Усилитель класса д

Усилитель класса д

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„,>949774

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.02.78 (21) 2577807/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 F 3/217.Геюяирстеенный немнтет

СССР

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 07.08.82 пе лелем нзееретеннй н еткрмтнй (53) УДК 621.375..4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Алексанян и В. А. Галахов

)8 „ " :" инсйфуу:.

Ленинградский ордена Ленина политехническ им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ КЛАССА Д

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано в усилительных устройствах средней и большой мощности, например в гидроакустических усилителях мощности, громкоговорящих установках и других устройствах подобного назначения.

Известен усилитель класса Д, содержащий транзисторы, включенные по мостовой схеме, в диагональ которой последовательно включены дроссель и нагрузка, шунтированная конденсатором, причем транзисторы верхних плеч моста шунтированы встречно включенными диодами, их базы соединены с источником усиливаемого сигнала, а базы транзисторов нижних плеч соединены с широтно-импульсным модулятором (1) .

Недостатком усилителя является наличие сквозных токов через непосредственно соединенные транзисторы верхних и нижних плеч.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является усилитель класса

Д, содержащий транзисторы, включенные по мостовой схеме, эмиттеры транзисторов подключены к соответствующим шинам источника питания, а коллекторы соединены

2 между собой через дроссели, между коллекторами транзисторов верхних плеч моста включена нагрузка, коллекторы транзисторов нижних плеч моста соединены с эмиттерами транзисторов верхних плеч моста через диоды, включенные в обратном направлении, базы транзисторов нижних плеч моста соединены с источником ШИМ сигнала, а базы транзисторов верхних плеч моста соединены с источником усиливаемого сиг,о Нааа (2)

Недостатком известного усилителя является низкий коэффициент усиления по мощности, что обусловлено наличием достаточно мощного источника усиливаемого сигнала, необходимого для возбуждения

1s транзисторов верхних плеч моста. В то же время формирование сигнала с широтноимпульсной модуляцией не требует мощного источника усиливаемого сигнала и может быть осуществлено на малом уровне мощности с последующим ключевым усилением для возбуждения транзисторов нижних плеч моста.

Цель изобретения — повышение коэффициента усиления по мощности.

949774 с базой транзистора 4 через параллельно соединенные цепи, одна из которых интегрирующая 14, а другая дифференцирующая !

5 с последовательно соединенным диодом 16. Шины источника 17 питания соединены с соответствующими эмиттерами тран.зисторов 1 — 4.

Усилитель работает следующим образом.

На базу транзистора 1 поступает последовательность широтно-модулированных импульсов в один полупериод усиливаемого сигнала, а на базу транзистора 2 — в другой полупериод, Рассмотрим работу усилителя на примере усиления одной полуволны сигнала, поскольку усиление другой полуволны происходит аналогично.

55

Поставленная цель достигается тем, что в усилителе класса Д, содержащем транзисторы, включенные по мостовой схеме, эмиттеры транзисторов подключены к соответствующим шинам источника питания, а коллекторы соединены между собой через дроссели, между коллекторами транзисторов верхних плеч моста включена нагрузка, коллекторы транзисторов нижних плеч моста соединены с эмиттерами транзисторов верхних плеч моста через диоды, включенные в обратном направлении, базы транзисторов нижних плеч моста соединены с источником

ШИМ сигнала, коллектор каждого транзистора нижнего плеча моста соединен с базой транзистора противоположного плеча через параллельно соединенные цепочки, одна из которых интегрирующая, а другая дифференцирующая с последовательно соединенным диодом.

Такой усилитель позволяет повысить коэффициент усиления по мощности, так как

20 возбуждение транзисторов верхних плеч осуществляется через интегрирующие и дифференцирующие цепи от источника

ШИМ сигнала и тем самым отпадает необходимость в мощном источнике усиливаемого сигнала. 25

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя класса Д.

Усилитель класса Д содержит транзис-, торы 1 — 4, включенные по мостовой схеме.

Между коллекторами транзисторов верхних и нижних плеч включены дроссели 5 и 6.

Коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 3 и 4 через обратно включенные диоды 7 и 8.

Нагрузка 9 включена между коллекторами транзисторов 3 и 4. Базы транзисторов и 2 соединены с источником 10 ШИМ сигнала. Коллектор транзистора 2 соединен с базой транзистора 3 через параллельно соединенные цепочки, одна из которых интегрирующая 11, а другая дифференцирующая 12 с последовательно соединенным ди- 40 одом 13. Коллектор транзистора 1 соединен

При поступлении отпирающего импульса одной последовательности на базу транзистора 1 последний открывается, что вызывает перепад напряжения на входе интегрирующей и дифференцирующей цепей 14 и 15, приводящий к отпиранию транзистора 4

Тем самым через нагрузку 9 транзисторы 1, 4 и дроссель 5 начинает протекать ток.

После окончания отпирающего импульса на базе транзистора 1 последний закрывается. При этом диод 16 предотвращает запирание транзистора 4 импульсом дифференцирующей цепи 15, а наличие интегрирующей цепи 14 обусловливает поддержание открытого состояния транзистора 4 до прихода следующего отпирающего импульса той же последовательности на базу транзистора 1 и, следовательно, протекание тока через нагрузку 9, а также дроссель 5, транзистор 4 и диод 7.

После прихода следующего отпирающего импульса последовательности на базу транзистора 1 процесс повторяется. Транзисторы 2 и 3 во время поступления импульсов на транзистор 1 закрыты и не оказывают влияние на протекание процесса.

Сравнительные испытания предлагаемого усилителя с известным показали, что коэффициент усиления по мощности у предлагаемого усилителя примерно на 40 дБ больше, чем у известного.

Формула изобретения

Усилитель класса Д, содержащий транзисторы, включенные по мостовой схеме, эмиттеры транзисторов подключены к соответствующим шинам источника питания, а коллекторы соединены между собой через дроссели, между коллекторами транзисторов верхних плеч моста включена нагрузка, коллекторы транзисторов нижних плеч моста соединены с эмиттерами транзисторов верхних плеч моста через диоды, включенные в обратном направлении, базы транзисторов нижних плеч моста соединены с источником

ШИМ сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления по мощности, коллектор каждого транзистора нижнего плеча моста соединен с базой транзистора противоположного плеча через параллельно соединенные цепочки, одна из которых интегрирующая, а другая дифференцирующая с последовательно соединенным диодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 159200, кл. Н 03 F 3/20, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР № 359739, кл. Н 03 F 1/06, 1971 (прототип).

949774

Составитель В. Шевардалкин

Редактор И.Михеева Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 5494 45 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4