Импульсный модулятор

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмческми

Реслублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<" 696596 (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 08.08. 74 (2!) 2051476/18-21 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень ¹ 41 (51)М. Кл.

Н 03 К 3/53

Гееудерстеенный кемнтет

СССР пе делен изебретений м етиритий (53) УДК 621.376. .5 (088.8) Дата опубликования описания 10.11 79 (72) Автор изобретения

Б. С. Истомин (7!) Заявитель (54) ИМПУЛЬСН61Й МОДУЛЯТОР

Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, зарядное устройство, накопитель энергии и нагрузку, со диненные последовательно и подключенные между положительным и отрицательным полюсами источника питания, коммутирующий элемент, подключенный параллельно накопителю энергии и нагрузке, генератор импульсов запуска коммутирующего элемента, подключенный к его управляющему входу, и цепь коррекции формы модулирующего импульса, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и первого вентиля, подключенную параллельно нагрузке, причем анод первого вентиля соединен с отрицательным полюсом источника питания, а его катод — с анодом второго

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема импульсного модулятора;

20 на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема импульсного модулятора, выполнен. ная согласно данному изобретению; на фиг. 3 — эпюры напряжений и токов модулятора. вентиля (1 J.

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к импульсным модуляторам с полным разрядом накопителя энергии; может быть использовано в импульсных системах различного назначения.

Данное устройство принято в качестве прототипа. Его недостаток — низкий KHQ при формировании на нагрузке трапецеидального импульса с пологим фронтом и крутым спадом. Импульс такой формы необходим для возбуждения нагрузки в виде высокостабильного высокочастотного генераторного прибора.

Цель изобретении — повьпцение КПД модулятора при формировании трапецеидального импульса.

Поставленная цель достигается тем, что катод второго вентиля подключен через резистор к месту соединения коммутирующего элемента со входом накопителя энергии. з 6965

Импульсный модулятор (фиг. 1) содержит источник питания 1, зарядное устройство 2, емкостный накопитель энергии 3 и нагрузку 4, соединенные последовательно и подключенные между положительным и отрицательным полюсами источника питания. Параллельно накопителю энергии

3 и нагрузке 4 включен коммутирующий элемент 5, управляющий вход которого соединен с генератором импульсов запуска 6. Параллельно нагрузке 4 подключена цепь коррекции формы модулирующего импульса, состоящая из последовательно соединенных конденсатора 7 и вентиля 8.

Точка соединения конденсатора с катодом вентили 8 подключена к аноду вентиля 9, катод которого через резистор 10 подключен к точке соединения коммутирующего элемента 5 с накопителем энергии 3.

Импульсный модулятор работает следую-20 щим образом.

Накопитель энергии 3 периодически заряжается от источника питания 1 через зарядное устройство 2 и нагрузку 4 и

25 полностью разряжается на нагрузку 4 через коммутирующий элемент 5 в моменты его включения импульсами запуска генератора 6.

При разряде Накопителя энергии 3 кон30 денсатор заряжается через вентиль 8 с постоянной времени, определяемой выходным сопротивлением накопителя энергии

3 и емкостью конденсатора. На нагрузке

4 формируется импульс с пологим фрон35 том. Конденсатор заряжается до момента возбуждения нагрузки 4, после которого напряжение на нем не повышается. При этом формируется плоская часть вершины импульса. После окончания разрядч накопителя энергии 3 напряжение на нагрузке

4 быстро уменьшается, и формируется . крутой спад импульса. Конденсатор, заряженный до максимального напряжения импульса, начинает разряжаться через вентиль 9 и резистор на накопитель энергии 3, передавая в него часть накопленной энергии. другая часть накопленной в конденсаторе энергии рассеивается при его разряде на резисторе. Одновременно с разрядом конденсатора на накопитель энергии 3 последний заряжается от источника питания 1 и после полного заряда вновь разряжается на нагрузку через коммутирующий элемент 5, 55

Передача энергии, запасенной в конденсаторе, в накопитель энергии 3 позволяет повысить КПЙ модулятора при формировании трапецеидального импульса.

96 4

Схема модулятора, изображенная нв фиг. 2, является примером конкретного выполнения. Она содержит источник постоянного напряжения 1, зарядное устройство 2, состоящее из зарядного дросселя 3 и зарядного диода 4, генератор запускающих импульсов 5, коммутатор 6, накопитель модулятора — линию формирования 7, возвратный диод 8, резистор 9, корректирующий конденсатор 10, зарядный диод 11 и нагрузку, например маги трон 12. Работа схемы поясняется приведенными ниже эпюрами напряжений и токов.

На фиг. 3 а изображены импульсы на выходе генератора запускающих импульсов; на фиг. 3 б — изменение напряжения на линии формирования; на фиг. 3B — изменение напряжения на нагрузке модулятора; на фиг. 3 r — изменение тока заряда и разряда емкости корректирующего конде нсатора.

Как следует иэ фиг. 3 а, к моменту прихода запускающего импульса линия формирования 7 заряжена до напряжения Q (эпюра Зб) от источника пос4Ц тоянного напряжения 1 через зарядное устройство 2.

В момент < коммутатор 6 поджигает ся импульсом U который поступает

ЬОП . на управляющую сетку последнего с генератора запускающих импульсов 5. Начинается разряд линии формирования 7 и заряд током Д (эпюра 3 r) корректиC рующего конденсатора 10 через зарядный диод 11. При этом на нагрузке формируется импульс Ц„(эпюра 3 в), крутизна переднего, фронта которого пропорциональна емкости корректирующего конденсатора

10. При достижении на корректирующем конденсаторе напряжения, равного пороговому напряжению магнетрона (момент времени й, эпюра 3 в), последний начинает генерировать.

В момент начала формирования заднего фронта модули рующего импульса (момент времени $3, эпюра 3 в) линия формирования разряжена, а напряжение на конденсаторе 10 равно рабочему напряжению магнетрона. С этого момента начинается разряд конденсатора 10 током (эпюра 3 г) и одновременный заряд линии формирования 7 через резистор 9 и диод 8.

Во время процесса, который заканчивается в момент времени 1, линия формирования заряжается до найряжения alJ„< а конденсатор 10 разряжается, энергйя возвращается в накопитель модулятора.

25

Фиг 1 Риг. 2

Д Е=

Так как после окончания импульса конденсатор 10 разряжается по! цепи не связанной с цепью нагрузки, то данный процесс не влияет на формирование заднего фронта модулирующего импульса, ко- 5 торый определяется параметрами линии формирования и величиной паразитной емкости, шунтирующей нагрузку.

Резистор 9 является ограничительным, и во время работы модулятора часть возв- 1О ращаемой энергии рассеивается в виде тепла.

Поскольку возврат энергии непериодичен, КПД данного процесса не превышает

0,5.

КПД цепи возврата энергии может быть повышен в случае разряда корректирующего конденсатора и заряда линии фор. мированйя в колебательном режиме, т. е. при применении вместо ограничительного резистора индуктивности.

Испытания данного модулятора показали, что применение цепи возврата энергии из корректирующего конденсатора в линию формирования позволяет повысить

КПД передающего устройства на 10-15%.

96 6 формула изобретения

Импульсный модулятор, содержащий источник питания, зарядное устройство, накопитель энергии и нагрузку, соединенные последовательно и подключенные между положительным и отрицательным полюсами источника питания, коммутирующий элемент, подключенный параллельно накопителю энергии и нагрузке, генератор импульсов запуска коммутирующего элемента, подключенный к его управляющему входу, и цепь коррекции формы модулирующего импульса, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и первого вентиля, подключенную параллельно нагрузке, причем анод первого вентиля соединен с отрицательным полюсом источника питания, а его катод — с анодом второго вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при формировании трапецеидального импульса, в нем катод второго вентиля подключен через резистор к месту соединения коммутирующего элемента со входом накопителя энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3119069, кл. 328-69, опубл. 21.01.64.

696596

Ьгаа /на ар т иг. Л

Составитель Н. дьякова

Редактор Б. Федотов Танкред Л. Алферова КорректорГ. Назарова

Заказ 6790/56 Тираж 1060 Подписное

ЦНИИПИ Государственною комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород. vn. Проектная, 4

11! ! (1 ! l