Рекомендуемая последовательность действий при расчете схемы кум с шим.

1. Выбор частоты следования тактовых импульсов проводится по теореме Котельникова.

2. Выбор модулятора ШИМ. Существуют модуляторы ШИМ, выполненные в интегральном исполнении.

3. Выбор электронного ключа. В простейшем случае электронным ключом является транзистор, работающий в режиме D (ключевой режим). Существуют и другие виды электронных ключей: гиркон, оптоэлектронный элемент и др. Оптоэлектронные ключи позволяют обеспечить гальваническую развязку цепей управления и сигнальной цепи.

4. Рассчитывается восстанавливающий фильтр.

Ключевой усилитель мощности с импульсно-кодовой модуляцией (кум с икм).

Принцип построения ключевого усилителя мощности с ИКМ основан на преобразовании аналогового сигнала в цифровой код, с последующим его усилением и обратным преобразованием цифрового кода в аналоговый сигнал. Цифровой код представляет собой последовательность импульсов, которые можно усилить электронными ключами. Преобразование аналогового сигнала в цифровой код осуществляется с помощью АЦП. Структурная схема такого усилителя мощности представлена на рис. 14.16.

Рис.14.16 Структурная схема усилителя мощности с ИКМ

Работу схемы можно пояснить на временных диаграммах, приведенных на рис. 14.17.: 1 – сигнал на входе усилителя мощности с ИКМ; 2 – тактовые импульсы на выходе генератора тактовых импульсов; 3 – совокупность импульсов на выходах электронных ключей, огибающая которых совпадает по форме с входным сигналом 1; 4 – сигнал в нагрузке, после ФНЧ.

В зависимости от мгновенной амплитуды входного сигнала коммутируется соответствующий этому уровню амплитуды электронный ключ. Таким образом на выходе сумматора имеем последовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна амплитуде входного сигнала.

Достоинством рассматриваемой схемы является отсутствие ограничений на быстродействие электронных ключей.

Рис.14.17 Временные диаграммы для КУМ с ИКМ на рис.14.16.

Основными недостатками данной схемы КУМ являются:

• При высоких требованиях к точности обработки сигнала возрастает число электронных ключей. Увеличивается число каналов, и габариты схемы растут.

• В широкой полосе частот сложно реализовать восстанавливающий фильтр. Для устранения этого недостатка всю полосу рабочих частот разбивают на отдельные полосы. Усиление осуществляется в каждой полосе отдельно. Такой тип усилителей получил название спектрально-ключевые усилители мощности.

Спектрально-ключевые усилители мощности.

Использование спектрально-ключевых усилителей мощности (СКУМ) позволяет избежать общего недостатка двух, рассмотренных ранее, схем ключевых усилителей мощности: сложность обеспечения качественного усиления сигнала в широкой полосе частот. Принцип построения СКУМ заключается в разбиение всей широкой полосы частот на узкие полосы с последующим усилением сигнала в каждой полосе отдельно.

Ч исло каналов зависит от требуемого качества восстановления сигнала, а также от глубины регулировки АЧХ в усилители. Структурная схема СКУМ приведена на рис. 14.19.

Рис 14.18. АЧХ Спектрально-ключевого

усилителя мощности.

Рис. 14.19 Структурная схема спектрально-ключевого усилителя мощности

Входные фильтры предназначены для разбиения АЧХ на узкие полосы частот. КУМ – ключевой усилитель мощности, построенный по любой из приведенных выше схем. Выходные фильтры предназначены для восстановления сигнала в каждой полосе отдельно. За счет эффективного восстановления сигнала повышается КПД всего усилителя. Если коэффициент усиления каждого из КУМ сделать регулируемым, то усилитель, приведенный на структурной схеме рис.14.19, может работать как эквалайзер.