[其他]脉宽调制扩音机

说明书

本实用新型涉及一种新型扩音机。

现有的扩音机均采用模拟放大，这种扩音机有下列缺点：

1.耗能大，消耗的电能中只有部分电能转为有用的音频信号，其它则变成热能，故这种机子在设计时需增大通风，甚至加风扇。因为高温会使该机的电气绝缘性能下降，同时由于热耗大，这种机子不能密封防尘，体积也太大。

2.这种机子的耦合变压器，输出变压器需大量的漆包线和矽钢片，使该机的造价相当高，这些变压器还是信号失真主要原因之一。

3.这种机子由于放大器件的非线性，技术指标很难提高。

4.故降率高，由于热耗大，灰尘多，加之变压器易霉变，匝间和层间易击穿，各种变压器已构成扩音机故障的主要来源之一。

本实用新型的目的：为用户提供一种节省电力、热耗低、体积小，不要耦合与输出变压器，重量轻、造价低、故障少而技术指标高的新型扩音机。

本实用新型是这样实现的：

脉宽调制扩音机由调宽脉冲发生器、开关放大器、解调器三大部分组成，而调宽脉冲发器又由方波发生器、三角波形成器、比较器、脉冲整形放大器和音频放大器五个部分构成。

首先由方波发生器产生100－200千赫的方波，然后由三角波形成器把这方波变成三角波。被低噪声、失真小、频率特性好的音频放大器放大了的音频输入信号和上述产生的三角波，分别送入比较器的二个输入端，于是在比较器的输出端产生一系列脉冲宽度随音频信号振幅而变化的矩形波，正信号使矩形波持续期增大，即脉冲加宽，负信号则使矩形波变窄，输入音频信号振幅大的时候，上述变化更加明显，即矩形脉冲的宽度变得更宽或更窄，而音频信号的频率决定矩形脉冲持续期变化的频率。由于经比较器输出的矩形波波形不理想，被送入脉冲整形放大电路整形，再经过若干级开关放大后达到所需电平，然后利用一个解调器把矩形脉冲系列还原为音频信号。

由于脉宽调制扩音机采用开关放大原理，所以电能近似百分之百地转化为有用的音频信号，故节省电力、热耗低，从而为减小该机的体积、全密封防尘提供了可能。在电路中可直接把220伏市电直接整流，作末级功放的极压，从而减小了电源变压器的尺寸，同时整机去掉了耦合变压器，输出变压器，因此为减轻重量、降低成本、减少故障创造了一个良好的前提。该机的前置部分可设计在一个或几个集成块内。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述，附图8为原理框图，附图1－7为部分电路图。

一、调宽脉冲发生器（1）包括五个部分。

1.方波发生器（4），见图1，它又由超音频正弦波振荡器和切割器组成，功能是产生100－200千赫方波，并输入三角波形成器（5）的输入端。

2.三角波形成器（5），见图2，该电路是一个改进型密勒积分器，波峰比较陡，电路输出通过一个稳压二极管送给一个射极输出器，后者的输出又通过稳压二极管送至比较器（6）的输入端。

3.比较器（6），见图3，是一种常用的比较器电路，这也是由两管组成差分放大电路，由三角波形成器（5）输出的三角波，以及来自音频放大器（8）的音频放大信号分别送入左右二管的输入端，输出就变为调宽脉冲串。

4.音频放大器（8），主要采用低噪声（例如场效应管作前置级）频率特性好，失真小的放大电路，其输出送入比较器（6）的另一输入端。

5.脉冲整形放大器（7），见图4，从比较器（6）得到的调宽脉冲信号幅度很小，而且波形也不够理想，所以必须加以放大整形，此电路共有三级，第一级作脉冲放大，集电极有补偿电感，用以改善波形，第二级是差分电路作为双向限幅放大，第三级是互补射极输出器，然后送入开关放大器（2）。

二、开关放大器（2），该电路为一般脉冲开关放大电路，但要求此电路必须有足够的带宽（300千赫以上），并能使信号放大到足够的电平，开关放大器有单向和双向之分，器件有电子管和半导体管之分，图（5）为单向电子管开关放大器，图（6）为双向电子管开关放大器，图（7）为半导体双向开关放大器，末端当然也可以采用场效应功放管。

三、解调器（3）包括阻尼管（9）和低通滤波器（10），见附图5、6、7，阻尼管（9）在开关放大电路中，给电抗元件的储能泄放提供了通路，减小了因电流瞬时变化带来的高反压，同时改善了输出波形，低通滤波器（10）滤去脉宽调制波中的高频谐波，还原为强大的音频信号。