Широтно-импульсный модулятор

 

) В. Н. Бродовский, Д. М. Морозов и В. А. ЧебоЖр . (72) Авторы изобретения

{7!) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.

Известен широтно-импульсный модуля тор, содержащий операционные усилители, резистор, датчик аналогового сигнала и компаратор (1 J, Недостатком устройства является невысокая точность преобразования аналогового сигнала в длительность импульса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является широтно импульсный модулятор, содержащий операционный усилитель, к инвертируюшему входу которого подключены конденсатор и резистор, неинвертируюший компаратор и нуль-индикатор Г23 .

Конденсатор заряжается до величины напряжения насьппения операционного усилителя. Так как положительное и отрица» тельное напряжения насыщения операционного усилителя не одинаковы по абсолют ной величине, время перезаряда конденсатора также не одинаково. Это приводит к появлению в выходном сигнале погрешности, обусловленной несимметричностью работы операционного усилителя.

Йелью изобретения является повышение точности преобразования аналогового сигнала в .длительность импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсный модулятор, со1" держащий операционный усилитель, к ин.вертируюшему входу которого подключены конденсатор и резистор обратной связи, введены два ключа и два источника эталонного напряжения, причем выход опера15 ционного усилителя подключен к входам соединенных последовательно ключей, каждый из которых соединен с соответствующим источником эталонного напряжения, объединенный вывод ключей, являющийся го выходом широтно-импульсного модулятора подключен через резистор обратной связи к инвертирующему входу операционного усилителя и непосредственно K резистор3 96 1134 ному делителю напряжения, другой вывод точник отрицательного напряжения. При которого соединен с общей шиной, а сред- достижении равенства напряжения на конний вывод — с неинвертирующим входом денсаторе 10 и на неинвертируюшем вхооперационного усилителя, инвертирующий де 8 операционного усилителя 1 происвход которого через конденсатор соеди- 5,ходит смена полярности напряжения насынен с общей шиной и через резистор — с щения на его выходе. Снова открывается входом широтно-импульсного модулятора. ключ 2, а ключ.3закрывается,,и процесс

На чертеже представлена функциональ- повторяется. Поскольку заряд и разряд ная схема широтно-импульсного модуля- конденсатора 10 происходит через иденTOPG ° 10 тичные ключи 2 и 3 от эталонных источВыход операционного усилителя 1 под- ников напряжения, на выходе модулятора ключен к входам двух соединенных последо- присутствует последовательность чередуювательно электронных ключей 2 и 3 Клю" шихся положительных и отрицательных

2 подключен к эталонному источнику по прямоугольных импульсов одинаковой дли-. ложительного напряжения (+ Е3т).а,ключ 3. 15 тельности и амплитуды. При подаче на к эталонному источнику отрицательного вход устройства аналогового сигнала отнапряжения (- E> ) ° Общая точка соеди . носительная разность длительностей ченения ключей подключена через Реэистор4 редующйхся импульсов на его выходе прообратной связи к инвертируюшему вх ду порциональна величине входного сигнала.

Относительная разность длительностей чередующихся импульсов на выходе известного устройства, при отсутствии входного сигнала, может достигать 10%.

Эта же величина в предлагаемом устройстве составляет 0,1 0,01% в зависимости от идентичности параметров zmoчей2и3, Таким образом, в предлагаемом устройстве существенно повышается точность преобразования аналогового сигнала в длительность импульсов.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

Формула изобретения

5 операционного усилителя 1, к выходу др модулятора и к делителю напряжения на резисторах 6 и 7, второй конец которого соединен с общей шиной. Объединенный вывод резисторов 6 и 7 соединен с неинвертируюшим входом 8 операционного уси-25 лителя 1. Инвертирующий вход 5 операционного усилителя 1 через резистор 9 соединен с входом широтно-импульсного модулятора и через конденсатор 10 с обшей шиной.

Пусть при подаче на схему питающего

35 напряжения Е,,», на выходе операционного усилителя 1 устанавливается положительное напряжение насыщения, открывающее ключ 2. Через открытый ключ 2 часть положительного эталонного напряжения

+ Езт, снимаемая с делителя на резисторах 6 и 7, подается на неинвертируюший вход 8 операционного усилителя 1, осуществляя положительную обратную связь и поддерживая на его выходе положитель-

45 ное напряжение насыщения, Одновременно. начинается заряд конденсатора 10 от эталонного источника положительного напряжения через открытый ключ 2 и резистор 4 обратной связи. В момент, когда напряжение на конденсаторе 10 достигает величины, равной напряжению на неинвертирующем входе 8 операционного усилители 1, напряжение насыщения на его выходе изменяет свою полярность.

При этом происходит закрывание ключа 2 и открывание ключа 3. Конденсатор 10 начинает разряжаться через резистор 4 обратной связи, открытый ключ 3 и ис«. Широтно-импульсный модулятор, содержащий операционный усилитель, к инвертируюшему входу которого подключены конденсатор и резистор обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два ключа и два источника эталонного напряжения, причем выход операционного усилителя подключен к входам соединенных последовательно ключей, каждый иэ которых соединен с соответствующим источником эталонного напряжения, объединенный вывод ключей, являющийся выходом широтно-импульсного модулятора, подключен через резистор обратной связи к инвертирующему входу операционного усилителя и непосредственно к резисторному делителю напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной, а средний вывод - с неинвертируюшим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого через конденсатор со5 961134 d единен с обшей шиной и через резистор — 1; Авторское свидетельство СССР с входом широтно-импульсного модулятора. № 523525, кл. H 03 К 7/08, 24.02.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Источники информапии, ¹ 430501, кл. Н 03 К 7/08, 10.03.72 принятые во внимание при акспертизе (прототип)., Составитель В. Егоркин

Редактор Т. Кугрышева Техред М. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 73 1 7/75 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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