Устройство регулирования уровня сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) Н 03 С 104 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОВМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Э.П.Тарасов и С.Б.Королева (53) 62 1.316.722.9(088.8) (56) 1. Патент США Мд 3421114, кл. 332-9, 1969.2. Авторское свидетельство СССР В 344560, кл. Нф 03 Г 3/38, 1970 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные источник регулируемых сигналов, широтно-импульсный модулятор, амплитудный модулятор, выполненный на импульсном усилителе, и демодулятор, а также источник управляющих сигналов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения уровня шумов и нелинейных искажений и увеличения диапазона регулирования, широтно-импульсный модулятор выполнен в виде послеЯО 1140222 А довательно соединенных интегратора,выполненного на операционном усилителе, первого резистора, импульсногоусилителя, охваченного резистивнойцепью положительной обратной связи,выход которого через второй резистор подключен к входу операционногоусилителя интегратора, и введены двецепи, каждая из которых содержит двапоследовательно соединенных операционных усилителя, при этом вход первойцепи подключен к источнику управляющих сигналов, а вход второй цепи - квыходу первого операционного усилителя первой цепи и к шине питанияимпульсного усилителя амплитудногомодулятора, к другой шине питаниякоторого подключен выход первогооперационного усилителя второй цепи,а выходы первой и второй цепей подключены к соответствующим шинам питания импульсного усилителя широтноимпульсного модулятора.11402 30 1Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано ввысококачественной студийной аппаратуре для регулированя уровня сигналовзвуковой частоты.Известно устройство регулированияуровня сигналов, содержащее широтно-импульсный модулятор и демодулятор, выделяющий спектр, регулируемыхсигналов 1.1 ООднако в известном устройстве недостаточность крутизны импульсов затрудняет осуществление широкого диапазона регулирования и вызывает повышенные нелинейные искажения.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому. результату является устройстворегулирования уровня сигналов, содержащее последовательно соединенныеисточник регулируемого сигнала, широтно-импульсный модулятор, амплитудный модулятор, выполненный на импульсном усилителе, и демодулятор,а также источник управляющего напряжения 2 3.Однако известное устройство имеетвысокий уровень шума и нелинейныхискажений.Цель изобретения - уменьшениеуровня шумов и нелинейных искаженийи увеличение диапазона регулирования.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве регулирования уровня сигналов, содержащем последовательно соединенные источник регулируемых сигналов, широтно-импульсный модулятор, амплитудный модулятор, выполненный на импульсном усилителе,и демодулятор, а также источник уп 40равляющих сигналов, широтно-импульсный модулятор выполнен в виде последовательно соединенных интегратора,выполненного на операционном усилителе первого резистора, импульсногоусилителя, охваченного цепью реэистивной положительной обратной связи,выход которого через второй резистор подключен к входу операционногоусилителя интегратора, и введены две 0цепи, каждая иэ которых содержитдва последовательно соединенных операционных усилителя, при этом входпервой цепи подключен к источникууправляющих сигналов, а вход второй 55цепи - к выходу первого операционного усилителя первой цепи и к шинепитания импульсного усилителя ампли 22 2тудного модулятора, к другой шинепитания которого подключен выходпервого операционного усилителя второй цепи, а выходы первой и второйцепей подключены к соответствующимшинам питания импульсного усилителяширотно-импульсного модулятора.Устройство содержит источник 1регулируемого сигнала, широтно-импульсный модулятор 2, содержащийинтегратор 3, первый резистор 4, импусльный усилитель 5, резистор 6 реэистивной цепи положительной обратной связи, второй резистор 7, интегратор 3, выполненный на операционном усилителе 8, амплитудныймодулятор, выполненный на импульсном усилителе 9, демодулятор 10, источник 11 управляющих сигналов,две цепи, первая из которых содержит первый 12 и второй 13 операционные усилители, а вторая - первый 14и второй 15 операционные усилители.Устройство работает следующимобразом.На выходе, импульсного усилителя 5 формируется последовательностьимпульсов, ширина которых зависитот модулирующих сигналов на входе,Амплитуда этих импульсов определяется разностью потенциалов междувыходами операционных усилителей13 и 15. Полученные импульсы окончательно формируются в импульсном усилителе 9, где их амплитуда определяется разностью потенциалов между выходами операционных усилителей 12и 14,На выходе демодулятора 10 выделяется спектр регулируемых сигналов, подаваемых на вход интеграто.ра 3 от источника 1 регулируемых сигналов,Каждый из операционных усилителей 12-15 работает с параллельнойотрицательной обратной связью, обеспечиваемой включением . соответствующих резисторов.Интегратор 3 с импульсным усилителем 5 и операционные усилители 13 и 15 образуют первый модулятор, в котором импульсы модулируются по ширине (в зависимости от регулируемых сигналов) и по амплитуде (в зависимости от управляющих сигналов).Импульсный усилитель 9 вместе с операционными усилителями 12 и 14 составляет второй модулятор, в ко.филвел ППП патент", г. Ужгород,ул.Проектыаа 4 3 11402 тором импульсы модулируются по амплитуде в зависимости от управляющих сигналов, причем амплитуда импульсов здесь не зависит от амплитуды импульсов на выходе первого мо 5 дуля тора .Управляющие сигналы формируются в виде напряжения постоянного тока. При максимальном управляющем напряжении, подаваемом с источника 11 управляющих сигналов, между выходами операционных усилителей 12 и 14 оказывается максимальная разность потенциалов, поэтому максимальна и амплитуда импульсов на выходе второго модулятора, что соответствует большему выходному напряжению демодулятора 10. При этом разность потенциалов между выходами операционных усилителей 13 и 15 оказывается меньшей, чтосоответствует меньшей амплитуде импульсов на выходе первого модулятора.Так как первый модулятор охвачен глубокой отрицательной обратной связью по напряжению, стабилизирующей среднее значение его,выходного напряжения при неизменном входном регулируемом сигнале, то уменьшению амплитуды импульсов на выходе импульсного усилителя 5 соответствует увеличению их эквивалентной ширины, т.е. увеличению индекса модуляции ширины импульсов в первом модуляторе, В результате этого соответственно увеличивается эквивалентная ширина импульсов на выходе второго модулятора и напряжение на выходе демодулятора 10.Таким образом, при неизменных входных регулирующих сигналах и макси 40 мальном управляющем сигнале максимальному выходному напряжению демодулятора 10 соответствуют максимальная амплитуда импульсов, определяемая вторым модулятором и максималь 45 ная эквивалентная ширина импульсов, определяемая первым модулятором.Наоборот, минимальному выходному напряЖению демодулятора 1 О соответствует при наименьшем управляющем напряжении минимальная амплитуда импульсов, оп" ределяемая вторым модулятором, и минимальная эквивалентная ширина импульсов, определяемая первым модулятором. В результате диапазон регулирования уровня сигналов увеличи" вается во столько раз, во сколько управляется ампли .уда импульсов на выходе первого модулятора, т.е, на выходе импульсного усилителя 5.При уменьшении управляющего напряжения и соответствующем увеличении амплитуды импульсов в первом модуляторе уменьшается индекс модуляции ширины импульсов. Это эквивалентно уменьшению усиления первого модулятора для регулируемых сигналов, так как приводит к снижению эквивалентной ширины импульсов во втором модуляторе, не влияя на амплитуду этих импульсов. В результате на выходе демодулятора 10 снижается уровень шума, определяемый источником регулируемых сигналов и первым мо-. дулятором во столько раз, во сколько управляется амплитуда импульсов в первом модуляторе.С уменьшением индекса модуляции ширины импульсов снижаются также и нелинейные искажения в первом модуляторе (меньше проявляется нелинейность интегратора 3, как и при уменьшении входных регулируемых сигналов) и во втором модуляторе, где меньше проявляется искажение формы .прямоугольных импульсов, как и при уменьшении входных регулируемых сигналов, также вызывающем снижение индекса модуляции ширины импульсов.Эффективность использования предлагаемого устройства, например в звукотехнической студийной аппаратуре определяется улучшением качественных параметров амплитуды, а также расширением возможностей использования средств автоматического управления, способствующего повыщению производительности труда звукооператоров и увеличению загрузки оборудования.