SU951644A1

SU951644A1 - Amplifier with adaptive pulse duration modulation

Info

Publication number: SU951644A1
Application number: SU802977321A
Authority: SU
Inventors: Ашот Араратович Алексанян; Василий Александрович Галахов; Константин Константинович Никитин
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1980-09-01
Publication date: 1982-08-15

Description

-1-one

Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в усилител х нижних частот.This invention relates to radio engineering and can be used in low frequency amplifiers.

Известен усилитель с адаптивной широтно-импульсной модул цией ( ШИМ), содержащий последовательно соединенные источник сигнала, сумматор и релейный элемент, а также последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад, фильтр нижних частот и цепь Q отрицательной обратной св зи, выход которой соединен с вторым входом сумматора , при этом выход фильтра нижних частот подключен к нагрузке l J.A known adaptive pulse-width modulated (PWM) amplifier comprising a series-connected signal source, an adder and a relay element, as well as a series-connected push-pull key stage, a low-pass filter and a negative feedback Q circuit, the output of which is connected to the second input of the adder , while the output of the low-pass filter is connected to the load l J.

Однако известный усилитель не по- ,5 звол ет снизить искажени сигнала при уменьшении величины и увеличении частоты усиливаемого сигнала.However, a well-known amplifier does not allow 5 to reduce signal distortion as the magnitude decreases and the frequency of the signal being amplified increases.

Цель изобретени - снижение искажений ,. 20The purpose of the invention is to reduce distortion,. 20

Дл достижени цели в усилитель с адаптивной ШИМ,содержащий последовательно соединенные источник сигнала , сумматор и релейный элемент, аTo achieve the goal, an adaptive PWM amplifier containing a series-connected signal source, an adder and a relay element, and

также последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад, фильтр нижних частот и цепь отрицательной обратной св зи, выход которой соединен со вторым входом сумматооа. пои этом вы .ход фильтра нижних частот подключен к нагрузке, дополнительно введены первый и второй пороговые элементы, первый и второй управл емые ключи, выход релейного элемента подключен к одному входу двухтактного ключевого каскада через первый управл емый ключ, а к другому входу - через второй управл емый ключ, причем управл ющий вход первого управл емого ключа через первый пороговый элемент, а управл ющий вход второго управл емого ключа через второй пороговый элемент соединены с выходом источника сигнала.also a series-connected push-pull key stage, a low-pass filter and a negative feedback circuit, the output of which is connected to the second input of the summat. Therefore, the lowpass filter output is connected to the load, the first and second threshold elements, the first and second controlled keys are additionally introduced, the output of the relay element is connected to one input of the push-pull key stage via the first controlled key, and to the other input a control key, wherein the control input of the first control key is connected via the first threshold element through the first threshold element and connected to the output of the signal source through the second threshold element.

На чертеже приведена структурна электрическа схема предложенного устройства.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed device.

Усилитель с адаптивной ШИМ содержит источник 1 сигнала, сумматор 2,Adaptive PWM amplifier contains 1 signal source, adder 2,

релейный элемент 3 двухтактный ключевой каскад , фильтр 5 нижних частот , цепь 6 отрицательной обратной св зи, нагрузку 7, первый, второй пороговые элементы 8 и 9 первый, второй управл емые ключи 10 и 11.relay element 3 push-pull key stage, low-pass filter 5, negative feedback circuit 6, load 7, first, second threshold elements 8 and 9 first, second controlled keys 10 and 11.

Усилитель с адаптивной ШИМ работает следующим образом,An amplifier with adaptive PWM works as follows,

Если величина входного сигнала источника 1 меньше напр жений ерабатывани первого и второго пороговых элементов 8 и 9, то на выходе первого порогового элемента 8 формируетс управл ющее напр жение, а на выходе второго порогового элемента 9 управл ющее напр жение отсутствует . Так как в этом случае первый и второй управл емые ключи 10 и 11 включены, то входной сигнал через сумматор 2, релейный элемент и управл емые ключи 10 и 11 поступает на оба плеча двухтактного ключевого каскада k. Одновременное ( противофазное переключение плеч усилител позвол ет увеличить скорость изменени сигнала на выходе фильтра 5 нижних частот и на выходе цепи 6 отрицательной обратной св зи, что позвол ет повысить частоту переключений при малых величинах и больших частотах входного сигнала. Это и приводит к существенному снижению искажений . При преввйиении входным сигналом напр жений срабатывание пороговых элементов 8 и 9 на их выходах формируютс управл ющие напр жени , которые включают только одно (например верхнее, см. чертеж плечо двух тактного ключевого каскада k, что и обеспечивает высокие энергетические характеристики усилител . При отрицательном входном сигнале работает другое например нижнее,(см. чертеж) плечо двухтактного ключевого каскада 4.If the input signal of source 1 is less than the operating voltages of the first and second threshold elements 8 and 9, then a control voltage is generated at the output of the first threshold element 8, and there is no control voltage at the output of the second threshold element 9. Since in this case the first and second controlled keys 10 and 11 are turned on, the input signal through the adder 2, the relay element and the controlled keys 10 and 11 is fed to both arms of the push-pull key stage k. Simultaneous (antiphase switching of amplifier arms allows to increase the speed of signal change at the output of low-pass filter 5 and at the output of negative feedback circuit 6, which allows to increase the switching frequency at small values and high frequencies of the input signal. This leads to a significant reduction in distortion . When the input signal exceeds the voltage, the triggering of the threshold elements 8 and 9, control voltages are formed at their outputs, which include only one voltage (for example, the upper one, see the shoulder drawing two stage stroke key k, and which provides high energy characteristics of the amplifier. For a negative input signal operates more like underwear, (see. figure) shoulder push-pull stage the key 4.

Широтно-импульсна модул ци при работе каждого плеча усилител формируетс обычным дл усилителей с адаптивной ШИМ образом, т.е. посредством сравнени усиливаемого и выход ного сигналов. Если усиливаемый си1-Pulse width modulation during the operation of each amplifier arm is formed in the usual way for amplifiers with adaptive PWM, i.e. by comparing the amplified and output signals. If strengthened Si1-

нал больше, то релейный элемент 3 включаетс и напр жение на выходе возрастает, а как только оно превышает усиливаемое на половину гистерезиса релейного элемента 3, то- он выключаетс и выходное напр жение понижаетс , т.е. выходной сигнал с высокой точностью повтор ет усиливаемый.If the voltage is higher, the relay element 3 is turned on and the output voltage increases, and as soon as it exceeds the hysteresis amplified by the relay element 3, it turns off and the output voltage decreases, i.e. the output signal with high accuracy repeats amplified.

Использование усилител с адаптивной ШММ предлагаемой конструкции позвол ет значительно снизить искажение при малых величинах усиливаемого сигнала при сохранении высокого КПД в широком диап&зоне изменени амплитуд и частот усиливаемого си(- нала.The use of an amplifier with an adaptive CMM of the proposed design makes it possible to significantly reduce the distortion at small values of the amplified signal while maintaining high efficiency in a wide range of amplitudes and frequencies of the amplified s (- nal.

Claims

1. US patent No. 40 + 1 11, cl. 330-30, 09.09.77 (prototype).