SU853775A1 - Class "d" power amplifier - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электронным усилител м и может быть использовано в гидроакустических усилите- л х мощности и громкоговор щих уст- 5 ройствах.The invention relates to electronic amplifiers and can be used in sonar amplifiers of power and loudspeaker devices.

Известный усилитель мощности класса Д содержит последовательно соединенные двухтактный ключевой каскад и фильтр низких частот, 10 последовательно соединенные источник входного сигнала, сумматор, релейный элемент, а также элемент ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, счетный триггер, хсдущий мультивибратор, |5 элемент И, цепь обратной св зи, подключенную к другому входу сумматора С 1 J,The well-known class D power amplifier contains a series-connected push-pull key stage and a low-pass filter, 10 series-connected input sources, an adder, a relay element, and an OR element, two OR-NOT elements, a counting trigger, a continuous multivibrator, | 5 element AND, a feedback circuit connected to another input of the C 1 J adder,

Однако данное устройство имеет низкий КПД.20However, this device has low efficiency.

Цель изобретени  - повышение КПД.The purpose of the invention is to increase efficiency.

Дл  этого в усилителе мощности класса Д, содержащем последовательно соединенные двухтактный клю- 25 чевой каскад и фильтр низких частот, последовательно соединенные источник входного сигнала, сумматор, релейный элемент, а также элемент ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, счетныйFor this purpose, a Class D power amplifier containing a series-connected push-pull key stage and a low-pass filter, an input signal source, an adder, a relay element, and an OR element, two OR-NOT elements, a counting

триггер, ждущий мультивибратор, элемент И, цепь обратной св зи, подключенную к другому входу сумматора,, один вход двухтактного ключевого каскада соединен с выходом элемента И и с первым входом элемента ИЛИ, а другой его вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные эдущий мультивибратор, второй элемент ИЛИ-НЕ и счетный триггер подключен к первому входу элемента И и одному из входов первого элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом релейного элемента и вторым входом элемента И, причем другой вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу элемента ИЛИ, а цепь обратной св зи подключена к выходу фильтра низких частот.trigger waiting for a multivibrator, an element AND, a feedback circuit connected to another input of the adder, one input of a push-pull key stage is connected to the output of an AND element and to the first input of an OR element, and the other its input is connected to the output of the first element OR NOT and to the second input of the OR element, the output of which is connected through the serially connected multivibrator, the second element OR NOT and the counting trigger are connected to the first input of the AND element and one of the inputs of the first OR element, the other input of which is connected to the relay output element and the second input element AND, and the other input of the second element OR is NOT connected to the output of the element OR, and the feedback circuit is connected to the output of the low-pass filter.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема усилител  мощности класса Д.The drawing shows a structured electrical circuit of a class D power amplifier.

Устройство содержит источник 1 входного сигнала, сумматор 2, релейный элемент 3, элемент И 4, элемент ИЛИ-НЕ 5, двухтактный ключевой каскад 6, фильтр 7 низких частот , нагрузку 8, элемент ИЛИ 9, ждущий мультивибратор 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, счетный триггер 12, цепь обратной св зи 13.The device contains an input source 1, an adder 2, a relay element 3, an element AND 4, an element OR-NOT 5, a push-pull key stage 6, a low-pass filter 7, a load 8, an element OR 9, a waiting multivibrator 10, an element OR-NOT 11 counting trigger 12, feedback circuit 13.

Усилитель мощности класса Д работает следующим образом.Class D power amplifier works as follows.

Входной сигнал источника 1, сравнива сь в сумматоре 2 с сигнашом обратной св зи, формирует на выходе релейного элемента 3 сигнал возбуждени  двухтактного ключевого каскада 6.The input signal of source 1, comparing in adder 2 with a feedback signal, generates at the output of relay element 3 a drive signal of push-pull key stage 6.

Если ИМПУЛЬСЫ возбуждени , снимаемые с выхода элемента ИЛИ 9, следуют с паузс1ми, меньшими по длительности , чем импульсы с выхода ждущего мультивибратора 10, то по крайней мере к одному входу второго элемента ИЛИ-НЕ 11 приложен сигнал, равный логической единице, и поэтому на его выходе и счетном входе триггера 12 сигнал отсутствует. Если же сигнал ждущего мультивибратора 10 кончитс  раньше, чем пауза импульсного сигнала, поступающего на двухтактный ключевой каскещ б то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 по витс  сигнал, перевод щий триггер 12 в другое состо ние и тем самым подключающий к выходу релейного элемента 3 посредством элемента И 4 либо элемента ИЛИ-НЕ 5 вход другого ключа двухтактного ключевого каскада 6. Таким образом, пока длитльность паузы сигнала возбуждени  двухтактного ключевого каскада б не превысит длительность импульса ждущего мультивибратора 10, работает упом нутое плечо двухтактного ключевого каскада 6. Так как длительность импульса ждущего мультивибратора 10 определ етс  требуемой величиной минимальной частоты переключени , то при любом изменени амплитуды входного сигнеша длительность пауз между импульсс1ми двухтактного ключевого каскада б не превышает заданной.If the PULSE excitations taken from the output of the element OR 9 follow with pauses shorter in duration than the pulses from the output of the standby multivibrator 10, then at least one input of the second element OR-NOT 11 is applied a signal equal to a logical one, and therefore its output and the counting input of the trigger 12 is absent. If the signal of the standby multivibrator 10 ends earlier than the pause of the pulse signal arriving at the push-pull key box, then a signal appears at the output of the OR-NOT 11 element, which translates trigger 12 into another state and thereby connects to the output of the relay element 3 by element AND 4 or element OR NOT 5 input of another key of push-pull key stage 6. Thus, while the duration of the pause of the excitation signal of push-pull key stage B does not exceed the duration of the pulse of the waiting multivibrator 10, it works The mentioned shoulder of the push-pull key stage 6. Since the duration of the pulse of the waiting multivibrator 10 is determined by the required minimum switching frequency, then for any change in the amplitude of the input signal, the duration of the pauses between the pulses of the push-pull key stage b does not exceed the specified one.

Аналогичным образом происходит и переключение плеч двухтактного ключевого каскада б при изменении пол рности напр жени  источника 1 входного сигнала.Similarly, switching of the shoulders of the push-pull key cascade b occurs when the polarity of the voltage source 1 of the input signal changes.

Таким образом, в предлагаемом усилителе отсутствуют одновременные переключени  обоих плеч,что исключает сквозные токи, и благодар  тому, что в состо нии поко  усилитель генерирует очень короткие импульсы ( определ емые произведением посто нной времени ФНЧ и ширины петли гистерезиса релейного элеMeHTaj с минимальной частотой повторени , мощность, потребл ема  усилителем от источника питани  в покое, пренебрежимо мала.Thus, in the proposed amplifier, there are no simultaneous switching of both arms, which eliminates through currents, and due to the fact that in the quiescent state, the amplifier generates very short pulses (determined by the product of the constant time of the low-pass filter and the width of the hysteresis loop of the MeHTaj relay with the minimum repetition rate the power consumed by the amplifier from the power source at rest is negligible.

Claims (1)

1. Патент США 3927352, кл. 317/27 R, 1975 (прототип).1. US patent 3,927,352, cl. 317/27 R, 1975 (prototype).