Импульсный модулятор

 

1. ИМПУЛЬСНЙЙ МОДУЛЯТОР, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора прдКлюченьг включенные последовательно зарядный диод, линия формирования нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора, анод которого подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования , управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора, с тличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды выходных импульсов, модулятор дополнительно снабжен двумя разделительными диодами, защитной цепью, включенной параллельно источнику питания, и регулирующим устройством, первый вход которого .включен между эмиттером заряд юго транзистора и отрицательным полюсом источника питания, второй вход подключен к точке соединения катодов разделительных диодов, анод первого разделительного диода соединен с вторым выходом синхронизатора, анод второго разделительного диода соединен с вторым выводом ограничительного резистора , а выход регулирующего устройстваподключен между базой и эмиттером зарядного транзистора. . 2. Модулятор по п. 1, отличающий ся тем, что защитная цепь содержит диод, а -зарядные дроссель и трансформатор снабжены дополнительными обмотками, включенными последовательно с диодом между положительным и отрицательным полюсами источника питания. 3. Модулятор по пп. 1 и 2, о тS личающийся тем, что регу .лирующее устройство содержит стаби (Л литрон, резисторы, ключевой транзист тор, однопереходный транзистор, интегрирующую цепь и разделительный трансформатор, при этом первый резистор включен между эмиттером заЬядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер однопереходного транзистора, а анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, СП база которого соединена с перв.ой базой однопереходного транзистора, ;о коллектор соединен с. базой зарядного транзистора, первичная разделительного трансформатора под ключена между объединенными выводами катодов разделительных диодов , и общей шиной модулятора, вторичная обмотка включена базой и эмиттером зарядного транзистора, дополнительная обмотка включена Между базой зарядного транзиртора и катодом стабилитрона, соединенным через второй резистор с второй базой однопереходного транзистора. .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5D Н 03 К 3 53 (_#_

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3. Модулятор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что регу.лирующее устройство содержит стабилитрон, резисторы, ключевой транзис-. фф тор, однопереходный транзистор, ин- у тегрирующую цепь и разделительный трансформа тор, при этом первый резистор включен между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер однопереходного транзистора, анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора, коллектор соединен с базой зарядного транзистора, первичная обмотка разделительного трансформатора подключена между объединенными выводами катодов разделительных диодов . и общей шиной модулятора, вторичная обмотка включена между базой и эмиттером зарядного транзистора, дополнительная обмотка включена между базой зарядного транзистора и катодом стабилитрона, Соединенным через второй резистор с второй базой однопереходного транзистора.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505445/18-21 (22) 28. 10. 82 (46) 15. 01. 84. Бюл. )) 2 (72) В.С.уманский(53) 621.376.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР )) 716142, кл. Н 03 К 5/01, опублик.

15.02.80 (прототип). (54) (57) 1. ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий зарядный тран сформатор, первичная обмотка которого первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соедйнена с положительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора подхлючены включенные последовательно зарядный диод, линия формирования, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора, анод которого подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирова ния, управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды выходных импульсов, модулятор дополнительно снабжен двумя разделительными диодами, защитной цепью, включенной параллельно источнику питания, и регулирующим устройством, первый вход которого .включен. между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, второй вход подключен к точке соединения катодов разделительных диодов, анод первого разделительного диода соединен с вторым выходом синхронизатора, анод второго

I разделительного диода соединен с вторым выводом ограничительного резистора,а выход регулирующего устройства.подключен между базой и эмиттером зарядного транзистора.

2. Модулятор по и. 1, о т л и.ч а ю шийся тем, что защитная цепь содержит диод, а .зарядные дроссель и трансформатор снабжены дополнительными обмотками, включенными последовательно с диодом между поло- жительным и отрицательным полюсами источника питания.

1067591 и стабилитрона, причем катод стаби. литрона соединен с эмиттером эаряд1

Изобретение относится к импульсной технике и .может найти примене".. ние в импульсных передатчиках радиолокационных систем, а также в установках для ускорения заряженных 5 частиц.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является формирователь импульсов, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого своим первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а своим вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора подключены включенные последовательно зарядный диод, линия формирЬвания, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора. При этом аноц разрядного тиристора подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования. Управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду Разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора. Его второй вывод соединен с базой транзистора. Второй выход синхронизатора соединен с базой транзистора и шунтираван резистором. Эмиттер заряд-1 ного транзистора соединен с отрицательным полюсом источника питанияUl. 35

Однако в известном устройстве не обеспечивается стабилизация амплитуды выходных импульсов.

Целью изобретения является повышение стабильности амплитуды выходных 40 импульсов.

10. Регулирующее устройство содержит ста били трон, реэи сторы, ключевой транзистор, однопереходный транзистор, интегрирующую цепь и разделительный трансформатор, при этом первый резистор включен между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер однопереходного транзистора, анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора, коллектор соединен с базой зарядного транзистора, первичная обмотка разделительного трансформатора подключена между объединенными выводами катодов разделительных диодов и общей шиной модулятора, вторичг

4. Модулятор по пп. 1 и 3, о тл и ч.а ю шийся тем, что в регу.

t лирующее устройство введен дополнительный пороговый элемент в виде соединенных последовательно диода

Поставленная цель достигается тем, что импульсный модулятор, содержащий зарядный -трансформатор, первичная обмотка которого первым 45 выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена с положи.тельным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, парал- g0 лельно вторичной обмотке зарядного трансформатора подключены включенные последовательно зарядный диод, линия ного транзистора, а катод диода — с базой ключевого транзистора. ! формирования, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора,анод которого подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования, управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора, дополнительно снабжен двумя разделительными диодами, защитной цепью, включенной параллельно источнику питания, и регулирующим устройством, первый вход которого включен между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, второй вход подключен к точке соединения катодов разделительных диодов, анод первого разделительного диода соединен с вторым выходом синхронизатора., анод второго разделительного диода соеди нен с вторым выводом ограничительного резистора, а выход регулирующего устройства подключен между базой и эмиттером зарядного транзистора.

Защитная цепь содержит диод, а зарядные дроссель и трансформатор снабжены дополнительными обмотками, включенными последовательно с диодом между положительным и отрицательным полюсами источника питания.

1067591 ная обмотка включена между базой и эмиттером зарядного транзистора., дополнительная обмотка включена между базой зарядного транзистора и катодом стабилитрона, соединенным через второй резистор . с второй базой однопереходного транзистора.

В регулирующее устройство введен дополнительный пороговый элемент в виде соединенных последовательно 10 диода и стабилитрона, причем катод стабилитрона соединен с эмиттером зарядного транзистора, а катод диода . — с .базой ключевого транзистора. 15

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема импульсного модулятора.

Импульсный модулятор содержит зарядный трансформатор 1 с первичной 20 обмоткой 2, зарядный дроссель 3 с основной обмоткой, источник 4 питания, зарядный транзистор 5, вторичную обмотку 6 трансформатора 1, зарядный диод 7, линию формирования 8, нагрузку 9, разрядный диод 10, разрядный тиристор 11, первый выход 12 синхронизатора 13, ограничительный резистор 14, второй выход 15 синхронизатора 13 и резистор 16.

В модулятор введены разделительные диоды 17 и 18, защитная цепь в составе диода 19 и дополнительных обмоток 20 и 21 у зарядных дросселя

3 и трансформатора 1, а также регулирующее устройство 22.

Регулирующее устройство 22 содержит стабилитрон 23, резисторы 24 и

25, ключевой транзистор 26, однопереходный транзистор 27, интегрирующую цепь 28 (выполненную, например, в 40 составе индуктивности 29, резистора

30 и.конденсатора 31) и разделительI ный трансформатор 32 с первичной, вторичной и дополнительной обмотками

33,34 и 35 соответственно, а также 45 пороговый элемент 36 (например,в виде диода 37 и стабилитрона 38).

Первичная обмотка 2 зарядного трансформатора 1 первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя 3 соединена с положительным полюсом источника питания 4, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора 5. Параллельно

-вторичной обмотке 6 трансформатора 1 55 присоединены включенные последовательно зарядный диод 7, линия формирования 8, нагрузка 9 и разрядный ,диод 10, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом раз-60 рядного тиристора 11. Его анод подключен к выводам катода диода 7 и линии

8. Управляющий электрод тиристора 11 соединен с первым выходом 12 синхронизатора 13, а к:катоду диода 10 65 подключен один вывод ограничительного резистора 14.

Первый вход регулирующего устройства 22 включен между эмиттером зарядного транзистора 5 и отрицательным полюсом источника питания 4. Второй вход устройства 22 подключен к объединенным выводам катодов первого 17 и второго 18 разделительных диодов.

Анод диода 17 соединен с выходом 15 синхронизатора 13, анод диода 18— с вторым выводом резистора 14. Выход регулирующего устройства 22 подключен между базой и эмиттером транзистора

5.

Защитная цепь в виде дополнительных обмоток 20 и 21 зарядных росселя 3 и трансформатора 1 включена последовательно с диодом 19 между положительным и отрицательным полюсами источника витания 4.

В регулирующем устройстве 22 первый резистор 24 включен между эмиттером зарядного транзистора 5 и отрицательным полюсом источника питания 4. Параллельно резистору

24 через интегрирующую цепь 28 подключен эмиттер-однопереходного транзистора 27. При этом в случае выполнения интегрирующей цепи из пассивных элементов индуктивность

29 и резистор 30 цепи 2 8 включены последовательно между эмиттерами транзисторов 5 и 27, а конденсатор

31 включен между эмиттером транзистора 27 и отрицательным полюсом источника питания 4.

Анод стабилитрона 23 соединен с отрицательным полюсом источника питания 4 и эмиттером ключевого транзистора 26, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора 27, коллектор соединен с базой зарядного транзистора 5. Первичная обмотка 33 разделительного трансформатора 32 подключена между выводами катодов разделительных диодов 17 и 18 и общей шиной модулятора (корпусом). Вторичная обмотка 34 включена между базой и эмиттером зарядного транзистора 5. Дополнительная обмотка 35 включена между базой транзистора 5 и катодом стабилитрона 23, соединенным через резистор

25 с второй базой однопереходного транзистора 27.

Дополнительный пороговый элемент 36 выполнен, например, в виде соединенных последовательно диода 37 и стабилитрона 38, причем катод стабилитрона 38 соединен с эмиттером зарядного транзистора 5, а катод диода

37 соединен с базой ключевого транзистора 26.

Импульсный модулятор работает следующим образом.

При подаче кратковременного положительного:запускающего импульса

1067591 от выхода 15 синхронизатора 13 через диод 17 и обмотки 33 и 34 на базу транзистора 5 транзистор отпирается и от источника питания 4 через основную обмотку дросселя 3, обмотку 2 и резистор 24 начинается протекание тока. При этом начинается заряд линии

8 через обмотку б, диод 7, нагрузку

9, резистор 14, диод 18 и обмотку 33, Протекание зарядного тока через об-. мотку 33 поддерживает транзистор 5 1О открытым после окончания запускающего импульса в,течение всего времени заряда линии 8. (Тиристор ll и диод

10 в это время заперты). Резистор 14 и нагрузка 9 ограничивают ток базы 15 транзистора 5 до уровня, необходимого для поддерживания его в насыщенном состоянии.

Одновременно на стабилитроне 23 образуется положительный импульс ста-. 2p бильного напряжения О, поступающий на вторую базу однопереходного тран-. зистора 27 через резистор 25.

На резисторе 24 образуется напряжение 25

ЕюМ вЂ” " р — — " з п Q4, o<2t.f 7i,: где — сопротивление резистора 24;

У

Я вЂ” соответственно характеристиL1 ческое сопротивление и резо-ЗО нансная. частота зарядной . цепи;

E — напряжение источника питания 4; коэффициент трансформации. 35

Зарядное напряжение Е на линии

8 имеет вид

5g Ю - л 2„(1 — абаз О (2) где n — коэффициент трансформации обмоток 2 и б трансформатора 1.

Напряжение Ед поступает на интегрирующую ЯЬ(„ цепь 28. Выходное напряжение цепи образуется на конденсаторе 31 и имеет вид (3)

El!i Ж ) 24@И = й-Lo2 5Ы

Из сопоставления соотношений (2) и (3) следует, что напряжение Еу на конденсаторе 31 пропорционально зарядному напряжению Е на линии 8.

Как только напряжение Е8 (а сле довательно, и Е ) достигнет заданного номинала, определяемого величи- 55 ной

Ез,= О,, (4) где g - коэффициент переключения однопереходного транзис тора 27, 60 транзистор 27 включается, B резуль- тате происходящего в этих условиях разряда конденсатора 31 отпирается ключевой транзистор 26, закора ивающий цепь базы зарядного транзистора 65

5. Транзистор 5 и диод 7 запираются, благодаря чему дальнейний заряд линии 8 прекращается и напряжение Е на ней фиксируется на заданном номинальном уровне.

Энергия, запасенная в индуктивностях обмоток дросселя 3 и трансформатора 1 к.моменту запирания транзистора 5, вызывает появление ЭДС самоиндукции в обмотках 20 и 21, отпирающей диод 19 ° В результате укаэанная энергия возвращается в источник питания 4. Цепь из обмоток 20 и

21 и диода 19 защищает коллекторную цель транзистора 5 от коммутационных перенапряжений, возникающих при его запирании в процессе стабилизации зарядного напряжения.

После окончания заряда линии 8 на управляющий электрод тиристора 11 от. выхода 12 синхронизатора 13 поступает положительный импульс. Тиристор отпирается и разряжает через диод

10 линию 8 на нагрузку 9. Амплитуда выходных импульсов на нагрузке 11 будет стабильной благодаря стабильности зарядного напряжения на линии

8.

Диоды 17 и 18, вместе с диодом 10 осуществляют развязку зарядной и раз* рядной цепи линии 8 и выхода 15 синхронизатора 13.

В следующем цикле заряда линии процессы повторяются аналогично изложенному выше.

Если в процессе заряда линии.происходит ложное срабатывание тиристора 11, то тогда ток обмотки 6 замыкается через диод 7 и тиристор 11 минуя базовую цепь транзистора 5 (т.е. цепь из резистора 14, диода 18 обмоток 33 и 34) . В результате транзистор 5 запирается и разрывает цепь протекания тока от источника питания .4;Этим включается перегрузка устрой-. ства.При этом в защитной цепи из обмоток 20 и 21 под действием ЭДС самоиндукции отпирается диод 19, что обеспечивает защиту транзистора 5 от коммутационных перенапряжений аналогично описанному выше.

В некоторых случаях возможно слу" чайное насыщение ферромагнитных сердечников у дросселя: 3 и/или трансформатора 1.Й этих условиях во время зарядного цикла вследствие уменьшения индуктивности обмоток возможно воз-;.--.никновение токовой. перегрузки транзистора 5, не сопровождающееся прекращением тока заряда линии 8. В этом случае падение напряжения на резисторе 24 достигает уровня отпирания стабилитрона 38. В результате отпирается ключевой транзистор 26, шунтирует. базовую цепь транзистора 5, обеспечивая его запирание. Этим-и достигается защита от токовых перегрузок при слу1067591

Составитель В.Егоркин

Редактор М.Дьчлын ТехредМ,Гергель КоРРектоР A..Ïîâõ

Заказ 11228/57 Тираж 868 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 чайном насыцении сердечников дросселя

3 и/или трансформатора 1.

Технический эффект от.;использования изобретения состоит в том, что в предложенном импульсном модуляторе обеспечивается повышенная стабильность амплитуды выходных импульсов.

При этом одновременно обеспечивается защита от коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе стабилизац ии; а также от токовых перегрузок 0 при случайном насьицении ферромагнитных сердечников зарядных дросселя и/или трансформатора.

Повышенная стабильность амплитуды выходных импульсов расширяет функциональные воэможности модулятора при его использовании в составе, например, магнетронных передатчиков с повышенными требованиями к стабильности частоты и мощности радиоимпульсов.