Широтно-импульсный модулятор

 

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР содержащий последовательно соединен . ные -источник модулирующего сигнала, блок вычитания, первы интегратор и первый коютаратор, второй вход которого соединен с шиной Фиксированного потенциала, а выход с S -входом RS-триггера, выход котсфого через каскад сдвига уровня соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, который через блок обратной связи .подключен к второму входу блока вычитания , а также второй интегратор, i имеющий вход задания начальных условий и сигнальный вхед,присоединенный к выходу RS -триггера, а также второй компаратор, включенный между R-входом RS триггера и выходом второго интегратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения частотных искажений модуляционной характеристики, выход блока выч1 тания соединен с входом задания начальных условий второго интегратора через селектор отрицательной поляр- i ;ности, а второй вход BTopoio компа- , ратора соединён с вторым входом перг/| Iвого компаратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

КВЗВОИ

РЕСПУ БЛИН H 03 Н 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ COCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОЬРЕТЕНИЯ (: н аетоюснавИ Гзмйатаватв (21) 3346446/18-09 (22) 12.10.81 (46) 07.06;83. Бюл. М 21 (72) A.A.Aëåêñàíÿí, В.А.Александров, В.A.Ãàëàõoâ и В. A.Ìàéîðîâ (53) 621. 376. 54 (088. 8) (56) 1. Патент США 9 3253228, кл. Н 03 F 3/38, 1973.

2. Патент США 9 4015213, кл. Н 03 F 3/38, 1977 (прототип). (54)(57) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР содержащий последовательно соединен. ные источник модулирующего сигнала, блок вычитания, первый интегратор и первый компаратор, второй вход кото рого соединен с шиной фиксированного потенциала, а выход с S --входом

Кб-триггера, выход которого через,ЯЦ„„1022306 A каскад сдвига уровня соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, который через блок обратной связи ,подключен к.второму входу блока вычитания, а также второй интегратор, ::имеющий вход задания начальных условий и сигнальный вхед,присоединенный к выходу Кс -триггера, а также второй компаратор, включенный между

К-входом КЬ триггера и выходом второго интегратора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения частотных искажений модуляционной характеристики, выход блока вычитания соединен с входом задания начальных условий второго интегратора .через селектор отрицательной поляр- 3 .ности; а второй вход второго компа.;.ратора соединен с вторым входом nept ! ного компаратора.

С:

1022306

Изобретение относиУся к радиоэлектронике и предназначено для исполь- зования в усилителях с преобразованием усиливаемого сигнала, в частности, в ключевых усилителях и мощности с адаптивной широтно-импульсной моду- 5 ляцией.

Известен широтно-импульсный модулятор, используемый в ключевом усилителе мощности для формирования широтно-модулированных импульсов (1) . 36

Недостатком известного широтно-импульсного модулятора является зависимость периода широтно-модулированных импульсов абсолютной величины и скорости изменения модулируицего сигнала, что, в конечном счете, сужает полосу частот преобразуемого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор использованный в ключевом усилителе мощности, содержащий последовательно соединенные источник модулирукщего сигнала, блок вычитания, первый интегратор, пЕрвый компаратор, К5 триггер, каскад сдвига уровня, цепь обратной связи, выход которой соеди- нен с вторым входом блока вычитания, а также вторые интегратор и комп аратор, соединенные последовательно и включенные между выходом

g5-триггера и его К -входом (21.

Недостатком известного широтно-имнульсного модулятора является зависимость периода широтно-модулированных импульсов от скорости изменения, модулирующего сигнала и, как следствие, 35 высокий уровень частотных искажений модуляционной характеристики.

Цель изобретения — уменьшение частотных искажений модуляционной характеристики. 4() Для этого в широтно.-импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, блок вычитания, первый ин- 4r> тегратор и первый компаратор, второй вход которого соединен с шиной Фикси-. рованного потенциала, а выход с 5.-входом RG -триггера, выход которого через каскад сдвига уровня соерянен с выходом широтно-импульсного модулятора, который через блок обратной связи. подключен к второму входу блока вычитания, а также второй интегратор, имеющий вход задания начальных условий и сигнальный вход, присоединенный5 к выходу RS -триггера, а также второй компаратор, включенный между

К-входом R6 -триггера и выходом второго интегратора, выход блока вы читания соединен с входом задания 6О начальных условий .второго интеграто-, ра через селектор отрицательной по-, лярности, а второй вход второго компаратора соединен с вторым входом первого компаратора.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит источник 1 модулирующего сигнала, блок 2 вычитания, первый интегратор

3, первый компаратор 4, селектор

5 отрицательной полярности, Р5 -триггер 6, каскад 7 сдвига уровня, блок

8 обратной связи, второй интегратор

9, второй компаратор 10 и шину 11 фиксированного потенциала.

Устройство работает следующим образом.

На выходе блока 8 обратной связи с учетом сдвига уровня выходных однополярных положительных импульсов

RS-триггера б каскадом 7 сдвига уровня формируется последовательность двух полярных импульсов +P Е и -P E где Š— величина выходных импульсов

RS-триггера 6, à P — коэффициент передачи блока 8 обратной связи. При этом выходное напряжение блока 2.вычитания равняется соответственно (5E — 0((,) и-(ЪЕ-О(1), где Ll(t). — выкодное напряжение источника 1 модулирующего сигнала. Переключение К5 триггера б происходит в моменты срабатывания первого- 4 и второго 10 компараторов, причем при срабатывании первого компаратора 4 выходное напряжение RS -триггера б возрастает скачком до величины Е, а выходное напряжение блока вычитания 2 изменяется скачком от величины -P E - 0 (t) до

P,Š— U (t) . При срабатывании второго компаратора 10 выходное напряжение

)(5-триггера 6 уменьшается скачком от величины E до нуля, а выходное напряжение блока 2 вычитания изменяется от величины РŠ— Ц {М до -PE — U (t) . При этом, с учетом того, что начальное выходное напряжение второго интегратора 9, задаваемое ему через селектор 5 отрицательной полярности, выход которого подключен к входу задания начальных условий второго интегратора

9, равно -p Š— Ц „ (t), а потенциал шины

11 фиксированного потенциала равен в частном случае нулю, промежуток времени, от момента срабатывания первого компаратора 4 до момента срабатывания второго компаратора 10, равный времени существования на выходе к5 -триггера 6 аапряжения, Е равняется (Е0 (И

1 м ю

С( где IJ;itj- мгновенное еиаиеиие модулиРуимего сигнала в MoMsltT срабаемвавии компаратора 4, а, (, - постоянная времени второго интегратора 9»

Промежуток времени 4< от момента

".рабатывания вТорого компаратора 10 до момента срабатывания первого ком1022306

Сост авитель Бурашн иков

Редактор Е. Папп Техред, С.Мигунова Корректор С.Иекмар

Эаказ 4064/49 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CO=P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 пау5атора 4 с учетом, в частности, линейно-нарастакщего модулирующего сигнала определяется из уравнения Ь

) ((Л.U,(Ö-i6)ft-) ()E U,(t}tg4,igt)d t-Î, о о где g - скорость нарастания вход ного сигнала, а первый интеграл равен величине выходного напряжения первого интегратора 3 в момент срабатывания щ второго компаратора 10, а второй оп ределяет характер спада выходного. напряжения первого интегратора 3 в про-. межуток времени от момента срабаты-, вания второго компаратора 10 до мо- )5 .мента срабатывания первого компарато-. ра 4. Решая полученное уравнение относительно 11 получим: (% 0 Ф pE>U<(<) a 6 У . 20

Й- — и

У kpE Ui(<)la

Подставляя значение и учиты-. вая, что практически всегда к » g получим: ре-04Н,) Суммируя полученные для t< и 1 выражения, получим, что период пере ключения RS -триггера 6, т.е, пери:од выходных импульсов широтно-импуль сного модулятора, равен 2.P E./2 и не

-зависит как от величины так и от скорости изменения модулирукщего сигна-!

-ла.

Преимущество предлагаемого широтно-импульсного модулятора заключает- ся в том, что он обладает более равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристикой и соответст венно обеспечивает преобразование и< . дулирующнх сигналов более высоких ,частот по сравнению с известными широтно-импульсными модуляторами.