Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение динамического диапазона входных напряжений. Широтно-импульсный модулятор содержит RS-триггер 1, транзистор 3 первого типа проводимости, дитод 5, конденсатор 6, резисторы 8 и 9. Введение в него дополнительно биспин-генератора 2, транзистора 4 второго типа проводимости, стабилитрона 7 и резистора 10 позволяет повысить надежность устройства и расширить динамический диапазон входных напряжений благодаря более простой конструкции биспин-генератора по сравнению с традиционными компараторами и простоте включения его в схему модулятора. 1 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) 4688890/21 (22) 03,05.89 (46) 23.07;91. Бюл. ¹ 27 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н. Н. Михальниченко, В. Г. Красиленко, В. П. Кожемяко и О, Д. Кнаб (53) 621.376.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹489213,,кл. Н 03 К 7/08, 03.01.74, Справочник по микроэлектронной импульсной технике./Под ред. В, Н. Яковлева.—

Киев: Техника, 1983,с,254-256, рис.10.6(В, Г).

Электронная промышленность, 1989, №

8с. 3 — 5.

I (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

« . Ы, 1665511 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики. Цель изобретения— повышение надежности устройства и расширение динамического диапазона входных напряжений. Широтно-импульсный модулятор содержит RS-триггер 1, транзистор 3 первого типа проводимости, диод 5, конденсатор 6, резисторы 8 и 9. Введение в него дополнительно биспин генератора 2, транзистора 4 второго типа проводимости, стабилитрона 7 и резистора 10 позволяет повысить надежность устройства и расширить динамический диапазон входных напряжений благодаря более простой конструкции биспин генератора по сравнению с традиционными компараторами и простоте включения его в схему модулятора. 1 ил, Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, Целью изобретения является повышение надежности устройства и расширение динамического диапазона входных напряжений.

На чертеже приведена принципиальная схема широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит RS-триггер 1, биспин генератор 2, транзистор 3 первого типа проводимости, транзистор 4 второго типа проводимости, диод 5, конденсатор 6, стабилитрон 7, резистор 8 — 10, при этом эмиттер транзистора 3 через резистор 8 соединен с шиной источника питания, его база — через стабилитрон

7 — с шиной источника питания, а через резистор 10 — с общей шиной, а его коллектор — с коллектором транзистора 4, через конденсатор 6 — с общей шиной, и непосредственно с анодом диода 5, катод которого соединен с выводом подложки биспин генератора 2, вывод омического контакта которого соединен с шиной входного модулирующего напряжения, а вывод запирающего контакта — с R-входом RS-триггера, S âõîä которого соединен с шиной тактовых импульсов, прямой выход.— с выходной шиной, а инверсный выход — через резистор 9 с базой транзистора 4, эмиттер которого соединен с общей шиной.

Триггер 1 может быть выполнен на резисторах 11 — 17, транзисторах 18 — 20 и диоде 21. Транзисторы 18 и 19 и резисторы

11 — 14 образуют симметричный насыщенный триггер, резистор 15 и диод 21 — узел установки его в единичное состояние (Sвход), а транзистор 20 и резисторы 16 и 17 — узел установки его в нулевое состояние (R-вход).

Биспин генератор 2 выполнен на полупроводниковой структуре.

Транзисторы 3 и 4, конденсатор 6, стабилитрон 7 и резисторы 8 — 10 образуют генератор. пиилообразного напряжения (ГПН). Стабилизатор тока на транзисторе 3, стабилитроне 7 и резисторах 8 и 10 предназначен для заряда конденсатора 6 постоянным током. Насыщенный ключ на транзисторе

4 предназначен для быстрого разряда конденсатора 6. Диод-5 исключает возможность заряда конденсатора 6 током утечки биспин

50 генератора 2.

Устройство работает следующим обра- 55 зом

При поступлении тактового импульса положительной полярности на $-вход RSтриггера 1 инверсный выход Q последнего устанавливается в нулевое состояние, транзистор 4 закрывается, и начинается заряд, конденсатора 6 током стабилизатора на транзисторе 3. В это время биспин генератор 2 находится в непроводящем состоянии, поэтому через резисторы 16 и 17 протекают только ток утечки и транзистор 20 закрыт(не оказывает влияние на работу устройства), Через промежуток времени, равный длительности импульса положительной полярности на прямом выходе Q триггера 1, напряжение на конденсаторе 6 достигнет величины, при которой выполняются условия генерации биспин генератора (напряжение на выходе подложки превышает на несколько Вольт напряжение на выводе омического контакта и ток подложки превышает определенную величину, достаточную для возникновения процесса генерации в биспин генераторе) последний генерирует импульс положительной полярности, выделяющийся на резисторах 16 и 17, Транзистор 20 включается и устанавливает триггер

1 в нулевое состояние (Q=O). Транзистор 4 открывается и быстро разряжает конденсатор 6. Генерация импульса биспин генератором прекращается (срывается), транзистор 20 выключается и устройство остается в таком состоянии до прихода следующего тактового импульса.

Изменение сигнала на шине входного модулирующего напряжения вызывает пропорциональное изменение длительности импульса на прямом выходе Q триггера 1

{большим значениям напряжения модуляции соответствуют большие значения длительности импульса и наоборот).

Для расширения диапазона изменения модулирующего напряжения в сторону уменьшения необходимо обеспечить минимальное значение порога включения транзистора 20{напряжения.на R-входе триггера

1). Это достигается уменьшением сопротивления резистора.16 и выбором транзистора

20 с большим значением коэффициента усиления по току (например, КТ 342 или КТ

3102).

Для расширения диапазона изменения модулирующего напряжения в сторону увеличения можно в качестве стабилизатора тока применить диодную оптопару, включив фотодиод оптопары катодом к шине пита- ния и анодом к коллектору транзистора 4, а светодиод оптопары через переменный резистор — между шиной питания и общей шиной.

Одним иэ важных примеров ШИМ является относительная длительность импульсов, которая определяется как отношение длительности импульсов к периоду их следования. Для получения минимального зна1665511

Формула изобретения

Составитель Е. Борзов

Техред М.Моргентал Корректор З,Лончакава

Редактор Г.Гербер

Заказ 2399 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 чения относительной длительности импульсов необходимо обеспечить такой режим работы ШИМ, при котором максимальное напряжение на конденсаторе 6 (при минимальном значении модулирующего напряжения) незначительно превышает остаточное напряжение разряженного конденсатора 6, что может быть достигнуто включением одного или нескольких диодов в цепь разряда конденсатора 6 между коллектором транзистора 4 и точкой соединения конденсатора 6 с коллектором транзистора 3 и анодом диода 5.

Переменный резистор 8 предназначен для точной установки величины тока заряда конденсатора 6. Им также можно смещать диапазон изменения относительной дли тельности импульсов при постоянных значениях емкости конденсатора 6 и величины модулирующего напряжения.

Таким образом, введение в широтноимпульсный модулятор новых элементов и связей позволит увеличить его надежность и динамический диапазон входных модулирующих напряжений благодаря более простой конструкции биспин генератора по сравнению с традиционными компараторами и простоте включения его в схему модулятора.

Широтно-импульсный модулятор, содержащий транзистор одного типа проводи5 мости, змиттер которого через первый резистор соединен с шиной источника питания, а коллектор — с анодом диода и через конденсатор — с общей шиной, RS-триггер, S-вход которого соединен с шиной тактовых

10 импульсов, а прямой выход — с выходной шиной, и второй резистор; о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и расширения динамического диапазона входных напряжений, в него дополнительно

15 введены транзистор другого типа проводимости, стабилитрон, третий резистор и биспин генератор, вывод подложки которого соединен с катодом диода, вывод запирающего контакта — с R-входом Rs-триггера, а

20 вывод омического контакта — с шиной входного модулирующего напряжения, при этом .змиттер транзистора второго типа и роводимости соединен с общей шиной, база через второй резистор — с инверсным выходом

25 RS-триггера, а коллектор — с коллектором транзистора первого типа проводимости, ° база которого через третий резистор соединен с общей шиной, а через стабилитрон— с шиной источника питания.