Широтно-импульсный преобразователь

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтноимпульсных усилителях мощности . ЦЁявго изобретения является расширение диапазона регулирования длительности выходных импульсов. Устройство содержит источник 1 управляющего напряжения, генератор 2 тактовых гмпульсов, источник 3 опорного напряжения , триггер 4, управляемые ключи 5 и 6, интеграторы 7 и 8, формирователи 9 и 1 О импульсов сброса, управляемые ключи И и 12, пороговые элементы 13 и 14, двухвходовый элемент ИЛИ 15. Введение в широтно-импульсньй преобразователь формирователей импульсов сброса и элемента ИЛИ позволило расширить диапазон регулирования выходных импульсов и повысить по- .мехозащищенность от высокочастотных помех. 1 ип. с « W 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1!) (5!1 4 Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4133271/24-21 (22) 1.10.86 (46) 30.07.88. Бюл. Ф 28 (7!) Владимирский политехнический институт (72) С.ИЛалафеев и В.С,Мамай (53) 62!.376.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !!« 651472, кл. Н 03 К 7/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 801239, кл. Н 03 К 7/08, 1979 ° (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАTKJIb (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтно-импульсных усилителях мощности.Целвв изобретения является расширеиие диапазона регулирования длительности выходных импульсов. Устройство содержит источник 1 управляющего напряжения, генератор 2 тактовых импульсов, источник 3 опорного напряжения, триггер 4, управляемые ключи 5 и б, интеграторы 7 и 8, формирователи 9 и 10 импульсов сброса, управляемые ключи !1 и 12, пороговые элементы 13 и 14, двухвходовый элемент

ИЛИ !5. Введение в широтно-импульсный преобразователь формирователей импульсов сброса и элемента ИЛИ позволило расширить диапазон регулирования выходных импульсов H повысить по" мехоэащищенность от высокочастотных помех. 1 ил.

1413715

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтно-импульсных усилителях мощности °

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования длительности выходных импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсного . преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 управляющего напряжения, генера. тор 2 тактовых импульсов, источник 3 опорного напряжения, триггер 4, управляемые ключи 5 и 6,. интеграторы 7 и 8, формирователи 9 и 10 импульсов сброса, управляемые ключи 11 и 12> пороговые элементы 13 и 14, элемент ИЛИ 15 и выходную шину, при этом выход источника 1 управляющего напряжения соединен с первыми входами

:интеграторов 7 и 8, вторые входы которых соединены соответственно через управляемые ключи 5 и 6 с выхо- 25 дом источника 3 опорного напряжения, а выходы — соответственно с входами пороговых элементов 13 и 14, выходы которых через элемент ИЛИ 15 соединены с выходной шиной 16, причем выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с входом триггера 4, пря": мой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами управляемых ключей 5,6 и входами формирователей 9 и 10 импульсов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами управляемых ключей Il и 12, которые подключены соответственно параллельно интегрирую- 40 щим конденсаторам интеграторов 7 и 8.

Интегратор 7 и 8 может быть выпол:нен на операционном усилителе, вход которого соединен через резисторы с 45 входами интегратора, а через конденсатор — с выходом операционного усилителя. Управляемые ключи могут быть выполнены на биполярных или полевых транзисторах, база или затвор

50 которых соединены с управляющим входом. Формирователи 9 и 10 импульсов сброса могут быть выполнены в виде одновибратора или простой дифференцирующей цепочки.

Широтно-импульсный преобразователь работает следующим образом.

Генератор 2 тактовых импульсов формирует короткие импульсы с периодом следования Т, которые поступают на вход триггера 4. На прямом и инверсном выходах триггера 4 при этом формируются две последовательности прямоугольных импульсов, имеющие период следования 2 Т и сдвинутые по фазе на 180 .Эти последовательности определяют состояния управляемых ключей5и6: при U<-=0, U =U<, где Б — напряжение, соответствующее уровню логической единицы, управляемый ключ 5 разомкнут, а ключ 6 замкнут; при Uy = Ug U = О, наоборот, управляемый ключ 5 замкнут, а ключ

6 — разомкнут. Кроме того, сигналы

U и U поступают на входы формирователей 9 и 10 импульсов сброса соответственно, которые по отрицательным фронтам входных импульсных последовательностей формируют короткие импульсы, управляющие включением уп--, равляемых ключей 11 и 12, шунтирующих конденсаторы интеграторов 7 и 8 соответственно и производящие установку этих интеграторов в состояние

Пц= О илиU = О.

Управляющее напряжение U действует на входах обоих интеграторов постоянно, а выход источника 3 опорного напряжения подключается с помощью управляемых ключей 5 и 6 соответственно ко входам интеграторов

7 и 8 поочередно на время Т с ин тервалом Т. Разряд конденсаторов интеграторов и установка их в исход-. ное состояние осуществляются проти— вофазными последовательностями импульсов U q u U1О с периодом 2Т в моменты времени, различающиеся на Т.

Таким образом, оба интегратора работают аналогично, но в противофазе.

При этом работа каждого интегратора происходит в два такта одинаковой длительности Т.

B начальный момент t = О интегратор 7 выходным импульсом Ug формирователя 9 импульсов сброса установлен в состояние U 7 = О. На выходе интегратора 8 в момент t О имеется начальное напряжение Б8 (0) . В первом такте О 6 t < Т на входе интегратора

7 действует только управляющее напряжение U а на входах интегратора

8 - управляющее U g и опорное Ug напряжения. Поэтому выходные сигналы интеграторов 7, 8 в пер1413715

К 10оТ Пп вом такте при допущении Uy

= const определяются выражениями

5

D ф ((= Uг(О(-К 1 <и„г U,)de а

U8 (О) — К8(U у+ Uо ) t а (2)

10 где К,К 8 — коэффициенты передачи интеграторов 7,8 К = К8 .

В первом такте выходное напряжение интегратора 7 не достигает уровня Uä переключения порогового элемен-15 та 13, а при t = Т оно имеет значение U (T) — KP yT. Выходное напряжение интегратора 8, увеличивающееся со скоростью, пропорциональной сумме управляющего Uy и опорного UD 20 напряжений, в момент t = Т вЂ” 1 достигает уровня U((переключения порогового элемента 14, что приводит к переключению последнего и установлению на его выходе сигнала, имеющего 25 уровень логической единицы, т.е.

Uq - =U . Этот сигнал через элемент

ИЛИ !5 поступает на выходную шину

16. Следовательно, при t = Т -7 формируется передний фронт выходного импульса.

При t = Т на управляющем входе управляемого улюча 12 с выхода формирователя 10 импульсов действует короткий импульс. Управляемый ключ

12 замыкается, конденсатор интегратора 8 разряжается, íà его вьмоде устанавливается напряжение U11(T) 0.

Пороговый элемент 14 возвращается в состояние U = О и, следовательно, при t Т формируется отрицательный фронт выходного импульса U i .

Во втором такте (Т 4 t < 2Т) на входах интегратора 7 действуют управляющее Uy и опорное Uo напряжения, 45 а на входе интегратора 8 — только управляющее напряжение Uy. В момент t Т напряжения на выходах интегратора 7 и 8 соответственно равны

П1 (Т) = -К „Б уТ1 U g (T) = О, Выходные сигналы интеграторов 7 и 8 во втором такте

U,= -К,((гт — К, ((((„г U,)dt =

= KvUat K Ио("

Ц - -К (U dt = — К Ц (t-т).

8 81 ч Ь

При достижении выходным напряжением интегратора 7 уровня Ul(и".— реключения порогового элемента 13 т.е. при

-К U t — К U (t-Т) - U

7 7 У 7 (! в момент времени t = 2Т вЂ” С, сигналы на выходе порогового элемента 13 и, следовательно, на выходе двухвхо„ .-;ового элемента ИЛИ 15 принимают знач гния, соответствующие уровню логической единицы. На выходной шине 16 при t 2T- Г формируется положительный фронт выходного импульса, который действует до момента t = 2Т.

При 1 = 2Т выходной импульс U фор9 мирователя 9 импульсов сброса вызывает замыкание управляемого ключа

11 и установление интегратора 7 в состояние U7(2T) = О. пороговый элемент 13 при этом возвращается г исходное состояние U о = О и, следовательно, при t = 2T формируется отрицательный фронт второго выходного импульса Пд, Во втором такте выходное напряжение U интегратора 8 не достигает уровня йереключения порогового элемента 14 и в момент t 2T достигает значения Ug(2T) = -K8UyT Далее процесс периодически повторяется г

Таким образом, на выходной шине

16 действует последовательность импульсов с периодом следования Т и длительностью, зависящей от управляющего напряжения.

Для определения статической харак теристики широтно †импульсно преобразователя выразим из (3) значение длительности импульса t (: и получим л U(1+ К 11оТ + 2К!Т Пч (4)

Кч(0 ч

Если параметры К-,11 о, Т и U „ выбрать таким образом, чтобы выполнялось соотношение пределы изменения входного управляющего напряжения U у принять равнь и UYL н= О 1!уме,= UD и ввести новую переменную — относительное значение управляющего напряжения

1413715 Q но наличием интеграторов входного напнапряжения.

Пу

es -- ) U () Uy

U у

Uy мак

Широтно-импульсный преобразователь, содержащий первый и второй интеграторы, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго пороговых элементов, а первые входы — через первый и второй управляемые ключи с выходом источника опорного напряжения, источник управляющего напряжения, вьгход которого соединен с вторым входом первого интегратора, соединенные после.довательно генератор токовых импульсов и триггер, прямой выход которого

20 соединен с управляющим входом первого ключа, и третий и четвертый . управляемые ключи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования дли25 тельности выходных импульсов, в него дополнительно .введены два формирователя импульсов сброса и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами пороговых элементов, а выход — с выходной шиной, при этом третий уп--. равляемый ключ подключен параллельно конденсатору первого интегратора, а его управляющий вход — к выходу первого формирователя импульсов сброса, вход которого соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго управляемого ключа и через второй формирователь импульсов сброса — с управляющим входом четвертого ключа, который подключен параллельно конденсатору.второго интегратора, второй вход которого соединен с выходом источника управляющего напряжения.

О» С 2т — =1+6 у

Таким образом, длительность выходных импульсов регулируется в преде"лах от С О при О = 0 до Г = 1 при

4 у

Оу = 1.

При Оу 0 положительные фронты выходных импульсов формируются в моменты, соответствующие окончаниям тактов, и длительность этих импульсов ь = О. При U> 1, т,е. при

U у U, положительные фронты выходных импульсов формируются В моменты, соответствующие началам тактов. На выходе устройства при этом действует постоянное напряжение, т.е. длительность импульсов = Т определяет естественный уровень ограничения статической характеристики преобразователя. При увеличении модуля управляющего напряжения более /UII/, т,е. при /U„/ « /U /, длительность выходных импульсов не изменяется и остается равной = Т. Работоспособность при этом не нарушается

Таким образом, введение в широтно-импульсный преобразователь первого и второго формирователей импуль-. сов сброса и двухвходового логического элемента ИЛИ позволяет расширить диапазон регулирования длительности выходных импульсов. При этом устройство имеет повьппенную помехо,защищенность при действии на входе высокочастотных помех, что обусловлеСоставитель Е.Борзов

Pедактор Н.Горват Техред Ч.Дидык Корректор Г.Решетник

Заказ 3793/56 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 то выражение (4) для длительности вы- Ф о р м у л а и з о б р е т е H и я

5 ходных импульсов примет вид: