SU1241414A2 - Усилитель мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и  вл етс  дополнительным к изобретению по авт. св. № 1020974. Обеспечиваетс  увеличение выходной мощности. Усилитель мощности содержит источник 1 входного сигнала, сумматор-интегратор 2, дискриминатор 3, распределитель импульсов 4, выходной каскад 5, генератор 6 тактовых импульсов и элемент 7 совпадени . Генератор 6 тактовых импульсов включает блок 8 формировани  управл ющего напр жени , блок 9 запуска и управл емый ждущий генератор 10. В блоке 8 формировани  управл ющего напр жени  диоды 11, 12 и инвертирующий операционный усилитель 13 образуют двух- полупериодный выпр митель, а диод 14 и резисторы 15, 16 - элемент сдвига. Блок 9 запуска вьтолнен на генераторе пилообразного напр жени  (ГПН) и инверторе 18. Управл емый ждущий генератор 1.0 содержит тактируемый . . ГПН, выполненный на транзисторе 19, компаратор 20 и синхронный DRS-триг- гер 21. Сумматор-интегратор 2  вл етс  основным злементом усилител  мощности. Он осуществл ет сравнение площади выходного усиленного импульса со значением, поступающим с источника 1 входного сигнала. Увеличение выходной мощности достигаетс  за счет введени  элемента 7 совпадени  и подачи входного сигнала на генератор 6 тактовых импульсов. 4 3. . ф-лы. 2 ил. с & (Л tc 4 4 Ч)

Description

11

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано, в частности, в усилител х мощности низкой частоты, а также в импульсных регул торах и стабилизаторах напр - женин посто нного тока и  вл етс  дополнительным к основному авт. св. № J020974.

Цель изобретени  увеличение выходной мощности.

На фиг. 1 представлена структурна  схема усилител  мощности; на фиг. 2 - диаграммы напр жений, по сн ющие его работу.

Усилитель мощности содержит ис- точник 1 входного сигнала, сумматор- интегратор 2 с входами 2 к 2, дискриминатор 3, распределитель 4 импульсов , со входами 4, и 4, выходами , инвертором 4 и синхронны- ми DRS-триггерами 4д-4,, выходной каскад 5, генератор 6 тактовых, импульсов с управл ющим входом 6, входом синхронизации 6 и вьосодом 6 элемент 7 совпадени . Генератор 6 тактовых импульсов содержит блок 8 формировани  управл ющего напр жени  блок 9 запуска и управл ющий ждущий генератор 10 с входом 10 и пр мым и инверсным выходами Ю, 10 соот- ветственно. Блок 8 формировани  управл ющего напр жени  содержит двух- полупериодный выпр митель на диодах 11 и 12 и инвертирующем операционном усилителе 13 и элемент сдвига уровн  на диоде 14 и резисторах 15 и 16. Блок 9 запуска содержит генератор пилообразного напр жени  на транзисторе 17 и инвертор 18. Управл емый ждущий генератор IО содержит такти- руемый генератор пилообразного напр жени  на транзисторе 19, компаратор 20, синхронный DRS-триггер 21.

Усилитель мощности работает следующим образом.

В исходном состо нии оба синхрон- - ных DRS-триггера распределител  4 импульсов наход тс  в состо нии О, что соответствует отсутствию какого- либо (положительного или отрицатель- кого) потенциала на выходе выходного каскада 5. На вход 2 сумматора-интегратора 2 поступает нулевой сигнал

Сумматор-интегратор 2 . вл етс  основным элементом устройства, в котором осуществл етс  сравнение площади выходного усиленного импульса со

14 .2

значением, занесенным в сумматор-интегратор 2 по входу 2f .

При отрицательном выходном сигнале на выходе с умматора-интегратора 2 по входу 2, накопитс  некоторый положительный потенциал, соответствующий интегралу входного сигнала за часть тактового промежутка до тактового

импульса. I

На выходе дискриминатора 3 при 3toM устанавливаетс  положительный потенциал, на выходе инвертора 4 - нулевой потенциал, который по входу R удерживает синхронный DRS-триггер- 4р в состо ние О. С приходом первого положительного тактового импульса синхронный DRS TpHrrep 4 устанавливаетс  в состо ние 1 а синхронный DRS-триггер 4 своего состо ни  не мен ет, так как на его установочном входе К в это врем  присутствует нулевой потенциал с инвертора 4. . При этом сигнал с выхода 4,, распределител  4 импульсов усиливаетс  одним из плеч выходного каскада 5 и подаетс  на вход 2 сумматора-интегратора 2. С этого момента начинаетс  сравнение интеграла выходного усиленного момента - импульса, которьй может быть любой формы, с интегралом входного сигнала. Так как входной сигнал интегрируетс  непрерывно, то в сравнении j/ частвует интеграл входного сигнала до тактового импульса (занесенное ранее в интегратор значение ) и после него. Резисторы и емкость сумматора-интегратора 2 выбраны TaKttM образом, чтобы д.о прихода следующего тактового импульса сравнение заканчивалось, что соответствует переходу напр жени  на выходе сумматора-интегратора 2 в О. Переход напр жени  на выходе сумматора-интегратора 2 в о фиксируетс  дискриминатором 3, вы:кодной импульс которого перебрасьшает синхронный DRS-триггер 4д по входу KB состо ние О. Формирование выходного импульса заканчиваетс .

На входе 2,, сумматора-интегратора 2 по обратной св зи исчезает положительный потенциал, сравнение интегралов входного и выходного сигналов заканчиваетс . Так как входной сигнал подаетс  на вход 2 сумматора- интегратора 2 непрерывно, то в последнем начинаетс  накопление значе- н  интеграла выходного сигнала на

следующем тактовом промежутке. Дискриминатор 3, выдав сигнал переброса возвращаетс  в исходное состо ние. На выкоде 4 распределител  4 импульсов и на вьтходе выходного каскада 5 до прихода следующего тактового им пульса сохран етс  нулевой потенциал .

При переходе; входного сигнала через О по.сле завершени  последнего положительного импульса на выходе . выходного .каскада 5 в сумматоре-интеграторе 2 начинает накапливатьс  отрицательный потенциал. Это состо ние определ етс  дискриминатором 3, который подает разрешающий положительный потенциал на вход R синхронного DRS-триггера 4 и отрицательный- |На D вход синхронного DRS-триггера

8

Поэтому при подаче на синхровхо4а

1ды обоих синхронных DRS-триггеров чд, 4(j тактового импульса свое состо ние с о на 1 изменит только синхронный DRS-триггер 4. При этом выходной каскад 5 выполнен таким образом, что включение синхронного DRS-триггера 4о приводит к формированию отрицательного импульс.а на его выходе. При этом начинаетс  сравнение интеграла отрицательного выходного импульса (любой формы) с интегралом положительного входного сигнала.

Процесс сравнени  идет аналогично, как и дл  отрицательного входного сигнала. При переходе напр жени  на выходе сумматора-интегратора 2 через О (конец сравнени  интегралов входного и выходного сигналов) дискриминатор 3 через инвертор 4 подает отрицательный управл ющий сигнал на D и R-входы синхронного DRS-триггера 4 Синхронный DRS-триггер 4 переходит в состо ние О. Процесс сравнени  закончен. На D и R-входы синхронного DRS-триггера 4g также поступает импульс положительной пол рности, и синхронный DRS-триггер 4g своего состо ни  о не измен ет. Усилитель мощности приходит в исходное состо ние . В следующем такте при положительном входном сигнале формируетс  отрицательный импульс на выходе вькод ного каскада 5.

При синусоидальном входном сигнале на выходе блока 8 формировани  уп- равл ющего напр жени  сигнал имеет вид, предсталленный на фиг. 2 а, кри- ва  1. Этот сигнал поступает на вход

компаратора 20. В исходном состо нии синхронный DRS-триггер 21 может нахо- дитьс  в любом из двух состо ний. Рассмотрим вариант, когда синхронный DRS-триггер находитс  в состо нии 1, При этом на входе блока 9 запуска присутствует нулевой потенциал. На выходе блока 9 запуска потенциал равен 1 (фиг. Зж).

Напр жение на коллекторе транзистора 17 линейно возрастает до порого

вого значени  Ц

вор

которое равно напр жению срабатьшани  инвертора (штрихова  лини  на фиг. Зе).

18

5

5

0

0

В момент времени t- на выходе инвертора 18 напр жение падает до нул  и переводит синхронный DRS-триггер 21 в нулевое состо ние, при этом на .вход блока 9 запуска поступает положительный потенциал, транзистор 17 отпираетс , напр жение на входе инвертора 19 становитс  равным нулю, а на выходе блока 9 запуска - равным единице.

Таким образом, на выходе блока 9 запуска формируетс  отрицательный импульс запуска, который дает начало работы всей схемы усилител  мощности.

Если при включении усилител  мощности синхронный DRS-триггер 21 установитс  в состо ние О, тактовый генератор 6 импульсов начинает сразу работать без участи  блока 9 запуска . Блок 9 запуска при этом подраба- 5 тывает, но его параметры выбраны таким образом, что он не мешает работе синхронного DRS-триггера (фиг. Зе), При этом транзистор 19 тактируемого генератора пилообразного напр жени  закрыт, напр жение на инвертирующем входе компаратора 20 (фиг. 2а, крива  2) линейно возрастает до напр жени , равного значению сигнала на выходе блока 8 формировани  управл ющего напр жени . В момент их равенства на выходе компаратора 20 напр жение падает до нул  и перебрасьшает синхронный DRS-триггер 21 в состо ние 1, при этом транзистор 19 открываетс , напр жение на неинверти- рующем входе компаратора 20 падает до нул  и на выходе компаратора 20 сформируетс  узкий отрицательный импульс (фиг. Зб). На выходе 6 генератора 6 .тактовых импульсов сформируетс  положительный фронт тактового импульса (фиг. 2в), который поступает на синхровходы синхронных DRS5

триггеров распределител  А импульсов , на выходе которого сформируетс  передний фронт выходного широтно модулированного импульса (фиг. 2 з,к) Задний фронт широтно модулированного импульса формируетс  по моменту равенства площадей входного и выходного сигнала,.По моменту окончаний выходного импульса с одного из выхо- дов 4fl или 4g распределител  4 импульсов положительный фронт импульса через элемент 7 совпадени  поступает .на синхровход синхронного DRS- триггера 21 и устанавливает его в состо ние О.

С этого момента начнетс  формирование следующего тактового импульса , который поступает на вход распре™ делител  4 импульсов через некоторый промежуток времени, который обратно пропорционален амплитуде входного сигнала. В данном усилителе мощности при всех индексах модул ции невозможно такое состо ние, когда тактовый импульс поступает на вход распределител  4 импульсов ранее, чем закончилс  предьадущий импульс. ФорМирова ние тактового импульса начинаетс  после окончани  формировани  выходно го импульса.

Claims (5)

1.Усилитель мощности по авт. св. № 1020974, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выходной мощности, выход источника входного сигнала соединен с .управл ющим вхо- дом генератора тактовых импульсов, а между выходами распределител  импульсов и входом синхронизации генератора тактовых импульсов введен элемент совпадени ,

2.Усилитель по п, , о т л и чающийс  тем, что генератор тактовых импульсов содержит блок фор , o s

0 5 о

5

,

мировани  управл ющего напр жени , вход которого  вл етс  управл ющим входом генератора тактовых импульсов , выход соединен с управл ющим входом управл емого ждущего генератора , один выход которого  вл етс  выходом генератора тактовых импульсов , другой выход соединен с входом блока запуска, выход которого подклю- Ч€1Н К входу запуска уиршв-л емого ждущего генератора, вход синхронизации которого  вл етс  входом синхронизации генератора тактовых HI-S пульсов,

3.Усилитель по п. 2, отличающийс  тем, что .блок формировани  управл ющего напр жени  содержит последовательно соединенные двухполупериодаый выпр митель и элемент сдвига уровн , выполненный на диоде и резисторах,

4.Усилитель поп, 2, отличающийс  тем, что блок запуска выполнен на последовательно соединенных генераторе пилообразного напр жени  и инверторе,

5.Усилитель по п. 2, отличаю , щ и: и с   тем, что управл е- М1)1й ждущий генератор содержит тактируемый генератор пилообразного напр жени , выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого  вл етс  управл ющим входом управл емого ждущего генератора, выход соединен с Б-входом синхронного DRS-триггера, синхровход которого  вл етс  входом синхронизации генера- тора тактовых импульсов, D-вход под- ктаочен к общей шине источника питани , Е-вход - к выходу блока запуска, вход которого соединен с инверсным выходом DRS-триггера, пр мой выход которого  вл етс  выходом генератора тактовых импульсов и соединен с входом тактируемого генератора пилообразного напр жени .

Фиг. 2