Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитания. Широтно-импульсный модулятор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент обнуления 4, интегрирующее звено 5. Введение пропорционального звена 6 и новых функциональных связей позволяет повысить линейность модуляционной характеристики и увеличить диапазон изменения коэффициента заполнения выходного сигнала. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4430382/24-21 (22) 27.05.88 (46) 15.12.90. Бюл. ¹ 46 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) А.П. Мишачев, А,В. Романов и А.И. Бардин (53) 621.376.5 (088.8) (56) Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник /Под ред.

Г.С. Найвельта и др., 1985, рис, 10.15-10.17.

Авторское свидетельство СССР № 489213, кл. Н 03 К 7/08, 1974.

„„Я2„„1614109 А1 (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитания.

Широтно-импульсный модулятор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент обнуления 4, интегрирующее звено 5. Ввведение пропорционального звена 6 и новых функциональных связей позволяет повысить линейность модуляционной характеристики и увеличить, диапазон изменения коэффициента заполнения выходНого сигнала. 1 з.п.ô-п, 3 ил.

1614109

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитания, Цель изобретения — повышение линейности модуляционной характеристики и увеличение диапвзона изменения коэффициента заполнения выходного сигнала, На фиг.1 приведена функциональная схема широтно-импульсного модулятора; на фиг,2 — временные диаграммы его работы; на фиг,3 — пример конкретной реализации широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент 4 обнуления, интегрирующее звено 5, пропорциональное звено 6, при этом входы пропорционального б и интегрирующего 5 звеньев соединены с входной шиной, их выходы — с суммирующими входами порогового элемента 3, вход обнуления интегрирующего звена 5 — с выходом элемента 4 обнуления, вход которого соединен с одним из выходов триггера 2, другой выход которого соединен с выходной шиной устройства, первый вход — с выходом задающего генератора 1, второй вход — с выходом порогового элемента 3, Пропорциональное б и интегрирующее

5 звенья могут быть выполнены из соединенных последовательно управляемого источника 7 тока, резистора 8 и конденсатора

9, которые включены между шиной источника питания и общей шиной, при этом управляющий вход упраляемого источника 7 тока соединен с входной шиной, а триггер 2 и пороговый элемент 3 могут быть выполнены в виде D-триггера на МОП-структуре, D-вход которого соединен с шиной источника питания, С-вход — с выходом задающего генератора 1, R-вход — с объединенными выводами управляемого источника 7 тока и резистора

8, один из выходов — с выходной шиной, другой выход — с входом элемента 4 обнуления, выход которого соединен с объединенными выводами резистора 8 и конденсатора

9. Элемент 4 обнуления может быть выполнен на основе транзисторного ключа или логического инвертора с открытым коллектором, а задающий генератор t — например, на основе мультивибратора.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом, Импульсы задающего генератора 1 (щ), поступают на первый вход триггера 2 (Свход 0-триггера) и устанавливают его в единичное состояние при условии отсутствия сигнала на втором входе, т.е. разряженном конденсаторе интегрирующего звена 5 и напряжении на R-входе D-триггера 2, мень40

50 окончании выходного импульса, т,е. при в»к=О, элемент 4 обнуления осуществляет сброс интегрирующего звена 5.

Поскольку вход $ не используется, то роль триггера 2 может выполнять тактируемый D-триггер с установкой нуля (OR-триггер) или другое аналогичное устройство.

По переднему фронту импульса задающего генератора 1 на выходе 0 триггера 2 устанавливается сигнал "1", так как 0-вход соединен с шиной питания, если напряжение на входе порогового элемента 3 не превышает напряжения внутреннего порога (опор), в данном случае равного половиненапряжения питания. На выходе триггера 2 устанавливается сигнал "0" в момент сравнения входного сигнала порогового элемента 3 со значением впар.

Выполнение триггера 2 на МОП-структурах позволяет повысить уровень порогошем порогового напряжения, при котором триггер 2 устанавливается в нулевое состояние rio R-входу, либо находящемся в начальном состоянии отдельно выполненном

5 пороговом элементе 3. На втором входетриггера 2 сигнал появляется в те моменты времени, когда напряжение на входе порогового элемента 3 (u«,з), возрастая, сравнивается со значением порога (unop). Напряжение ип0р

10 является внутренним параметром порогового элемента 3 или задается извне. Сигнал на втрром входе триггера 2 переводит его в состояние и»х= О, Таким образом, длительность выходного импульса триггера 2

15 определяется разницей во времени появления сигналов на его входах, Начало определяется началом импульса задающего генератора 1 (01), конец — моментом переключения порогового элемента 3 (фиг.2). На вход

20 порогового элемента 3 поступает суммарное напряжение интегрирующего 5 и пропорционального б звеньев (u«.3), т.е, линейно нарастающее напряжение (интеграл от управляющего воздействия) на выходе интег25 рирующего звена 5 накладывается на напряжение, пропорциональное управляющему иу на выходе пропорционального звена 6. Таким образом, изменяется как наклон, так и уровень сигнала на входе порогового элемента 3, и

30 длительность выходных импульсов модулятора., близкая или равная нулю, может быть получена уже не при бесконечном по величине воздействии управляющего напряжения (uy 0 ), а в пределах конечного рабочего

35 диапазона, При этом модуляционная характеристика, т,е. зависимость коэффициента заполнения y(u„), становится более линейной, а коэффициент передачи при уменьшении

yдо нуля остается в заданных пределах. По

1614109

Т иу

И, 8bro напряжения, расширив диапазон входных напряжений, и устранить влияние входного сопротивления R-входа на интегрирующее и пропорциональное звенья.

Модуляционную характеристику модулятора у и коэффициент передачи К y(tg угла наклона касательной модуляционной характеристики) можно записать в следующем виде: где K> — коэффициент передачи пропорционального звена; т — постоянная времени интегрирующего звена;

Т вЂ” период повторения импульсов задающего генератора, u< — напряжение порога.

Из этих выражений следует, что при изменении у от 0 до 1 Ky., меняется в узких пределах, что и обеспечивает большую линейность модуляционной характеристики.

В модуляторе у „„„= 0 при uy = uo/К>, uoт уикка = 1 ири Uy — . Таким обрат+к х зом, полный диапазон у. получается в пределах конечного диапазона иу, величина которого определяется соответствующим выбором параметров К>, т и др.

Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет повысить линейность модуляционной характеристики и увеличить диапазон изменения коэффициента заполнения выходного сигнала.

Формула изобретения

1. Широтно-импульсный модулятор, содержащий триггер, первый выход которого соединен с выходной шиной, первый вход—

5 с выходом задающего генератора, а второй вход — с выходом порогового элемента, интегрирующее звено, вход обнуления которого соединен с выходом элемента обнуления, вход которого соединен с вторым выходом

10 триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности модуляционной характеристики и увеличения диапазона изменения коэффициента заполнения выходного сигнала, в него введено пропор15 циональное звено, вход которого соединен с входной шиной и входом интегрирующего звена, а выход — с суммирующим входом порогового элемента, при этом выход интегрирующего звена также соединен с сумми20 рующим входом порогового элемента.

2. Модулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, пороговый элемент и триггер выполнен из D-триггера на МОП-структурах, 0-вход

25 которого соединен с шиной питания, Свход — с выходом задающего генератора, а интегрирующее и пропорциональное звенья выполнены из соединенных последовательно управляемого источника тока, ра30 зистора и конденсатора, включенных между . шинами источника питания и общей, при этом вход управляемого источника тока соединен с входной шиной, объединенные выводы управляемого источника тока и

35 резистора — с R-входом 0-триггера на МОПструктурах, один выход которого соединен с выходной шиной, другой выход — с входом элемента обнуления, выход которого соединен с объединенными выводами резистора

40 и конденсатора.

1614109

Составитель Е.Борзов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3898 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101