SU849482A1 - Широтно-импульсный усилитель - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при создании усилителей для систем автоматического регулирования.

Известен широтно-импульсный усилитель, содержащий источник переменного прямоугольного напряжения, подключенный через последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, генератор пилообразного напряжения и дифференциальный усилитель к входам двух оконечных усилителей СП·

Недостаток усилителя -„низкая точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является широтно-импульсный усилитель, содержащий источники входного и опорного сигналов, формирователь пилообразного напряжения, два пороговых д элемента, два элемента совпадения, инвертор, двухполупериодный выпрямитель и мостовой выходной каскад на . ключевых элементах £2^.

Недостатком этого широтно-импульсного усилителя является сокращенный линейный динамический диапазон усилителя , обусловленный наличием на входе двухполупериодного выпрямителя напряжения, который уменьшает линейный динамический диапазон усилителя в области малых сигналов.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно- импульсный усилитель, содержащий генератор прямоугольных импульсов, соединенный со входом первого формирователя пилообразного напряжения, два пороговых элемента, инвертор и мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка, введены второй формирователь пилообразного напряжения, суммирующее устройство, два амплитудных детектора и вычитающее устройство, причем, первые входы суммирующего и вычитаю3 щего устройств соединены с входной шиной, выход генератора прямоугольных импульсов через инвертор соединен с входом второго формирователя пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу первого амплитудного детектора и второму входу вычитающего устройства, выходы которых подключены к входам первого порогового элемента, выход первого формирователя пилообразного напряжения подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу суммирующего устройства, выходы которых подключены к входам второго порогового элемента, выходы пороговых элементов соединены с управляющими входами двух соответствующих ключей мостового выходного каскада.

На.фиг.1 представлена функциональная схема широтно-импульсного усилителя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый формирователь 2 пилообразного напряжения, два пороговых элемента 3 и 4, инвертор 5, мостовой выходной каскад на ключевых элементах 6-9, нагрузку 10, второй формирователь 11 пилообраз-30

849482 4 ра 5 (фиг.2,6)- формирователь II.

При подаче на шину 16 разнополярного входного сигнала (фиг.2,Ь)оно в суммирующем устройстве 14 суммируется с выходным сигналом формирователя 2 (фиг.2,0,)_;в вычитающем устройстве 15 вычитается из сигнала формирователя 11 (фиг.2,<)).Суммарное (фиг.2,&) и разностное (фиг.2,5К) напряжения пос10 тупают на входы соответствующих пороговых элементов 3 и 4, где сравниваются с постоянным напряжением (фиг. 2,j),полученным путем детектирования пилообразных напряжений.!

При положительном входном сигнале пороговый элемент 3 формирует на выходе сигнал (фиг.2,U), который открывает ключевые элементы 6 и.9, в результате чего через нагрузку 10 проходит ток одного направления.

При смене знака входного сигнала ключевые элементы 6 и 9 окажутся закрытыми, откроются ключевые элементы 7 и 8 сигналом порогового элемента 4 25 (фиг.2,И).

Использование амплитудных детекторов в широтно-импульсном усилителе снимает погрешность, вызываемую нестабильностью пилообразного напряжения, а исключение на входе мостового ного напряжения, два амплитудных детектора 12 и 13, суммирующее устройство 14 и вычитающее устройство 15.

Выход генератора 1 подключен к входу формирователя 2 непосредствен- 35 но, а к входу формирователя 11 - через инвертор 5, первые входы суммирующего и вычитающего устройств 14 и 15 подключены к входной шине 16, выход формирователя 2 - к входу детектора 40 12 и второму входу суммирующего уст- > ройства 14, входы которых через пороговый элемент 3 соединены с управляющими входами ключей 6 и 9, расположенных в одной диагонали выходного кас- 45 када, выход формирователя 11 подключен к входу детектора 13 и второму входу вычитающего устройства 15, выходы детектора 13 и вычитающего устройства 15 через пороговый элемент 4 50 подключены к упр являющим входам ключей 7 и 8, расположенных в другой диагонали мостового выходного каскада.

Широтно-импульсный усилитель ра- 55 ботает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 (фиг.2,а) запускает формирователь 2, с инверто двухполупериодного выпрямителя расширяет динамический диапазон усилителя, т.е, обеспечивает пропускание импульсов тока в нагрузке и при малых входных сигналах.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано тфи создании усилителей дл  систем автоматического регулировани . Известен широтно-импульсный усилитель , содержащий источник переменного пр моугольного напр жени , подключенный через последовательно соединенные двухполупериодньй выпр митель , генератор пилообразного напр жени  и дифференциальньй усилитель к входам двух оконечных усилителей С Недостаток усилител  - низка  точность работы. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  широтно-импульсный усилител содержащий источники входного и опор ного сигналов, формирователь пилообразного напр жени , два пороговых элемента, два элемента совпадени , инвертор, двухполупериодный выпр митель и мостовой выходной каскад на . ключевых элементах 2. Недостатком этого широтно-импульсного усилител   вл етс  сокращенный линейный динамический диапазон усилител  , обусловленный наличием на входе двухполупериодного выпр мител  напр жени , который уменьшает линейньй динамический диапазон усилител  в области малых сигналов. Цель изобретени  - расширение динамического диапазона усилител . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широтно-импульсный усилитель, содержащий генератор пр моугольных импульсов, соединенный со входом первого формировател  пилообразного напр жени , два пороговых элемента, инвертор и мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка , введены второй формирователь пилообразного напр жени , суммирующее устройство, два амплитудных детектора и вычитакицее устройство, причем, первые входы суммирующего и вычитающего устройств соединены с входной шиной, выход генератора пр моугольных импульсов через инвертор соединен с входом второго формировател  пилообразного напр жени  выход которого подключен к входу первого амплитудного детектора и второму входу вычитающего устройства, выходы которых подключены к входам первого порогового элемента, выход первого формировател  пилообразного напр жени  подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу суммирующего устройства, выходы кото рых подключены к входам второго поро гового элемента, выходы пороговых элементов соединены с управл ющими входами двух соответствзтащих ключей мостового выходного каскада. На.фиг.1 представлена функциональ на  схема широтно-импульсного усилител ; на фиг. 2 - временные диаграмм его работы. Устройство содержит генератор 1 пр моугольных импульсов, первый формирователь 2 пилообразного напр жени , два пороговых элемента 3 и 4, инвертор 5, мостовой выходной каскад на ключевых элементах 6-9, нагрузку }0, второй формирователь 11 шшообра ного напр жени , два амплитудных детектора 12 и 13, суммирующее устройство 14 и вычитающее устройство 15. Выход генератора 1 подключен к входу формировател  2 непосредственно , а к входу формировател  11 - через инвертор 5, первые входы суммиру щего и вычитающего устройств 14 и 15 подключены к входной шине 16, выход формировател  2 - к входу детектора 12 и второму входу суммирук цего устройства 14, входы которых через поро говый элемент 3 соединены с управл ю щими входами ключей 6 и 9, расположе ных в одной диагонали выходного каскада , выход формировател  11 подключен к входу детектора 13 и второму входу вычитающего устройства 15, выходы детектора 13 и вычитающего устройства 15 через пороговый элемент 4 подкточеньт к упр авл ющим входам ключей 7 и 8, расположенных в другой диагонали мостового выходного каскада . Широтно-импульсный усилитель работает следующим образом. Импульсы с генератора 1 (фиг.2,а} запускает формирователь 2, с инверто 8 4 ра 5 (фиг. 2,б)- формирователь М. При подаче на шину 16 разнопол рного входного сигнала (фиг.2,Ь)оно в суммирующем устройстве I4 суммируетс  с выходным сигналом формировател  2 (фиг. 2,i)jB вычитающем устройстве 15 вычитаетс  из сигнала формировател  11 (фиг.2,q).Суммарное (фиг.2,е) и разностное (фиг.2,ТК) напр жени  поступают на входы соответствующих пороговых элементов 3 и 4, где сравниваютс  с посто нным напр жением фиг. 2,j)jполученным путем детектировани  пилообразных напр жений .i При положительном входном сигнале пороговый элемент 3 формирует на выходе сигнал (фиг.2,и), который открывает ключевые элементы 6 и.9, в результате чего через нагрузку 10 проходит ток одного направлени . При смене знака входного сигнала ключевые элементы 6 и 9 окажутс  закрытыми , откроютс  ключевые элементы 7 и 8 сигналом порогового элемента 4 (фиг.2,Х). Использование амплитудных детекторов в широтно-импульсном усилителе снимает погрешность, вызываемую нестабильностью пилообразного напр жени , а исключение на входе мостового двухполупериодного выпр мител  расшир ет динамический диапазон усилител , т.е, обеспечивает пропускание импульсов тока в нагрузке и при малых входных сигналах. Формула изобретени  Широтно-импульсный усилитель, содержащий генератор пр моугольных импульсов , соединенный со входом первого формировател  пилообразного напр жени , два пороговыхэлемента, инвертор и мостовой выходной каскад на ключевых элементах, в одну из диагоналей которого включена нагрузка, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона усилител , в него введены второй формирователь пилообразного напр жени , суммирующее устройство, два амплитудных детектора и вычитающее устройство, причем первые входы суммирующего и вычитающего устройств соединены с входной шиной, выход генератора пр моугольных импульсов через инвертор соединен с входом второго форшровател  пилообразного напр жени  выход которого подключен к входу первого .амплитудного детектора и второму входу вычитающего устройства , выходы которых подк 1ючены к входам первого порогового элемента, выход первого формировател  пилообразного напр жени  подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу суммирующего устройства , выходы которых подключены к вх дам второго порогового элемента, выходы пороговых элементов соединены 2б с управл ющими входами двух соответствующих ключей мостового выходного каскада. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 564716, кл. Н 03 К 7/08, 22.12.75,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 164536, кл. Н 03 К 7/08, 17.05.76 (прототип).