Широтно-импульсный модулятор
ОЛИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.03.73 (21) 1891741/26-21 с присоединением заявки № (32) Приоритет Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38 (51) М. Кл. Н 03k 7/08 Государственный комитет Совета Министров СССР (53) УДК 621.376.54 (088.8) по делам изобретений И открытий Дата опубликования описания 1б.01.76 (72) Лвторы изобретения М. Г. Беядовский и Л. М. Яковлев (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЪ|И МОДУЛЯТОР Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования. Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий выполненные на операционных усилителях два компаратора, выходы которых подключены к двум входам триггера, усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, а выход — к неинвертирующему входу, первого компаратора, причем одна из обкладок конденсатора, включенного между входами второго компаратора и шунтированного транзистором, база которого подсоединена к выходу второго компаратора, подключена к источнику постоянного тока. Однако известный широтно-импульсный модулятор обладает нестабильностью скважности выходных импульсов при изменении напряжения и температуры. Целью изобретения является стабилизация скважности выходных импульсов при изменении напряжения и температуры. В предлагаемый широтно-импульсный модулятор введен дополнительный ключевой элемент, включенный между выходом источника постоянного тока и неинвертирующим входом усилителя, причем вход управления дополнительного ключевого элемента подсоединен к выходу триггера, а инвертирующие входы обоих компараторов объединены. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема описываемого модулятора. Широтно-импульсный модулятор содержи г два компаратора, выполненных на операционных усилителях 1 и 2, выходы которых подключены к двум входам триггера 3, усилитель 4, инвертирующий вход которого подключен к выходу источника входного сигнала (входная клемма 5), а выход — к неинвертирующему входу компаратора на усилителе 1. Одна из обкладок конденсатора б, шунтированного транзистором 7, подключена к источнику постоянного тока (клемма 8). 15 На транзисторах 9 и 10 собран ключевой элемент. Вход управления ключевого элемента подсоединен к выходу триггера 3. Инвертирующие входы усилителей 1 и 2 объединены. Работает широтно-импульсный модулятор 20 следующим образом. На входную клемму 5 подается постоянное напряжение отрицательной полярности. В исходном состоянии напряжение на выходе операционного усилителя 2 положительно, транзисторы 11 и 12 открыты, 25 а к неинвертирующему входу усилителя 2 приложено положительное напряжение, величина которого определяется соотношением резисторов 13 и 14. На выходе 15 потенциал равен нулю, транзисторы 9 и 10 закрыты, а ЗО напряжение,на выходе операционного усили488338 55 теля 1 положительно и определяется величиной входного напряжения отрицательной полярности, подаваемого на клемму 5. Напря?кение на конденсаторе 6 начинает расти по экспоненциальному закону, При достижении на нем напря?кения большего, чем напряжение, подаваемое на неинвертирующий вход операционного усилителя 1, на выходе, которого скачком изменяется полярность напряжения, триггер 3 изменяет состояние на обратное. При этом транзисторы 9 и 10 открываются, на неинвертирующий вход операционного усилителя 4 подается положительное напряжение, величина которого определяется соотношением резисторов 16 и 17. Напряжение на резисторе 17 выбирается такой величины, чтобы при включении транзистора 9 на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 напряжение было бы выше напряжения, падающего на резисторе 14. После того как транзистор 9 открылся, напряжение на выходе усилителя 1 снова становится положительным и удерживается в этом состоянии до тех пор, пока триггер 3 не изменит своего состояния на обратное. Процесс заряда конденсатора 6 продолжается. Возвращение операционного усилителя 1 в исходное состояние после того, как произошло сравнение, осуществляется для того, чтобы не шунтировать конденсатор 6 открытым переходом база-эмиттер входного транзистора инвертирующего входа усилителя 1, что привела бы к изменению угла наклона пилообразного напряжения на конденсаторе 6, а следовательно, и к ошибке преобразования входного напряжения в длительность импульса при различных уровнях входного сигнала. В исходном состоянии этот переход база-эмиттер заперт положительным смещением, подаваемым с выхода операционного усилителя 4 на инвертирующий вход усилителя 1 и поэтому не оказывает заметного влияния на заряд конденсатора 6. Время, за которое осуществляется сравнение напряжений на конденсаторе 6 и на входе операционного усилителя 1, не превышает 1 мксек, при этом напряжение на конденсаторе 6 .практически не изменяется. Переключающие транзисторы 9 и 10 позволяют осуществить сравнение входного напряжения, усиленного усилителем 4, с напряжением на конденсаторе 6 без заметного влияния на процесс заряда конденсатора 6. Когда напряжение на конденсаторе 6 превысит величину напряжения на резисторе 14, полярность напряжения на выходе усилителя 2 изменится на обратную, транзисторы 11 и 12 закроются, а транзистор 7 откроется, в результате чего, конденсатор 6 быстро разрядится через открытый транзистор 7. При этом на вход триггера 3 поступит отрицательный импульс, триггер 3 переключится, и транзисторы 9 и 10 закроются. Транзистор 11 включен в цепь, питающую неинвертирующий вход усилителя 2, таким образом, что .при его выключении напряжение на неннвертирующем входе усилителя 2 падает до нуля. Это необходимо для того, чтобы транзистор 7 оставался включенным на все время заряда конденсатора 6. В противном случае усилитель 2 изменил бы полярность выходного напряжения после частичного разряда конденсатора 6, когда напряжение на нем снизилось бы до величины меньшей, чем на резисторе 14. После разряда конденсатора 6 напряжение на выходе операционного усилителя 2 становится положительным, транзисторы 11 и 12 открываются, транзистор 7 закрывается, и цикл повторяется. Для преобразования входного напряжения переменного тока на неинвертирующий вход усилителя 4 подается через резистор 18 положительное смещение от источника питания, подключаемого к клемме 8. Смещение выбирается такой величины, чтобы с выхода 15 поступали прямоугольные импульсы, длительность которых была бы равна половине длительности периода при входном сигнале, равном нули> В остальном работа широтно-импульсного модулятора на переменном токе не отличается от работы на постоянном токе. Формула изобретения Широтно-импульсный модулятор, содержащий выполненные на операционных усилителях два компаратора, выходы которых подключены к двум входам триггера, усилитель, инвертирующий вход которого подключен и выходу источника входного сигнала, а выход — к неинвертирующему входу первого компаратора, причем одна из обкладок конденсатора, включенного между входами второго компаратора и шунтированного транзистором, база которого подсоединена к выходу второго компаратора, подключена к источнику постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью стабилизации скважности выходных импульсов при изменении напряжения и температуры, в него введен дополнительный ключевой элемент, включенный между выходом источника постоянного тока и неинвертирующим входом усилителя,,причем вход управления, дополнительного ключевого элемента подсоединен к выходу триггера, а инвертирующие входы обоих компараторов объединены. 488338 Составитель Ю. Еркин Техред 3. Тараненко Корректор Т. Миронова Редактор Л. Жаворонкова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3275/14 Изд. № 1889 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5
