Широтно-импульсный модулятор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(И М. Кп. Н 03 К 7/08 сприсоединением заявки йоГосударственный комитет. СССР по делам изобретений н открытий.54(088.8) Дата опубликования описания 070183 В.У. Кизилов и В,М. Максймрв 4( 1 Харьковский ордена Ленина политехнйЪмкцй"-институт им, В.И. Ленина Ъъ р(71 Заявитель,(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР Изобретение относится к импульс, ной технике и может быть использовано в различных измерительных и управляющих устройствах для преобразования постоянных и медленноменяющихся сигналов в несколько гальванически изолированных разнополярных широтно-модулированных сигналов,среднее значение которых пропорционально входному сигналу.Известен широтно-импульсный модулятор., содержащий два операционных усилителя, трансформатор и резисторы 1).Недостатком известного модулятора является его сложность.Наиболее близким по технической сущйости к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор, со держащий трансформатор, резисторы и операционный усилитель2 1.Недостатком этого модулятора является узкий динамический диапазон преобразуемого сигнала из-за сильного влияния сопротивлениЯ нагрузок на коэффициент модуляции импульсов по широте.Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразуемого сигнала.30 Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсном 1 модуляторе содержащем трансформатор, пер- вичная обмотка которого соединена с источником входного сигнала, и операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый ре" зистор соединен с общей шиной, неинвертирующий вход соединен с первым выводом второго резистора, а выход -. с первым выводом третьего резистора, вторичная обмотка трансформатора включена между общей шиной и неинвертирующим входом операционного усилителявыход которого соединен с вторым выводом второго резистора, а инвертирующий входс вторым выводом третьего резистора.На чертеже представлена принципиальная схема широтно-импульсного модулятора.Устройство содержит операционный усилитель 1 и трансформатор 2, первичная обмотка 3 которого соединена с источником входного сигнала, а вторичная обмотка 4 включена между общей шиной и неинвертирующим вхо-. дом операционного усилителя 1, выход которого соединен через резистор 5 с неинвертирующим входом, а черезрезистор 6 с инвертирующим входом,который через резистор 7, соединенс общей шиной; вторичная обмотка 8трансформатбра 2 служит для получения гальваннчески изолированного выходного сигнала.5Устройство работает следующимобразом,При включении питания усилитель 1переходит в состояние насыщения, приэтом на инвертирующем входе через 10делитель из резисторов 6 и 7 устанавливается опорное напряжение.На первичную обмотку 3 трансформатора 2 подключают входной сигнал.Токи, протекающие через первичную 153 и вторичную 4 обмотки, создают магнитные поля, которые, воздействуя насердечник трансформатора, изменяютего магнитное состояние. В начальный момент ток, протекающий через 20вторичную обмотку 4 (а следовательно,и через резистор 5), сравнительномал и поэтому падение напряженияна резисторе 5 небольшое, из-за чего на неинвертирующем входе усилителя 1 напряжение немного меньше, чемнапряжение на выходе, но значительнобольше опорного напряжения на егоинвертирующем входе.По мере изменения магнитного состояния сердечника ток во вторичнойобмотке 4 растет и в момент достижения сердечником состояния глубокого насыщения ток быстро возрастаетнастолько, что в результате резкогопадения напряжения на резисторе 5напряжение, поступающее на неинвертирующий вход, снижается до значений, меньших чем опорное напряжение. При этом операционный усилитель1 практически мгновенно меняет полярОнс:ть своего напряжения насыщения,т.е, полярность выходного сигнала.Одновременно с этим меняет свой знакопорное напряжение на инвертирующемвходе, В результате этого начинается новый цикл перемагничивания,Длительность перемагничиванияпри прочих равных условиях определяется суммарной напряженностью магнитных полей, создаваемых токами в 50первичной и вторичной обмотках трансформатора. Так как смена цикла перемагничивания происходит в моментизменения полярности на выходе операционного усилителя без смены пслярности управляющего сигнала, напряженности магнитных полей, создаваемые первичной и вторичной обмотками, в одном цикле складываются,а в противоположном - вычитаются, В соответствии с этим и времена перемагничивания определяющие длительности импульсов разной полярности, не равны друг другу, а среднее значение выходного сигнала пропорционально величине управляющего сигнала.Соединение инвертирукццего входа операционного усилителя с его выходом через третий резистор и неинвертирующего входа с общей шиной через вторичную обмотку трансформатора обеспечивает возможность применения малых, близких к нулю значений опорного напряжения, поступление на неинвертирующий вход операционного усилителя напряжения, изменяющегося в процессе перемагничивания сердвчника, и возможность получения больших, близких к насыщению напряжений в начале цикла перемагничивания, уменьшающихся к концу цикла перемагничивания до значений, меньших чем опорное напряжение.Все это в совокупности позволяет в значительнойстепени уменьшить влияние нагрузки и токов намагничивания на диапазон модуляции и за счет этого значительно его расширить.формула изобретенияШиротно-импульсный модулятор, содержащий трансформатор, первичнаяобмотка которого соединена с источ-ником входного сигнала, и операционный усилитель, инвертирующий входкоторого через первый резистор соединен с общей шиной, неинвертирующий вход соединен с первым выводомвторого резистора, а выход - с первым выводом третьего резистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения динамического диапазона преобразования, вторичнаяобмотка трансформатора включена между общей шиной и неинвертирующим вхо.дом операционного усилителя, выходкоторого соединенс вторым выводомвторого резистора, а инвертирующийвход - с вторым выводом третьего.резистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 754665, кл. Н 03 К 7/08, 03,08.78,2. Авторское свидетельство СССРР 801240, кл. Н 03 К 7/08, 05.04.791003329Составитель Е. Борзов. Редактор В. Петращ Техред О,Неце Корректор Г. Огар Заказ 1589/45 Тирам 934 Поютисное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений И открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4