Усилитель с широтно-импульсной модуляцией сигнала

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()938360

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социапистичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заивлено 11. 11. 80 (21) 3001798/18-21 с присоединением заявки № (51)IN. Кл.

03 F 3/217

Н 03 K 7/08

Внуднрстнвнный кнннтвт есер нв днлви нзвбрвтвннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23. 06.82. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25.06.82 (53) УДК 621. 326. .54(088.8) Ф

% !

P,Ñ. Падкин, В.Е. Галл и И.В, Пономар,! - - . . j т с

Ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции--аейййградское / производственное объединение "Красногвардеец"

4 (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ СИГНАЛА

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен усилитель с широтно-импульсной модуляцией (НИМ) сигнала, содержащий модулятор, усилитель, демодулятор, сумматор, пороговый элемент, включенные последовательно, и генератор пилообразного напряжения, соединенный с выходом модулятора и входами демодулятора и сумматора (1 1., Недостатком данного усилителя является невозможность усиления знакопеременного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилитель с ШИМ сигнала, содержащий формирователь пилообразного напряжения, два элемента И, два пороговых элемента, мостовой выходной каскад, инвертор, двухполупериодный выпрями- 2о тель, включенный между входом усилителя и первым входом одного иэ пороговых элементов, второй вход которо- . го соединен с выходом формирователя,пилообразного напряжения, а выходс одним из входов первого элемента И, соединенного с одним из входов второго элемента И, второй вход которого связан с входом усилителя через последовательно соединенные второй пороговый элемент и инвертор, вход которого связан с вторым входом первого элемента И и управляющим электродом одного иэ ключевых элементов, а выходс управляющим электродом ключевого элемента другого плеча мостового каскада, управляющий электрод каждого из ключевых элементов других плеч которого соединен с выходом соответствующего элемента И (21.

Недостатком, данного усилителя является нелинейность характеристики при малых уровнях сигналов.

Цель изобретения — повышение линейности характеристики в области малых входных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в усилитель с широтно-импульсной

Формула изобретения

3 93836 модуляцией сигнала, содержащий два амплитудных компаратора, информационный вход первого иэ которых соединен с входной шиной, а вход управления второго из которых соединен с выходом первого формирователя пилообразного напряжения, мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка, введен второй формирователь 10 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом формирователя пилообразного напряжения, а выход - с входом управления первого амплитудного компаратора, причем информационный вход второго амплитудного компаратора соединен с входной шиной, а выходь первого и второго амплитудных компараторов соединены с управляющими входами соответствующих ключевых элементов мостового выходного каскада.

На чертеже представлена структурная электрическая схема усилителя.

Усилитель содержит амплитудные компараторы 1 и 2, первый формирователь 3 пилообразного напряжения, мостовой выходной каскад 4 из ключевых элементов 5-8, второй формирователь 9 пилообразного напряжения, вырабатывающий парафаэный пилообразный сигнал, нагрузка 10 включена в диагональ мостового выходного каскада, входной сигнал подан на входную шину 11.

Устройство работает следующим образом.

На шину 11 подается входной сигнал, который может принимать значения в пределах 0 . Формирователь 3 вырабатывает на своем выходе сигнал пило40 образной формы, причем пилообразное напряжение находится в пределах, составляющих половину динамического диапазона напряжений входного сигнала и в которых работает компаратор l. Фор45 мирователь 9 вырабатывает на своем выходе парафазный пилообразныи сигнал, причем этот сигнал может принимать значения напряжений, в пределах " которых он сортветствует динамическому диапазону отрицательных значений входного сигнала.

Рассмотрим работу усилителя в первом отрезке времени.

8ходной сигнал в этом отрезке времени имеет положительный знак и нахо- дится в динамическом диапазоне компаратора 2, на второй вход которого поступает сигнал с формирователя 3.

0 ф

При превышении (по абсолютному значению) мгновенных значений входного сигнала и сигнала пилообразного напряжения срабатывает компаратор 2, который формирует на своем выходе импульсную последовательность, которая управляет парой ключей 5 и 6 каскада 4. При этом через нагрузку, включенную в диагональ моста, протекает импульсный ток, скважность которого соответствует мгновенным значениям входного сигнала, а направление тока соответствует полярности входного сигнала и определяется соответствующим компаратором.

В следующем отрезке времени входной сигнал имеет отрицательную полярность и находится в рабочем диапазоне компаратора 1, на второй вход которого подается парафазное пилообразное напряжение от формирователя 9.

При совпадении мгновенных значений входного сигнала и сигнала парафаэного пилообразíîro напряжения срабатывает компаратор 1 и на его выходе формируется импульсная последовательность, скважность которой соответствует мгновенным значениям величины входного сигнала. Компаратор 1 управляет своим выходным сигналом парой ключей 7 и 8 выходного мостового каскада, благодаря чему через нагрузку протекает импульсный выходной ток, направление которого также определяется полярностью входного сигнала, а скважность - величиной входного сигнала.

В следующем отрезке времени входной сигнал отсутствует, т.е. равен нулю. Оба компаратора не срабатывают, и ключевые элементы 5-8 выходного каскада не включаются. Сигнал в нагрузке 10 отсутствует, энергия в выходном каскаде не затрачивается.

Поскольку в цепи выходного сигнала предлагаемого устройства отсутствуют элементы нелинейного преобразования, то во всем динамическом диапазоне усиливаемых сигналов, в особенности в диапазоне малых значений входного сигнала, нелинейные искажения уменьшаются, t.å. повышается линейность характеристики.

Усилитель с широтно-импульсной модуляцией сигнала, содержащий два амплитудных компаратора, информацион5 ч 8360 6 ный вход первого из которых соединен йия первого амплитудного компаратос входной шиной, а вход управления ра, причем информационный вход второвторого из которых соединен с выхо- го амплитудного компаратора соединен дом первого формирователя пилообраз- с входной шиной, а выходы первого и ного напряжения, мостовой выходной 5 второго амплитудных компараторов сокаскад на ключевых элементах, в одну единены с управляющими вхОдами соотиз диагоналей которого включена на- ветствуащих ключевых элементов мостогрузка, отличающийся тем, вого выходного каскада. что, с целью повышения линейности характеристики в области малых входных tO Источники информации, сигналов, в него введен второй фор- принятые во внимание при экспертизе мирователь пилообразного напряжения, 1. Авторское свидетельство СССР вход которого соединен с выходом пер- Р 671028, кл. Н 03 К 7/08; 01.06.77 вого формирователя пилообразного на- 2. Авторское свидетельство СССР пряжения, а выход - с входом управле- >s Р 614536, кл. Н 03 К 7/08, 17.05.76.

ВНИИПИ Заказ 4478/77 Тираж 959 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4