного сигнала..По моменту окончаний выходного импульса с одного из выхо 10 дов 44 или 4 распределителя 4 импульсов положительный фронт импуль са через элемент 7 совпадения посту пает.на синхровход синхронного DHBтриггера 21 и устанавливает его и состояние "0".

С этого момента начнется форми«

poBGHHe следующего тактового импульса, который поступает на вход распределителя 4 импульсов через некоторый промежуток времени, который обратно пропорционален амплитуде входного сигнала. В данном усилителе мощности при всех индексах модуляции невозможно такое состояние, когда тактовый 2S импульс поступает на вход распреде лителя 4 импульсов ранее, чем закон чился предыдущий импульс. Формирова ние тактового импульса начинается после окончания формирования выходно-3О го импульса.

Формула изобретения

1. Усилитель мощности по авт. св.

Ф 1020974 о т л и ч à ю щ:и и с я тем, что, с целью увеличения выходной мощности, выход источника входного сигнала соединен с,управляющим вхо дом генератора тактовых импульсов, а между выходами распределителя импульсов и входом синхронизации генератора тактовых импульсов введен элемент совпадения.

2. Усилитель по и. 1 о т л ич а ю шийся тем, что генератор тактовых импульсов содержит блок формирования управляющего напряжения, вход которого является управляющим входом генератора тактовых импуль сов, выход соединен с управляющим входом управляемого ждущего генератора, один выход которого является выходом генератора тактовых импуль сов, другой выход соединен с входом блока запуска, выход которого подключен к:входу запуска управляемого ждущего генератора, вход синхронизации которого является входом синхронизации генератора тактовых импульсов.

3. Усилитель по п. 2, о т л ич а ю шийся тем, что,блок формирования управляющего напряжения содержит последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и элемент сцвига уровня, выполненный на диоде и резисторах.

4. Усилитель по п. 2, о т л и ч а ю шийся тем, что блок запуска выполнен на последовательно со единенных генераторе пилообразного напряжения и инверторе, 5. Усилитель по п. 2, о т л ич а ю шийся тем, что управляемый ждущий генератор содержит тактируемый генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является управляющим входом управляемого ждущего генератора, выход соединен с Б-входом синхронного

DRS-триггера, синхровход которого является входом синхронизации генератора тактовых импульсов, D-вход подключен к общей шине источника питания, R-вход " к выходу блока запуска, вход которого соединен с инверсным выходом ЭБЯ-триггера, прямой выход которого является выходом генератора тактовых импульсов и соединен с входом тактируемого генератора пилообразного напряжения, 124!4!4

Составитель И. Водяхина

Редактор А. Долинич Техред Н.Бонкало Корректор А. Зимокосов

Тираж 81б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5,Заказ 3611/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная