DE3112035C2 - Pulsweitenmodulierter Verstärker - Google Patents
Pulsweitenmodulierter VerstärkerInfo
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Abstract
Impulsbreite-Modulationsverstärker, bei dem im wesentlichen eine konstante Gegenkopplung innerhalb eines breiten Frequenzbereiches vorgesehen ist, ohne daß ein teures Tiefpaßfilter verwandt wird, welches eine genaue Frequenzcharakteristik erforderlich macht. Ein Audioeingangssignal wird über einen ersten Widerstand an einen invertierenden Eingangsanschluß eines Komparators gelegt, an dessen nicht invertierendem Eingangsanschluß die Ausgangsspannung eines Sägezahnoszillators gelegt wird. Das Ausgangssignal des Komparators gelangt über einen Schaltverstärker und dann über ein Tiefpaßfilter zu dem Lautsprecher. Die Ausgangsspannung des Schaltverstärkers wird über einen zweiten Widerstand dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators zugeführt. Ein Widerstand ist zwischen dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators und Masse geschaltet. Zwei solcher Schaltkreise können für eine Ausbildung mit zwei Kanälen vorgesehen werden, wobei dann der Sägezahnoszillator gemeinsam für beide Kanäle verwandt werden kann. Vorzugsweise wird ein Phasenunterschied zwischen den Ausgangsspannungen des Sägezahngenerators für die beiden Kanäle vorgesehen, um eine Störung zwischen den Kanälen zu verhindern.
Description
Abschneidefrequenz fc des Tiefpaßfilters 7 verglichen
mit der Trägersignalfrequenz ausreichend tief einzustellen. Deshalb ist es schwierig, in den höheren
Frequenzbereichen eine ausreichende Gegenkopplung zu erzielen. Hinzukommt, daß die Frequenzcharakteristik
des Verstärkers wegen der möglichen Charakteristikänderungen der Tiefpaßfilter 7 und 9 nicht flach ist
Im Unterschied zu der in Fig.2 dargestellten
Schaltungsanordnung wird bei dem aus der genannten Literaturstelle »Funkschau« bekannten, pulswertenmodulierten
Verstärker das Signal für die Gegenkopplung am Ausgang des dem Schaltverstärker nachgeschalteten
Tiefpaßfilter abgenommen und dem Vorverstärker zugeführt. Ein Tiefpaßfilter ist dort dem Vorverstärker
nicht vorgeschaltet Wegen des Tiefpaßfilters im Gegenkopplungszweig besteht die Gefahr, daß bei
einem solchen Verstärker Schwingungen auftreten.
Aus »Elektor« Dez. 1978, Seite 12-36 bis 12-39 ist
es bekannt, bei pulsdauermodulierten Verstärkern Rückkopplungszweige vorzusehen, weiche eine Integrationsstufe
mit Tiefpaß-Wirkung umfassen, so daß das integrierte EndstufensignaJ nur die Audio-Information
enthält
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pulsweitenmodulierten Verstärker der eingjngs genannten
Art derart weiterzubilden, daß bei diesem Verstärker keine Schwingungen auftreten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal
dem nichtinvertierenden Eingang und das Eingangssignal über einen ersten Widerstand dem invertierenden,
über einen ersten Kondensator mit Masse verbundenen Eingang des Komparator« zugeführt wird, und daß der
Gegenkopplungszweig von einem zweiten Widerstand gebildet ist, der zwischen den Ausgang des Schaltverstärkers
und den invertierenden Eingang des Komparators geschaltet ist.
In vorteilhafter Weise wird bei dem erfindungsgemäßen,
pulsweitenmodulierten Verstärker aufgrund der besonderen Ausgestaltung des Gegenkopplungszweiges
erreicht daß das Auftreten von Schwingungen äußerst unwahrscheinlich ist. Ferner wird eine Unabhängigkeit
von der Einstellung des Tiefpaßfilters, welches anschließend an die Endstufe des Schaltverstärkers
geschaltet ist, erreicht, da für den Rückkopplungszweig eine flache Charakteristik ohne Berücksichtigung
der Frequenz erhalten werden kann. Die Größe der Rückführspannung also im wesentlichen über den
gesamten Frequenzbereich konstant, so daß Verzerrungen minimal sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer derartiger
pulsweitenmodulierter Verstärker vorgesehen ist und daß das dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal für
beide pulsweitenmodulierte Verstärker von einem gemeinsamen Sägezahnoszillator erzeugbar ist. Für
eine Verstärkeranordnung mit zwei Kanälen ist dann nur ein einziger Sägezahnoszillator erforderlich.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Sägezahnoszillators
mit einer Phasenschiebeeinrichtung verbunden ist, durch die ein gegenüber dem dreieckförmigen, von dem
Sägezahnoszillator erzeugten Hochfrequenz-Trägersignal phasenverschobenes, dreieckförmiges Hochfrequenz-Trägersignal
erzeugbar ist, und daß das dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal dem einen und das
phasenverschobene dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal dem weiteren pulsweitenmodulierten
Verstärker zugeführt wird. In vorteilhafter Weise ergibt
sich dadurch, daß die Anstiegs- und Abfallzeiten der
rechteckigen Ausgangsimpulse der Komparatoren zu unterschiedlichen Zeiten bei dem ersten und dem
zweiten Kanal auftreten, so daß dadurch eine Störung zwischen den Kanälen ausgeschlossen wird.
Andere vorteilhafte Weiterbfldungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von
ίο Ausfühnmgsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fi g. 1 und 2 Beispiele herkömmlicher pulsweitenmodulierter
Verstärker,
Fig.3 ein schematisches Diagramm einer bevorzugten
Ausfühningsform eines pulsweitenmodulierten Verstärkers nach der Erfindung,
Fig.4 ein Schaltkreisblockdiagramm eines pulsweitenmodulieiten
Verstärkers für eine Anwendung mit zwei Kanälen,
Fig.5A bis 5D verschiedene Signalformen zur Erläuterung der Impulsweiten-Modulation,
Fig.6 ein Schaltkreisdiagramm _mes Trägersignalgenerators
bei einer bevorzugten AustüLrungsform der Erfindung, und
Fig.7A bis 7D Signalformen an verschiedenen
Punkten des Schaltkreises gemäß F i g. 6.
Der Verstärker gemäß Fig.3 kann bei einer
Ausbildung mit zwei Kanälen vorgesehen werden. Bei einem für zwei Kanäle ausgelegten Verstärker weist der
rechte Kanal, wie es in Fig.4 gezeigt ist, einen Audioverstärker 11, einen Komparator 16 einen
Schaltverstärker 4, ein Tiefpaßfilter 5 und den Lautsprecher 12 auf. Das Ausgangssignal des Schaltverstärkers
4 wird über Widerstände R\, R2 und einen Kondensator C? dem Komparator 10 zugeführt. Der
linke Kanal umfaßt in gleicher Weise einen Audioverstärker 11, einen Komparator 10', einen Schaltverstärker
4', ein Tiefpaßfilter 5' und einen Lautsprecher 12'. Der Ausgang des Verstärkers 4' wird über Widerstände
•»ο Ry, R1, und einen Kondensator C2, dem Komparator 10'
zugeführt. Ein von einem einzigen Oszillator 6 erzeugtes Sägezahn-Trägersignal d wird den nichtinvertierenden
Anschlüssen der Komparatoren 10 und 10' zugeführt, welche verwandt werden, um die Pulsweiten-Modula-
·»' tion des Audiosignals durchzuführen. Die Verwendung
des Sägezahnsignals c/von dem gemeinsamen Oszillator 6 für beide Kanäle ist insofern von Vorteil, als dadurch
irgendwelche Schwebungsprobleme ausgeschlossen und die Kosten verringert werden.
-,0 Wenn bei diesem Schaltkreis die Eingangsaudiosignale a und a' beide Null sind, befinden sich die
rechteckförmigen Ausgangsimpulse b und b' der Schaltverstärker 4 und 4' in Phase, wie es in Fig.5a
bzw. 5b gezeigt ist, und somit koinzidieren die Anstiegs-
5ί und / b'allzeiten der zwei Signale. Andererseits, wenn
die Audiosignale a und a' einen vorgegebenen Pegel erreichen, sind die /.usgangsimpulse der Impulsverstärker
4 und 4' moduliert und ihr Tastverhältnis wird entsprechend den Eingangsaudiosignalen verändert,
M> wie es in Fi g. 5C gezeigt ist. Wenn jedoch die
Wellenformen dieser Kanäle aufgrund von Änderungen des Tastverhältnisses koinzidieren, können sich die
Komparatoren 10 und 10' gegenseitig beeinflussen und dadurch eine Störung zwischen den Kanälen hervorrufen.
Eine Ausführungsform eines pulsweitenmodulierten Verstärkers nach der Erfindung wird unter Bezugnahme
auf die F i g. 3 beschrieben, in der Bauelemente, die mit
jenen der Fig. 1 und 2 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugsziffern wie in diesen Figuren bezeichnet
sind. In Fig.3 werden ein Audiosignal £", und von dem
Ausgang eines Schaltverstärkers 4 ein pulsweitenmoduliertes Signal additiv über Widerstände R\ und Rj dem
invertierenden Eingangsanschluß eines Komparators 10 zugeführt, welcher differenzielle Eingänge aufweist. Ein
Trägersignal wird von einem Sägezahnoszillator 6 dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß zugeführt. Das
impulsmodulierte Trägersignal liegt über einem Kondensator C2 an Masse.
Die Gegenkopplungsspannung cn von der Ausgangsspannung
Eo des Schaltverstärkers 4 zu dem Komparator 10 ist gegeben durch:
RxII X
J <·> C,
Rx+(RxIIj ω C2)
En =
Rx
, + R2+ju)C2RxR2
E1,,
(1)
2<)
RJI
j ω C2
die parallele Kombination der Impedanzen R1 und
die parallele Kombination der Impedanzen R1 und
E.,
R,
QmC2R2+ 1) R1 + R2
bedeutet. Die ω-Komponente des Dampfungspunktes
(roll-off point) ergibt sich zu:
(2)
C2R1R2
Dies ist einem Tiefpaßfilter mit einer Abschwächung von 6 dB pro Oktave äquivalent; deshalb kann der
Trägerfrequenzbereich, der in dem Ausgangssignal enthalten ist, ausreichend abgeschwächt werden.
Wenn angenommen wird, daß die Rückführspannung des Trägersignals gleich eco ist, dann gilt die Beziehung
ecB< Ec (wobei Ec die Trägersignalspannung ist) und die
Gesamtträgerfrequenz wird durch Ec beherrscht und die
Wirkung von ecu kann vernachlässigt werden.
Die Verstärkung EJE1 der geschlossenen Schleife läßt
sich darstellen als:
— +
0' ω C2A, + I)A2-(3)
Unter der Annahme, daß die Verstärkung A der ofTe- μ geschlossenen Schleife). Die Verstärkung >\oder offenen
nen Schleife wesentlich größer als 1 ist, gilt Schleife wird durch das Verhältnis der Spannungsspitze
des Sägezahnträgersignals zur Spitze der Ausgangs- E1JE1 = R1IRx. (4) spannung Fobestimmt, d.h.:
Deshalb ist es möglich, eine flache Charakteristik An = (SpannungsquelIenspannung)/(Sägezahnspitzenspannung).
ohne Berücksichtigung der Frequenz und des Wertes der Kapazität C2 zu schaffen. Das heißt, daß es nicht
Unter Verwendung des Ausdruckes für die Verstärkung der geschlossenen Schleife gemäß Gleichung (3)
F i g. 2 unabdingbar ist. 40 kann die Größe der Gegenkopplung Asf ausgedrückt
Die Größe der Gegenkopplung /4/vrergibt sich durch werdem durch:
(Verstärkung der offenen Schleife)/(Verstärkung der
(Verstärkung der offenen Schleife)/(Verstärkung der
notwendig ist, die Charakteristik des Tiefpaßfi!tcr3
genau einzustellen, wie es bei dem Schaltkreis gemäß
Λ VT =
<j(oC7R\
+Jg1C2Rx.
(5)
Deshalb ergibt sich ω der Dämpfungspunkt (roll-off point) von Ay1-Zu:
C2R1R2
(6)
55
D. h. ω des Dampfungspunktes (roll-off point) wird
für große Werte von A0 im wesentlichen durch den
Term A0IC1R2 bestimmt.
60
(7)
Dies ist eine wesentlich höhere Frequenz als der Dämpfungspunkt (roll-off point) der Rückführspannung t>i
ε,ν in Gleichung (1). Deshalb ist die Größe der Rückführspannung im wesentlichen in dem gesamten
Frequenzbereich unter Einschluß hoher Frequenzen konstant mit dem Ergebnis, daß Verzerrungen insbesondere
im Bereich hoher Frequenzen verglichen mit der herkömmlichen Schaltkreisanordnung verringert werden.
Es wird eine flache Frequenzcharakteristik bei dem Verstärker erhalten und die Größe der Gegenkopplung
ist über den gesamten Frequenzbereich konstant, mit dem Ergebnis, daß eine wesentlich besser bezüglich der
Arbeitsweise des Verstärkers bei hohen Frequenzen erreicht wird.
Eine bevorzugte Ausfühmngsform eines Impulsweite-Modulationsverstärkers
mit zwei Kanälen nach der Erfindung, bei dem eine Störung zwischen den Kanälen e/miniert ist, wird unter Bezugnahme auf die F i g. 6 und
7A —I'D beschrieben. Fig.6 zeigt ein Schaltkreisdiagramm
um das Trägersignal d von dem Oszillator 6 gemäß F i g. 4 in ein Signal d' umzuwandeln, welches
eine Phasenverschiebung von n/2 gegenüber dem Signa) d aufweist Ein Komparator 17, an dessen
nichtinvertierendem Eingangsanschluß ein Sägezahn-
signal d von dem Oszillator 6 gegeben wird, liefert wahlweise einen normalen Phasenausgang C und einen
Ausgang C mit umgekehrter Phase, um wahlweise eine der Konstantstromquellen 18 und 19 anzusteuern,
welche zwischen den Spannungsquellen + Vcc und - Vcc geschaltet sind. Der gewählte, konstante Strom
wird verwandt, um einen Kondensator Ci aufzuladen oder zu entladen, der zwischen einem Verbindungspuntu
der Quellen 18 und 19 und Masse verbunden ist. Das Ausgangssignal c/'des Kondensators Cj wird durch
eine Integrierschaltung, welche aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator G besteht, integriert und
dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 17 zugeführt, um eine Gegenkopplung zu bewirken.
Das Sägezahnträgersignal d von dem Oszillator 6 ist bezüglich des Nullpegels symmetrisch und weist
positive und negative Spitzen mit der gleichen Amplitude auf. Wenn sich das Signal d von der
negativen zur positiven Polarität ändert, wird der ausgewählte Ausgang von dem Komparator 17 am
Nullspannungspegel geändert, so daß der Ausgang C mit normaler Phase als ein Signal mit hohem Pegel
abgegeben wird, welches die Konstantstromquelle 18 ansteuert, um dadurch den Kondensator Ci mit dem
konstanten Strom /von der Stromquelle 18 aufzuladen.
Wenn andererseits das Signal d von dem Oszillator 6 durch den Nullspannungspegel in Richtung zur negativen
Polarität hindurchgeht, kehrt der Komparator 17 zu seinem ursprünglichen Zustand zurück, und ruft hervor,
daß der Strom C mit normaler Phase und der Ausgang mit umgekehrter Phase einen niederen bzw. einen
hohen Pegel aufweist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Konstantstromquelle 18 entregt bzw. aberregt und die
Konstantstromquelle 19 beginnt zu arbeiten, so daß der Kondensator Cj durch den Sirom i von der Konstantstromquelle
19 entladen wird. Deshalb wird das Trägersignal d', welches der Spannung des Kondensa-•
m-r f- entcnrinKt »irr» w/O mit R.o*7t IiT auf Hoc
Trägersignal dvon dem Oszillator 6 verzögert, wie es in
F i g. 7D gezeigt ist. Der Spitzenpegel des Trägersignals d' kann mit demjenigen des Trägersignals d von dem
Oszillator 6 in Übereinstimmung gebracht werden, indem in geeigneter Weise die Werte des konstanten
Stromes /von den Konstantstromquellen 18 und 19 und
■> der Kapazitätswert des Kondensators Cj eingestellt
werden.
Legt man die Trägersignale d und </', die einen
Phasenunterschied von π/2 zwischen sich aufweisen, an die nichtinvertierenden Anschlüsse der Komparatoren
ίο 10 und 10' des rechten bzw. linken Kanals gemäß F i g. 4
an, so haben die rechteckigen Impulssignale, die an den Ausgängen der Schaltverstärker 4 und 4' erhalten
werden, aufgrund der Pulsbreitenmodulation durch die Komparatoren 10 und 10' die in Fig. 5C und 5D
gezeigten Beziehungen, selbst wenn die Audiosignale a und a'an die Audioverstärker 11 und 11' angelegt sind.
Deshalb wird selbst, wenn sich das Tastverhältnis verändert, die erwünschte Phasenbeziehung aufrechterhalten,
so daß keine Störung hervorgerufen wird.
Bei der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform
beträgt der Phasenunterschied zwischen den Trägersignalen d und d' π/2. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, daß der Unterschied nicht immer genau π/2 sein muß. Das heißt, die Phasendifferenz kann
« beliebig gewählt werden, solange die Anstiegs- und
Abfallzeiten der rechteckförmigen Impulse an den Ausgängen der Komparatoren 10 und 10' der beiden
Kanäle unter Berücksichtigung der Änderungen des Tastverhältnisses aufgrund der Modulation nicht in
JO Phase sind.
Aufgrund der Erfindung ergibt sich somit, daß die Anstiegs- und Abfallzeiten der modulierten, rechteckförmigen
Phasensignale der entsprechenden Kanäle so eingestellt werden, daß sie miteinander nicht in Phase
r> liegen, mit dem Ergebnis, daß eine Verzerrung bzw.
Störung aufgrund von Störungen zwischen den Kanälen verhindert wird. Dieses Merkmal ist insbesondere bei
Anwendungen mit geringer Ausgangsleistung von Vorteil.
Claims (4)
1. Pulsweitenmodulierter Verstärker, bestehend
aus einem Komparator, dem ein Eingangssignal und ein dreieckförmiges Hochfrequenz-Trägersignal zugeführt
wird, einer mit dem Ausgang des !Comparators
verbundenen Endstufe, die einen Schaltverstärker und ein diesem nachgeschaltetes Tiepaßfilter
umfaßt, und einem Gegenkopplungszweig von der Endstufe her, dadurch gekennzeichnet,
daß das dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal
dem nichtinvertierenden Eingang und das Eingangssignal (El) über einen ersten Widerstand (Ri) dem
invertierenden, über einen ersten Kondensator (Cz)
mit Masse verbundenen Eingang des Komparator^ is
(10) zugeführt wird, und daß der Gegenkopplungszweig von einem zweiten Widerstand (Rz) gebildet
ist, der zwischen den Ausgang des Schaltverstärkers (4) und den invertierenden Eingang des Komparators
(10) geschaltet ist
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß ein weiterer derartiger pulsweitenmodulierter Verstärker (10', 4', 5', R,', R2', C2')
vorgesehen ist und daß das dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal für beide pulsweitenmodulierte
Verstärker von einem gemeinsamen Sägezahnoszillator (6) erzeugbar ist
3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Sägezahnoszillators
(6) mit einer Phasenschiebeeinrichtungi^, 18,19, G,
R3, G) verbunden ist, durch die ein gegenüber dem
dreieckförmij,en, von dem Sägezahnoszillator (6) erzeugten Hochfreqvenz-Trijersignal phasenverschobenes,
dreieckförrniges Hochfrequenz-Trägersignal erzeugbar ist, und daß his dreieckförmige
Hochfrequenz-Trägersignal dem einen und das phasenverschobene dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal
dem weiteren pulsweitenmodulierten Verstärker zugeführt wird.
4. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschiebeeinrichtung umfaßt
einen Komparator (17), dessen nichtinvertierendem Eingang das dreieckförmige Hochfrequenz-Träge) signal
zugeführt wird, wobei durch den Komparator (17) ein erstes Ausgangssignal (c) mit einem hohen
Pegel erzeugbar ist, wenn das Potential an dem nichtinvertierenden Eingang größer als dasjenige an
dem invertierenden Eingang ist, und ein zweites Ausgangssignal (c'J mit einem hohen Pegel erzeugbar
ist, wenn das Potential an dem nichtinvertieren- μ den Eingang ist, und eine erste (18) durch das erste
Ausgangssignal (c) und eine zweite (19) durch das zweite Ausgangssignal (c') ansteuerbare Konstantstromquelle,
daß ein zweiter Kondensator (cj) mit der ersten und der zweiten Konstantstromquelle (18,
19) derart verbunden ist, daß dieser zweite Kondensator durch den Strom (i) von der ersten
Konstantstromquelle (18) aufladbar und durch den Strom (i') der zweiten Konstantstromquelle (19)
entladbar ist, daß der invertierende Eingang des μ !Comparators (17) über einen dritten Widerstand
(Rj) mit dem Aufladeanschluß des zweiten Kondensators (C3) und über einen dritten Kondensator (G)
mit Masse verbunden ist, und daß das phasenverschobene, dreieckförmige Hochfrequenz-Trägersignal
(d'J an dem Aufiadeanschluß des zweiten Kondensators (d) abnehmbar ist.
Die Erfindung betrifft einen pulsweitenmodulierten Verstärker bestehend aus einem Komparator, dem ein
Eingangssignal und ein dreieckförmiges Hochfrequenz-Trägersignal zugeführt wird, einer mit dem Ausgang des
Komparators verbundenen Endstufe, die einen Schaltverstärker
und ein diesem nachgeschaltetes Tiefpaßfilter umfaßt, und einem Gegenkopplungszweig von der
Endstufe her.
Ein pulsweitenmodulierter Verstärker wird verwandt,
um ein Niederfrequenzsignal, wie z. B. ein Audiosignal,
mit einem hochfrequenten Trägersignal zu modulieren, um es in ein pulsweitenmoduliertes Signal umzuwandeln,
wobei das pulsweitenmodulierte Signal verstärkt und demoduliert wird, indem das Trägersignal entfernt
wird, bevor das Signal einer Last wie z. B. einen Lautsprecher zugeführt wird Ein solcher Verstärker
kann ein Signal sehr wirkungsvoll verstärken und er wird daher zur Verwendung für eine in einem
Kraftfahrzeug eingebaute Audiorüstung als besonders geeignet betrachtet
F i g. 1 zeigt ein Beispiel eines pulsweitenmodulierten
Verstärkers, bei dem ein Audiosignal dem nichtinvertierenden Anschluß eines durch einen Kondensator C\
gebildeten Integrators zugeführt wird und ein Trägersignal von einem Rechteckwellenoszillator 2 über einen
Widerstand Rc dem invertierenden Eingangsanschluß
des Integrators 1 zugeführt wird. Das Ausgangssignal
des Integrators geht durch einen Komparator 3 und einen Schaltverstärker 4 hindurch, um ein pulsweitenmoduliertes
Signal zu erhalten, welches durch ein Tiefpaßfilters hindurchgeht das das Signal demoduliert,
um dadurch ein Audioausgangssigna! zu erhalten. Ferner wird das pulsweitenmodulierte Signal über einen
Widerstand Rndem Integrator 1 über eine Gegenkopplungsschleife
zugeführt.
Der Schaltkreis gemäß F i g. 1 wird als ein direktes Rückkopplungssystem bezeichnet wobei die Gesamtfrequenzcharakteristik
des Schaltkreises aufgrund des Durchganges des Eingangsaudiosignals durch den
Integrator 1 flach ist Ferner liegt die Phase der geschlossenen Schleife innerhalb von 90°, was eine gute
Stabilität liefert. Da jedoch die geschlossene Schleife den Integrator 1 umfaßt, beträgt die Größe der
Gegenkopplung 6 dB pro Oktave. Mithin ist die Abschwächung um so größer je höher die Frequenz ist
Deshalb nimmt die Signalverzerrung mit Zunahme der Frequenz zu, wodurch der Verstärker zur Verwendung
für Hi-Fi-Zwecke ungeeignet wird.
Ein pulsweitennxxlulierter Verstärker, wie er eingangs
angegeben ist, ist aus »Funkschau« 1979, Heft 20, Seite 1149 bekannt. Eine diesem bekannten pulsweitenmodulierten
Verstärker äquivalente Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt Bei dieser wird das
Trägersignal von einem Sägezahnoszillator 6 erhalten und ein Tiefpaßfilter 7 ist in einen Gegenkopplungszweig geschaltet. Das Audiosignal wird von einem
pulsweitenmodulierten Ausgangssignal von einem Schaltverstärker 4 abgeleitet. Eine Gegenkopplung
erfolgt zu einem Verstärker 8, welcher auf der Eingangsseite des Schaltkreises vorgesehen ist. Die
Gesamtfrequenzeharakteristik des Schaltkreises muß durch Einfügen eines Tiefpaßfilters 9 korrigiert werden,
welcher die gleiche Frequenzcharakteristik wie das Filter 7 aufweist, weil die Frequenzcharakteristik vom
Dämpfungspunkt (roll-off point) des Filters 7 wegen der umgekehrten Eigenart dessen Bandpaß-Charakteristik
zunimmt. Ferner ist es erforderlich, um die richtige Abschwächung des Trägersignals zu bestimmen, die
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3902380A JPS56136008A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Pulse-width modulating and amplifying circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3112035A1 DE3112035A1 (de) | 1982-02-18 |
DE3112035C2 true DE3112035C2 (de) | 1983-07-21 |
Family
ID=12541504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3112035A Expired DE3112035C2 (de) | 1980-03-28 | 1981-03-26 | Pulsweitenmodulierter Verstärker |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4415862A (de) |
JP (1) | JPS56136008A (de) |
DE (1) | DE3112035C2 (de) |
GB (2) | GB2073526B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3939616A1 (de) * | 1988-12-28 | 1990-07-05 | Pioneer Electronic Corp | Verstaerkerschaltung fuer pulsbreiten-modulation |
DE102006011448A1 (de) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Austriamicrosystems Ag | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Bereitstellen eines Taktsignals mit einem einstellbaren Tastverhältnis |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4773096A (en) * | 1987-07-20 | 1988-09-20 | Kirn Larry J | Digital switching power amplifier |
JPH0785524B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1995-09-13 | パイオニア株式会社 | パルス幅変調増幅回路 |
US5329245A (en) * | 1993-06-28 | 1994-07-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hybrid high power amplifier |
DE69827593T2 (de) * | 1997-07-11 | 2005-11-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Vorrichtung zur verstärkung von signalen |
US5982231A (en) | 1997-07-23 | 1999-11-09 | Linfinity Microelectronics, Inc. | Multiple channel class D audio amplifier |
US6078214A (en) * | 1999-03-22 | 2000-06-20 | Texas Instruments Incorporated | High efficiency class DB power amplifier |
DE19929841C2 (de) * | 1999-06-29 | 2001-07-12 | Jan Quellmann | Getakteter Verstärker, insbesondere zur Verstärkung von Audiosignalen |
JP2003060443A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Sony Corp | スイッチング増幅装置 |
JP4097426B2 (ja) * | 2001-12-07 | 2008-06-11 | 日本ビクター株式会社 | 位相変換サラウンド回路 |
AU2002307896A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-11-10 | Nokia Corporation | Method and device for reducing high frequency error components of a multi-channel modulator |
US6608521B1 (en) * | 2002-05-14 | 2003-08-19 | Texas Instruments Incorporated | Pulse width modulation regulator control circuit having precise frequency and amplitude control |
US7526260B2 (en) * | 2002-11-14 | 2009-04-28 | M/A-Com Eurotec, B.V. | Apparatus, methods and articles of manufacture for linear signal modification |
US6891432B2 (en) * | 2002-11-14 | 2005-05-10 | Mia-Com, Inc. | Apparatus, methods and articles of manufacture for electromagnetic processing |
US7061312B2 (en) * | 2003-03-21 | 2006-06-13 | D2Audio Corporation | Systems and methods for providing multi channel pulse width modulated audio with staggered outputs |
ATE356467T1 (de) * | 2003-05-12 | 2007-03-15 | D2Audio Corp | Systeme und verfahren zur bereitstellung von mehrkanal-pulsbreitemoduliertem audio mit versetzten ausgängen |
JP2005117618A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-28 | Sharp Corp | 集積回路及び光ピックアップ装置 |
US7298209B1 (en) | 2003-11-06 | 2007-11-20 | Marvell World Trade Ltd. | Class D amplifier |
JP2005142780A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sony Corp | 電力増幅回路 |
US7190224B2 (en) | 2003-11-06 | 2007-03-13 | Marvell World Trade Ltd. | Class D amplifier |
JP2005142983A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Sony Corp | 電力増幅回路 |
DE102004037856B4 (de) * | 2004-08-04 | 2006-05-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Sprachkonferenzvorrichtung, Sprachkonferenzsystem und Verfahren zur Realisierung einer Sprachkonferenz |
CN101515788B (zh) * | 2009-03-26 | 2011-04-20 | 浙江大华技术股份有限公司 | 车载功放电路 |
KR101683174B1 (ko) * | 2010-01-08 | 2016-12-06 | 삼성전자주식회사 | 오디오 신호 증폭 방법 및 그 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3336538A (en) * | 1964-08-13 | 1967-08-15 | Norman H Crowhurst | Two-state power amplifier with transitional feedback |
GB1596378A (en) * | 1977-01-07 | 1981-08-26 | Communications Patents Ltd | Amplifier systems |
US4164714A (en) * | 1977-09-26 | 1979-08-14 | Harris Corporation | Polyphase PDM amplifier |
JPS5686515A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power amplifier |
-
1980
- 1980-03-28 JP JP3902380A patent/JPS56136008A/ja active Granted
-
1981
- 1981-03-24 US US06/247,036 patent/US4415862A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-03-25 GB GB8109299A patent/GB2073526B/en not_active Expired
- 1981-03-26 DE DE3112035A patent/DE3112035C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-11-22 GB GB08331144A patent/GB2134735B/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3939616A1 (de) * | 1988-12-28 | 1990-07-05 | Pioneer Electronic Corp | Verstaerkerschaltung fuer pulsbreiten-modulation |
DE102006011448A1 (de) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Austriamicrosystems Ag | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Bereitstellen eines Taktsignals mit einem einstellbaren Tastverhältnis |
DE102006011448B4 (de) * | 2006-03-13 | 2013-08-01 | Austriamicrosystems Ag | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Bereitstellen eines Taktsignals mit einem einstellbaren Tastverhältnis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2073526B (en) | 1984-08-22 |
GB2073526A (en) | 1981-10-14 |
US4415862A (en) | 1983-11-15 |
GB2134735B (en) | 1985-03-06 |
JPS56136008A (en) | 1981-10-23 |
GB8331144D0 (en) | 1983-12-29 |
JPS6252963B2 (de) | 1987-11-09 |
GB2134735A (en) | 1984-08-15 |
DE3112035A1 (de) | 1982-02-18 |
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