Усилитель с широтно-импульсной модуляцией

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение стабильности уровня выходного сигнала. Усилитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, интегрирующий усилитель 2, компараторы ЗиЛ, ключевые усилители 5 и 6 мощности , сумматор-фильтр 7, инвертор 8, аттенюаторы 9 и 12, фильтр 10 нижних частот, модулятор 11 амплитуды тактовых импульсов и сумматор 13. При изменении напряжения питания усилителей 5 и 6 оно поступает через аттенюатор 9 и фильтр 10 на управляющий вход модулятора 11, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы с амплитудой, пропорциональной напряжению питания усилителей 5 и 6. Соответственно и амплитуда пилообразного напряжения на выходе усилителя 2 будет пропорциональна этому напряжению питания. Для изменения немодулированной длительности тактовых импульсов с помощью аттенюатора 12 и сумматора 13 вводится постоянное смещение, величина которого пропорциональна.изменению напряжения питания усилителей 5 и 6. Цель достигается введением аттенюаторов 9 и 12, фильтра 10, модулятора -11 и сумматора 13. 2 ил. (Л Од О5 с оо о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ((9> SU (ш (5ц 4 H 03 F 3/217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4107276/24-09 (22) 11. 06. 86 (46) 30.12.87. Бюл. и 48 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.M.A.Áîí÷Бруевича (72) А.А.Алексанян, В.А.Галахов, В.Г.Моисеев, В.Л.Можейко и К.К.Никитин (53) 621.375.026 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11(1142905, кл. Н 03 F 3/2 17, 1983.

Патент Великобритании 11596378, кл. Н 03 F 3/214, 1981. (54) УСИЛИТЕЛЬ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения— повышение стабильности уровня выходного сигнала. Усилитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, интегрирующий усилитель 2, компараторы

3 и 4, ключевые усилители 5 и 6 мошности, сумматор-фильтр 7, инвертор

8, аттенюаторы 9 и 12, фильтр 10 нижних частот, модулятор 11 амплитуды тактовых импульсов и сумматор 13.

При изменении напряжения питания усилителей 5 и 6 оно поступает через аттенюатор 9 и фильтр 10 на управляющий вход модулятора 11 на выходе которого формируются прямоугольные импульсы с амплитудой, пропорциональной напряжению питания усилителей

5 и 6. Соответственно и амплитуда пилообразног6 напряжения на выходе усилителя 2 будет пропорциональна этому напряжению питания. Для изменения немодулированной длительности тактовых импульсов с помощью аттенюатора 12 и сумматора 13 вводится постоянное смещение, величина которого пропорциональна. изменению напряжения питания усилителей 5 и 6. Цель достигается введением аттенюаторов

9 и 12, фильтра 10, модулятора 11 и сумматора 13. 2 ил.

1 1363436 2

Изобретение относится к усилительной технике и может использоваться для усиления модулирующих сигналов низкой частоты, например, при амплитудной модуляции в радиопередающих устройствах с коллекторной модуляцией.

Цель изобретения — повышение стабильности уровня выходного сигнала. 10

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного усилителя с широтно-импульсной модуляцией; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 15

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией содержит генератор 1 тактовых импульсов, интегрирующий усилитель 2, первый и второй компараторы

3 и 4, первый и второй ключевые уси- 20 лители мощности (КУМ) 5 и 6, сумматор-фильтр 7, инвертор 8, первый аттенюатор 9, фильтр нижних частот (ФНЧ) 10, модулятор 11 амплитуды тактовых импульсов, второй аттенюатор

12, сумматор 13.

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов З0 формирует последовательность двухполярных прямоугольных импульсов типа .".меандр". Модулятор 11 может представлять собой транзисторный ключ, амплитуда импульсов на выходе которо- ЗВ

ro регулируется его напряжением питания, поступающим на управляющий вход, а на выходе ключа включен разделительный конденсатор, чтобы в его выходном напряжении отсутствовала по- 40 стоянная составляющая. Интегрирующий усилитель 2 и инвертор 8 могут быть выполнены на основе операционных усилителей, Сумматор-фильтр 7 может представлять собой однозвенный фильтр, 45 имеющий два дросселя, один конденсатор и общую нагрузку. Полоса пропускания фильтра определяется максимальной рабочей частотой усилителя с широтно-импульсной модуляцией. ФНЧ 10 служит для подавления резких выбросов напряжения питания КУМ 5 и 6 и может быть выполнен в виде однозвен-, ного RC-фильтра. Генератор 1 формирует последовательность двухполярных прямоугольных импульсов типа "меандр" (фиг.2а), которая, пройдя через модулятор 11, поступает на вход интегрирующего усилителя 2., формирующего симметричное пилообразное напряжение

U„(t) (фиг.26). Входной усиливаемый сигнал U (фиг.26) поступает через сумматор 13 на неинвертирующий вход компаратора 3 и через инвертор 8— на инвертирующий вход компаратора 4.

На инвертирующий вход компаратора 3 и неинвертирующий вход компаратора 4 поступает сигнал с симметричным пилообразным напряжением с выхода интегрирующего усилителя 2. Широтно-импульсная модуляция осуществляется с помощью сравнения входного усиливаемого сигнала с симметричным пилообразным напряжением в компараторах 3 и 4 (двусторонняя ШИМ первого рода).

В моменты равенства сигналов на прямом и инверсном входах каждого из компараторов 3 и 4 (фиг.26) происходит их переключение,в результате чего на выходе каждого компаратора формируется широтно-модулированная импульсная последовательность (фиг.2в).

Причем, широтно-модулированные импульсные последовательности с выходов компараторов 3 и 4 сдвинуты друг относительно друга на половину периода тактовой частоты, Они усиливаются ключевыми усилителями мощности 5 и 6 и складываются в сумматоре-фильтре 7, на выходе которого выделяется усиленный по мощности входной сигнал

Б„ (фиг.2г).

В случае нестабильности и пульсации напряжения питания КУМ 5 и 6 Е о приводящей, например, к изменению

E в k раз, т.е. при Е,=kE для сохранения стабильным уровня выходного сигнала усилителя с широтно-импульсной модуляцией необходимо в Е раз изменить амплитуду пилообразного напряжения (11п-kU„) и увеличить на Т», 1-1 длительность немодулированных тактовых (при Uö=0) импульсов, где

Т вЂ” период тактовых импульсов. При изменении в к раз напряжения питания

Е,, оно поступает через аттенюатор 9 с коэффициентом передачи k и через

ФНЧ 10, устраняющий резкие изменения и пульсации Е с частотой переключения, КУМ 5 и 6, на управляющий вход модулятора 11, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы с амплитудой, пропорциональной напряжению питания КУМ 5 и 6 Е : U, =

k Å, 2

Соответственно амплитуда

1363436

k =Т/4о а Е = — — — Е

Т k, z Ð 4 î

ЙО. 2

ВНИ1ПИ Заказ 6378/52 Тираж 900

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. пилообразного напряжения на выходе интегрирующего усилителя 2 будет равна U„=k„E,, где коэффициент пропорТ k< циональности 1с и 4 э где о — постоянная интегрирования интегрирующего усилителя 2. Для изменения немодулированной длительности тактовых импуль1-k. ° 10 сов на Т вЂ необходимо вводить no2k стоянное смещение дU на входе усилителя с широтно-импульсной модуляцией, величина которого 4U„=k„(E -Е ),т.е. постоянное смещение, величина которо- 1б

ro пропорциональна изменению F, Для этого служат аттенюатор 12 с коэффициентом передачи k, трехвходовый сумматор 13, при этом на третий вход сумматора 13 должно поступать фикси- 20 рованное опорное напряжение Е, при этом суммарное напряжение на выходе ( сумматора 13 будет равно У =Б +1<, k Е +

+Е . Для выполнения этого k,k =kÄ и

Е = -knEo т.е. коэффициент передачи 25 аттенюатора 12

Формула изобретения

Усилитель с широтно-.импульсной модуляцией, содержащий генератор тактовых импульсов, последовательно сое35 диненные первый компаратор, первый ключевой усилитель мощности и сумматор-фильтр, последовательно соединен- ные второй компаратор и второй ключевой усилитель мощности, выход которого соединен с вторым входом сумматора-фильтра, интегрирующий усилитель, выход которого соединен с инвертирующим входом первого компаратора и с неинвертирующим входом вто-. рого компаратора, а также инвертор, выход которого соединен с инвертирующим входом второго компаратора, а вход — с неинвертирующим входом первого компаратора, при этом шины питания первого и второго ключевых усилителей мощности соединены между собой, отличающийся - тем, что, с целью повышения-стабильности уровня выходного сигнала, в него введен модулятор амплитуды тактовых импульсов, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход — с входом интегрирующего усилителя, между точкой соединения шин питания первого и второго ключевых усилителей мощности и входом инвертора введены последовательно соединенные первый аттенюатор, фильтр нижних частот, выход которого соединен с управляющим входом модулятора амплитуды тактовых импульсов, второй аттенюатор и сумматор, при этом второй и третий входы сумматора являются соответственно входом усиливаемого сигнала и входом опорного напряжения усилителя с широтно-импульсной модуляцией.