Широтно-импульсный модулятор

 

(11) 489213

Союз Советских

Социалистических

Рспублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву N.(22) Заявлено 03.01.74 21) 1987308/26-21 с присоединением заявки ¹(23) При.сритетОпубликовано 25.10.75 Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 21.01.76 (51} М. Кл.

Я 03й, 7/08

1 аеударстеенный камнтет

Совета Мнннстраа СССР ее делам нзебретеннй и аткрытнй (53) УДК 621.376.

;54 /088.8/ (72) Автор изобретения

Н. С. Голиусов (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

2 товых импульсов, а выход - к управляюшему электроду ключевого элемента.

На фиг. 1 дана приншшиальная электрическая схема модулятора, на фиг. 2 - aaaи рвмма его работы.

Широтно-импульсный модулятор содержит источник питания / на схеме не показан/, положительный полюс которого подключен к одной из обкладок конденсатора 1 времяза-! ,даюшей КС - цепи, включенного между об1шей шиной модулятора и инвертируюшим входом операционного усилителя 2, неинвертируюший вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, подключаемого ж входной клемме 3, а выход усилителя 2 ,подсоединен к одному из входов триггера 4,, другой вход которого подключен к выходу (генератора 5 тактовых импульсов, а выходк управляюшему электроду ключевого элемен:та /транзистора / 6, шунтир юшего конденсатор 1.

Вход инвертора 7 подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, а выход, еерез резистор 8 к управляюшемуэлектроply ключеього элемента 6.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в цифровых уст ройствах.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержаший источник питания, положи- Ь тельный полюс которого подключен к о ной из обкладок конденсатора времязвдаюшей RC - цепи„включенного между обшей шиной модулятора н инвертируюшим входом операционного усилителя, неинвертируюший 10

;вход которого подключен K выходу источни,ка входного сигнала, а выход - K одному из входов триггера, другой вход которого ,подсоединен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к управляюшему элект- роду ключевого элемента, шунтируюшего конденсатор времязадаюшей RC цепи.

Однако известный модулятор нестабилен в области больших сигналов.

Целью изобретения является повышение стабильности работы модулятора в области больших сигналов.

Для этого в него введен инвертор, вход которого подключен к выходу генератора так-25

Широтнс -импульсный модулятор работа.ет следуюшим образом.

С приходом проинвертированного тактового импульса /фиг. 2б/ через резистор 8 на базу ключевого элемента /транзистора/6 этот элемент открывается и разряжает времязадаюший конденсатор 1 в течение длительности, примерно равной длительности тактового импульса. Одновременно с этим тактовый импульс (фиг. 2а) устанавливает р триггер 4 в первое устойчивое состояние, и на одном его плече, являюшемся выходом 9 устройства, устанавливается высокий потенциал {фиг. 20), а на другом плече, подключенном к базе ключевого элементе 6 через резистор 1 «3— -;н изкий потенциал. В результате этого ключевой элемент /транзистор/ 6, который был открыт на время длительности тактового импульса, выключается, и конденсатор 1 заряжается через ре- И зистор 11 от источника питания, подключаемого к клемме 12.

Пока нарастаюшее напряжение на инвертируюшем входе операционного усилителя 2 меньше, чем напряжение аналогового сигна- М ла, приложенного к клемме 3 операционного усилителя 2 /фиг. 2в/, напряжение на выхс де операционного усилителя 2 имеет макси= мально высокий потенциал (фиг. 2 p,), постоянный го уровню. При наступлении равенст- @ ва напряжений на обоих входах операционного усилителя 2 напряжение на его выходе скачком меняется до минимального, при котором триггер 4 переключается во второе устойчивое состояние, в результате чего клю-М чевой элемент /транзистор/, 6 открывается, и конденсатор 1 разряжается через него, При разряде конденсатора 1 напряжение на инвертируюшем входе эперапионного усилителя 2 снижается, а на его выходе напряже- ф) ние скачком увеличивается с минимального уровня до максимального т.е. на выходе операционного усилителя 2 формируется узкий импульс, соответствуюший моменту сравнения напряжений на его входах (фиг. 2 . ).

Конденсатор 1 разряжается "ере открытый ключевой элемент /транзистор/ 6 до уровня остаточного напряжения на открытом транзисторе, и этот уровень сохраняется на ин вертируюшем входе операционного усилителя 2 до прихода следуюшего тактового импульса (фиг. 2 в).

На выходном плече триггера 4 формируется импульс, передний фронт которого сов- 55 падает " моментом прихода -.àêòîâîãî импульса, а задний фронт соответствует моменту равенства линейно- возрастаюн его напряжения на времязадаюшем ко*lgeIIcaToре 1 и напряжения аня«логового сигчала. у длительность импульсов на выходе 9 широтй6-импульсного модулятора пропорциональна уровню напряжения аналогового си нала.

Если уровень аналогового сигнала превышает максимальное значение, соответст-вуюшее длительности импульсов, равной пе. риоду следования тактовых импульсов, ра1 бота модулятора несколько отличается от описанной.

В этом случае линейно-нарастаюшее напряжение на времязадаюшем конденсаторе 1, не достигнув уровня напряжения аналогового сигнала к моменту прихода очередного тактового импульса, снижается до уровня остаточного напряжения на ключевом элементе 6 (фиг. 2 в). Это обусловлено тем, что ключевой элемент 6 открывается каждым проинвертированным тактовым импульсом и разряжает времязадаюший ко IIIellcaтор 1 в течение длительности, примерно равной длительности тактового импульса.

Так как в данном случае сравнения напряжений на входах oIIepallvoIIIIo=c> усилитсля 2 не происходит, то потенциал на выходе операционного усилителя 2 остается постоянным, равным своему максимальному значению /фиг, 2 Я./, и состояние триггера 4 не изменяется, а приход очередного тактового импульса /фиг. 2 а/ только подтверждает первое устойчивое состояние триггера 4, После окончания проинвертироваииого тактового импульса на базе клю"левого элемента (транзистора) 6 последи1 и выключается„ так как потенциал на выходе триггеpG 4, к которому подключена его база IQрез резистор 1 О, остается низким. Пос сниже ия входного напряжения ниже к«итического уровня наступает момент равенства линейно нарастаюшего-напряжения иа времязадаю1нем ковд«-.псаторс 1 II напр ж -. ния аналогового сигнала. Па Выходе спер".— ционного усилителя 2 формируется узкий по длительности импульс. устаиавл Ваюн1нй

1 второе устойчивое состояние тpI.I I ep; 4, на выходном плече ко-,îðîãî формируется

J непрерывный имгульс (фиг, 2 3), д.штс;и—

HocTb которого определяется Времене.,1, и течение которого аналоговый сиги::.;I пре шает максимальное значение, соо Dc IOTióюшее длительности имиуль "ов, равной периоду следования тактовых импул,;ов.

Непрерыв:юс:ь импульсов и;. Выхо,:;.:- «1 модулятора /отсутствие раздоляхн,".х у:.— ких импу льсов В так Говые мом« Г1 с! В, .Вм= ни /при большом уровне Входил о аиа..«:и;— вого сигнала соотв«тствует р: веис" ву д

Составитель Ю. Еркин

Texpea A. Демьянова Корректор C. Болдижар

Редактор В. Дибобес

Заказ 1161

Тираж 902

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 тельности импульсов периоду следования и мпульсов.

Предмет изобретения

Широтно-имй„льсный модулятор, содержаший источник питания, положительный полюс которого подключен к одной из обкладок конденсатора времязадаюшей КСцепи, включенного между обшей шиной модулятора и инвертируюшим входом операционного усилителя, неинвертируюший вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, а выход — к одному из входов триггера, другой вход которого подсоединен к выходу генератора такто.вых импульсов, а выход - к управляюшему электроду ключевого элемента, шунтируюш-го конденсатор времязадаюшей RCцепи,отличаюшийся тем,что, с целью повышения стабильности работы модулятора в области больших сигналов, щ в него введен инвертор, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к управляющему электроду ключевого элемента.