Импульсный модулятор с частичнымразрядом накопителя энергии

 

(72) Автори изобретения

С. Н. Засосов и Р. С. Табачник

1 с (73) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР С ЧАСТИЧНЫМ

РАЗРЯДОМ НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к импульсным передающим устройствам, и может быть испольэо4 вано для возбуждения генераторных высокочастотных приборов импульсных радиопередатчиков.

Известен импульсный модулятор с частичным разрядом накопительной емкости, содержащий источник питания, накопительный конденсатор, электронный коммута10 тор, нагрузку, зарядно-ограничительную цепь, подключенный к входу коммутатора подмадулятор, управляемый импульсами задающего генератора, и систему автоматического регулирования $1$.

Недостатком известного модулятора является низкая стабильность импульсного тока: нагрузки при воздействии дестабилизирующих фактсров.

Известен также импульсный модулятор, содержащий источник нестабилизиро-Ввнного постоянного напряжения, зарядный резистор, коммутатор, накопительный конденсагор, нагрузку и устройство, моделирующее процесс заряда, представляющее собой реле времени с экспоненциальной зависимостью выдержки времени от величины питающего напряжения, при этом вход моделирующего устройства под ключен к источнику нестыбилиэированного напряжения, а выход — к управляющим электродам коммутирующего элемента(Д.

Однако известный модулятор несмотря на наличие стабилизирующих и регулирующих устройств, при воздействии дестабилизирующих факторов и изменении временных параметров импульсного процесса не обеспечивает достаточно высокой стабильности импульсного электрического режима нагрузки. Это обусловлено тем, что в данном модуляторе система автома i ического регулирования управляет амплитудой выходного импульса не непосредственно, а косвенно,. воздействуя на такой параметр, как величина заряда на- копителя.

К)

35

3 80

Цель изобретения — повышение стабильности импульсного тока нагрузки.

Поставленная цель достигается за счет того, что в импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя энергии содержащий источник питания, к которому подключен а зарядя о-ограничительная цепь, состоящая иэ последовательно соединенных зарядных резистора, конденса-, ! тора и шунтируюшего резистора, коммутатор, включенный между входом зарядного конденсатора и минусовой шиной источника питания, задающий генераторимпульсов, подключенный к первому входу подмодулятора, первый; выход которого через разделительный конденсатор соединен с обьединенным выводом резистора смещения и управляющего электрода коммутатора, а второй — с минусовой шиной источника питания, нагрузку, включенную между выходом накопительного .конденсатора и обшей шиной, введены эталонный резистор в цепь обратной связи, состоящую из последовательно соедийенных стабилитрона, импульсного усилителя и пикового детектора, при этом эталонный резистор подключен между минусовой шиной источника питанйя и обшей шиной, вход цепи обратной связи подклю чен к минусовой шине источника питания, а выход - ко второму входу п )дмодулятора.

На чертеже приведен импульсный модулятор, функциональная схема.

Импульсный модулятор содержит источник 1 питания, к которому подключена заряди о-ограничительная цепь, состоящая: из последовательно соединенных зарядных резистора 2, конденсатора 3 и шунтируюшего резис ора 4, коммутатор 5, включенный между входом зарядного конденсатора и минусовой шиной источника питания, задающий генератор 6 импульсов, подключенный к первому входу подмодуля тора 7, первый выход которого через разделительный конденсатор 8 соединен с объединенным выводом резистора 9 смешения и управляющего электрода коммутатора, а второй - с минусовой шиной источника питания, нагрузку 10, включенную между выходом накопительного конденсатора и общей шиной, эталонный резистор 11, включенный между минусовой шиной источника питания и обшей шиной, цепь 12 обратной связи, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 13, импульсного усилителя 14 и пикового детектора 15, подключенную входом к минусовой шине источника питания, 1238 4 а выходом — ко второму входу подмодулятора.

Импульсный модулятор работает следующим образом.

При любом изменении импульсного тока нагрузки, обусловленном воздействием дестабилизирующих факторов, меняется уровень сигнала на входах коммутатора и усилителя, вызывая изменение в соответствующем направлении напряжения на выходе пикового детектора (сигнал обратной связи}, воздействие которого на вход подмодулятора компенсирует уход тока поддерживая его величину

15 на заданном постоянном уровне.

Для схемы справедливы следующие уравнения:

:4ч = 4с - мФи)

"м О" + м

2О Q ЬХ ay= о -(к) -Uag) где . ) — ток коммутатора;

3 — ток нагрузки (магнетрона);

Π— напряжение нагрузки

25 Я,,„ - сопротйвление резистора 6, шунтируюшего магнетрон:

О)) — пороговое напряжение магнетрона — динамическое сопротивление магнетрона; — коэффициент передачи четырехполюсника, включающего подмодулятор и коммутатор, Ug — действующий сигнал на входе подмодулятора;

U0 — амплитуда выходного сигнала задающего генератора

- сопротивление эталонного резистора 11; у — коэффициент усиления импульсного усилителя 14; — коэффициент передачи пикового детектора 15;

Ц - потенциал стабилизации стаби45 литрона 13 (уровень ограничения амплитудного дискриминатора) °

Учитывая, что Rp,<< >m g P ",Кр) 1, получим, решая систему приведенных уравнений, где ТКН вЂ” температурный коэффициент напряжения стабилитрона;

5 80

ТКС вЂ” температурный ксвффициент сопротивления эталонного резистора;

ht0 — диапазон температур окружающей среды.

Выбором типов резистора и стабилитрона при достаточно большом коэффициенте усиления импульсного усилителя можно достигнуть стабильности тока нагрузки, исчисляемой сотыми долями процента на градус.

Импульсы запуска усиливаются подмодулятором 7 и поступают через разделительный конденсатор 8 на вход коммутатора, отпирая его. Резистор 8 служит для подачи напряжения смещения на управляющий электрод коммутатора. Ток нагрузки Л1,, составляющий основную долю анодного тока отпертого коммутатора Ъд и пропорциональный апамплитуде сигнала на управляющем электроде коммутатора (a также величине действующего сигнала на входе подмодулятора

U>, т.е, равный С;Ц0 протекает через эталонный резистор 11, создавая на нем импульсы напряжения амплитудой 11 .

Стабилитрон 13 ограничивает импульсы до величины (3 7 -U<+ ). Этот разностный сигнал усиливается импульсным усилителем 14 до величины аД Р. - Цад) и выпрямляется пиковым детектором 15 до напряжения (g p(Д К-Оц1,) .

Это напряжение в качестве сигнала отрицательной обратной связи подается вместе с запускающими импульсами на вход подмодулятора. При этом действующий сигнал на входе подмодулятора равен: g ц,-

Таким образом, И а 11 а ВУ ЬО "РР1Р о Я

Цу Ор

1 1 К Я, > отктав (nps KP»)j » =(TKH-TKC) Ь

При достаточно большем K стабильность тока нагрузки Определяется лишь температурной стабильностью прецизионных элементов — эталонного резистора 11 и стабилитрона 13.

Стабилизация импульсного электрического режима нагрузки обусловлена действием системы автоматического (компенсационного) регулирования. При любых

55 измерениях импульсного тока нагрузки, вызванных воздействием дестабилизирующих факторов, например, изменением амплитуды выходного сигнала задающего генератора, меняется амплитуда напряжения на эталонном резисторе 11, а следовательно, входной и выходной сигналы цепи 12 обратной связи и амплитуда управляющего импульса на сетке коммутатора, возвращая ток нагрузки к прежнему уровню, определяются величиной L4gp, К .

B паузах между импульсами подэаряд конденсатора 3 осуществляется по цепи: плюсовая шина источника питания — заряд-, ный резистор 2 — зарядовый конденсатор

3 — шунтирующий резистор 4 — минусовая шина источника питания.

Предлагаемый модулятор отличается воэможностью получения в нем сколь угодно высокой стабильности импульсного тока нагрузки при воздействии электрических и климатических дестабилизирующих факторов, а также упрощением схемы, Кроме того, непосредственное стабилизирование импульсного тока нагрузки системой автоматического регулирования исключает все дестабилизирующие факторы, поскольку входной управляющей феИи чиной системы является именйо стабилизируемый импульсный ток нагрузки. Уровень и нестабильность тока определяются параметрами двух радиоэлементов, которые могут быть выполнены прецизионными, Формула изобретения

Импульсный модулятор с частичным

"с.. разрядом накопителя энергии, соЪйржащий источник питания, к которому подключена заряцно-ограничительная цепь, состоящая из последовательно соединенных заряа1ых резистора, конденсатора и шунтирующего резистора, коммутатор, включенный между входом зарядного конденсатора и минусОвой шинОй источника питания задающий генератор импульсов, подключенный к первому входу подмодулятора, первый выход которого через разделительный конденсатор соединен с объединенным выводом резистора смещения и управлякнпего электрода коммутатора1а второй — с минусовой шиной источника питания, нагрузку, включенную между вью одомм накопительного конденсатора и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности импульсного тока нагрузки, в него введены эталонный резистор и цепь обратной связи, состоящую из последовательно со8

Источники информации, инятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

600712, кл. Н 03 К 7/02, опублик.

7.04.78.

2. Авторское свидетельство СССР

627568, кл. Н 03 К 3/53, опублик.

5.10,78 (прототип).

7 801238 единенных стабилитрона, импульсного уси- лителя и пикового детектора, при этом fIP эталонный резистор подключен между минусовой шиной источника питания и об- Ж шей шиной, вход цеци обратной связи подключен к минусовой шине источника питания, а выход — ко второму входу подмо- J4 дулятсра. 0

Составитель I1. Ходырев

Редактор Л. Пчелниокая Техред М. Лоя Корректор Л. Иван В ФФВ

Закаэ 10455/77 . Тираж 999 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4