АНАЛОГО-КЛЮЧЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

АНАЛОГО-КЛЮЧЕВОИ УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Нолезная модель относится к усилительной технике, в частности, к усилителям напряжения.
Известны аналоговые усилители, принцип действия которых основан на перераспределении энергии источника питания между активным прибором и нагрузкой (см. Буланов Ю.С., Усов С.Н. Усилители и радиоприемные устройства. - М.: Высшая школа, 1980). Недостатком таких устройств является низкий КНД вследствие потерь мощности в активных элементах усилителя.
Известны ключевые усилители мощности, принцип действия которых основан в модуляции входного сигнала, усилении прямоугольных импульсов и демодуляции (см. Кибакин В.М. Основы ключевых методов усиления.- М.: Энергия, 1980). Такие устройства позволяют повысить КПД, но их недостатком является также наличие искажений усиливаемого сигнала.
Наиболее близким устройством того же назначения является аналогоключевой усилитель, содержащий источник сигнала, сумматор напряжений, ключевой и аналоговый усилители, два трансформатора напряжения (а.с.№1587618, H03F3/20, опубл.23.08.90, бюл.№31), которое принято в качестве прототипа. Такое решение позволяет совместить преимущества аналоговых и ключевых усилителей, но его недостаток заключается в повышении инерционности устройства, поскольку в усилитель входят энергоемкие элементы (трансформаторы, фильтр ключевого усилителя), охваченные обшей отрицательной обратной связью.
Сущность решения состоит в стремлении получить технический результат, заключаюшийся в снижении инерционности устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном аналого-ключевом усилителе, содержащем источник сигнала, сумматор напряжений, ключевой и аналоговый усилители, особенность заключается в том, что источник сигнала соединен с входом ключевого усилителя и с входом инвертирующего усилителя, собранного на основе операционного усилителя, причем выход последнего соединен с одним из входов инвертирующего сумматора напряжений, другой вход которого подключен к выходу ключевого усилителя, выход сумматора соединен с входом инвертирующего аналогового усилителя, а между выходом последнего и выходом ключевого усилителя подключена нагрузка аналого-ключевого усилителя.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна.
На чертеже представлена схема устройства. Оно содержит источник сигнала 1, ключевой усилитель(КУ) 2, инвертирующий усилитель 3 на основе операционного усилителя (ОУ), инвертирующий сумматор напряжений 4 на основе ОУ, инвертирующий аналоговый усилитель 5. К выходу устройства подключается нагрузка 6.
Устройство работает следующим образом. Напряжение с источника сигнала 1 подается на вход КУ 1 и на вход инвертирующего усилителя 3. Выходное напряжение последнего определяется выражением:
и -и ,(1)
-3р e.vV
где 1 и R2 - сопротивления резисторов усилителя 3. Напряжение (1) подается на один из входов сумматора 4, на другой вход которого подводится .f.r
пряжение с выхода КУ 2. Напряжение на выходе сумматора 4, с учетом выражения (1), определится выражением:
U4-LLe.  U /Vi КIKI
где Кку(/С1)) - частотная передаточная функция КУ 2; , ,  - сопротивления резисторов сумматора 4.
Напряжение с выхода сумматора 4 подается на вход аналогового усилителя (АУ) 5, причем между его выходом и выходом КУ 1 включена нагрузка 6, и выходное напряжение устройства равно разности выходных напряжений ключевого и аналогового усилителей:
Цеьа-Цку-Шу.(3)
Носкольку I/« -f/;ArAy, где АУ - коэффициент передачи АУ 5, а Цк ЦвхКку(/(о), то с учетом (2) выражение (3) можно записать в виде: «ыг (./«)+. Л2. 5 ККУ (./«) + .1 у      4
Из выражения (4) видно, что при выполнении условия
5
1
выходное напряжение аналого-ключевого усилителя равно:
R5
--и.
т.е. не зависит от параметров КУ 1, а определяется лишь коэффициентом передачи усилителя 3, сумматора 4 и АУ 5. Отметим, что ключевой усилитель в общем случае имеет более высокий уровень погрешностей, чем аналоговый, поэтому такое решение позволяет снизить погрешности устройства в целом. При этом основная часть мощности в нагрузке обеспечивается ключевым усилителем, что способствует повышению КНД устройства. Достоинством предложенного аналого-ключевого усилителя является также отсутствие
5 i f
(jf)-
(2)
3
4
(5)  5 1 /-Л 5 л bv () П рЛЛ  / jj л  .4  0)
общей обратной связи, что способствует снижению инерционности устройства.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, заключающегося в снижении инерционности устройства. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промыщленная применимость.
.1L ФОРМУЛА