Мостовий комутаційний каскад

1. Мостовий комутаційний каскад, що складається з двох комутаційних кіл, який відрізняється тим, що кожне коло містить комутаційний елемент, один вивід якого є виводом до джерела живлення, вхід елемента є одним з двох, першого та другого, входів комутаційного каскаду, дросель, включений між другим виводом комутаційного елемента та одним з двох вихідних виводів комутаційного кас 3 живлення з його напругою. При цьому виникають спотворення сигналу. В зв'язку з викладеним поставлено задачу: запропонувати комутаційний мостовий каскад підсилювача потужності, в якому б забезпечувався нормальний режим фільтрації. Повинно бути таке. Імпульси струму, які виникають в навантаженні каскаду та є пропорційними аналоговому сигналу, що підсилюється, повинні замикатися через діоди безпосередньо, повз джерело живлення. Прототипом обрано другий аналог, що є найближчим до корисної моделі. Для виконання поставленої задачі пропонується: 1. Мостовий комутаційний каскад, що складається з двох комутаційних кіл, який відрізняється тим, що кожне коло містить комутаційний елемент, один вивід якого є виводом до джерела живлення, вхід елемента є одним з двох, першого та другого, входів комутаційного каскаду, дросель, включений між другим виводом комутаційного елемента та одним з двох вихідних виводів комутаційного каскаду, та діод, включений між з'єднанням комутаційного елемента з дроселем та другим виводом до джерела живлення, причому протилежною полярністю до джерела живлення. 2. Мостовий комутаційний каскад за п.1, який відрізняється тим, що кожне коло додатково містить другий комутаційний елемент, який включений між виводом виходу каскаду та другим виводом до джерела живлення, входи додаткових комутаційних елементів є третім та четвертим входами комутаційного каскаду. 3. Мостовий комутаційний каскад за п.1 або 2, який відрізняється тим, що його комутаційними елементами є транзистори. Завдяки мостовому комутаційному каскаду, забезпечується фільтрація та підсилювання аналогового сигналу, який на вході є, зокрема, як два імпульсно-модульовані сигнали, один з яких є пропорційний позитивним, а другий - негативним його значенням. Інші комутаційні каскади (аналоги) не придатні до цього. Можливі й інші види сигналів. Каскад за п.1 призначений для двохсекційного навантаження (з середнім виводом), а за п.2 - для односекційного навантаження (без середньої точки). Комутаційний каскад, що пропонується, може бути використаний не тільки для аудіо, але ж й для інших систем, призначених для перетворювання електричних коливань в механічні. Перелік фігур (з їх описом): Фіг.1. Схема відповідає п.1 опису і є схемою мостового комутаційного каскаду, де: (1) та (2) комутаційні елементи, що, згідно з п.3 опису, можуть бути транзисторами; (3) та (4) - дроселі, (5) та (6) - діоди, (7) та (8) - конденсатори фільтра; (9) навантаження (з виводом середньої точки). Навантаження не належить до каскаду. Конденсатори можуть не бути, а фільтрація буде відбуватися тільки за участю дроселя та діода. Комутаційні елементи керуються сигналами б) та є), що показані на Фіг.5 та описані нижче. Фіг.2. Схема теж відповідає п.1 опису. Каскад має той же устрій, що й на Фіг.1, але відрізняється полярністю підключення до джерела живлення. Таке підключення може бути більш зручним для 44739 4 джерела імпульсних сигналів, що керують каскадом. Фіг.3. Схема відповідає п.2 опису й відрізняється від схеми на Фіг.1 наявністю додаткових комутаційних елементів (12) та (13). Завдяки цим елементам, навантаження (11), яке є зовнішнім, не потребує виводу середньої точки. Конденсатор (10) теж може бути, а може й не бути, як і конденсатори (7), (8) на Фіг.1. Фіг.4. Схема теж відповідає п.2 опису й відрізняється від схеми на Фіг.3 так, як схема на Фіг.2 відрізняється від схеми на Фіг.1. Фіг.5. Приведені епюри напруг в колах комутаційного каскаду та деякі додаткові. Епюра а) - це аналоговий сигнал, якому пропорційні імпульсномодульовані сигнали б) та в), призначені для керування комутаційними елементами (1) та (2), що є на Фіг.1, ... 4. Епюри г) та д) - це сигнали керування додатковими комутаційними елементами (12) та (13) на Фіг.3 та 4, що призначені для підключення навантаження (11) до перших комутаційних елементів (1) та (2). Епюра є) - це імпульсна напруга між комутаційними елементами (1) та (2), пропорційна підсилювальному сигналу а), а епюра є) - це відфільтрований сигнал на навантаженні (10) або (11). На входи комутаційного підсилювача, його комутаційних елементів (1) та (2), поперемінно подаються імпульсно-модульовані сигнали б) та в), перший з яких пропорційний до позитивних значень аналогового сигналу а), а другий - до його негативних значень. Через комутаційний елемент (1), дросель (3) та частину навантаження (10) протікає струм, обумовлений імпульсами б), а через елемент (2), дросель (4) та другу частину навантаження (10) - струм в зворотному напрямку, обумовлений імпульсами в). Ці імпульси, між двома комутаційними елементами, поєднуються й створюють сигнал є), що є різницею між сигналами б) та в). Завдяки дроселям (3), (4), діодам (5), (6) та конденсаторам (7), (8), (9) імпульсний сигнал є) фільтрується, за результатом чого на виході (на навантаженні) буде аналоговий сигнал є). Сказане цілком стосується каскаду за п.1 (Фіг.1, 2). Для каскаду за п.2 (Фіг.3, 4) з додатковими комутаційними елементами (12) та (13), обумовленими його навантаженням з двома виводами (без середньої точки), перша складова струму, від елемента (1), буде замикатися через елемент (13), а друга складова струму, від елемента (2), - через елемент (12). Вказані елементи (12) та (13), як і елементи (1) та (2), керуються імпульсними сигналами б), ... д), що є зовнішніми. Схематично елемент (12) належить до кола з елементом (1), але функціонально - до кола з (2). Теж саме можна сказати й про елемент (13). Схематично він належить до кола з елементом (2), але функціонально до кола з (1). В п.2 опису показана їх схематична належність. Мостові каскади на Фіг.1, 2, 3, 4 показані симетричними, коли кожне коло, що містить комутаційний елемент, (1) та (2), підключене або до напруги живлення, або до проводу з нульовим потенціалом. Можливі видозміни каскадів, коли один елемент підключений до напруги живлення, а інший 5 44739 до проводу з нульовим потенціалом. Але це не є принциповим, бо такі видозміни відповідають п. 1 опису. Можливість здійснення корисної моделі підтверджується, по-перше, приведеним аналізом та, Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 по-друге, тим, що її реалізація не потребує нових елементів. Крім того, комутаційний каскад, як за п.1, так і за п.2 (а також за п.3), був змодельований на комп'ютері за допомогою програми "NI Multisim 10.1". Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601