Широтно-импульсный модулятор

(57) Изобретение может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты и импульсных источниках питания. Цель изобретения - повышение точности преобразования широтно-импульсного модулятора. Устройство содержит релейный элемент 1, клю чевой усилитель 2 и фильтр 3 нижних частот. Введение компаратора 4, интегратора 5 и амплитудного ограничителя 6 исключает влияние на период переключения модулятора изменений параметров фильтра 3 нижних частот и нагрузки. 2 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты и импульсных источниках питания.Целью изобретения является повышение точности преобразования широтно-импульсного модулятора путем исключения влияния на период переключения модулятора изменений параметров фильтра нижних частот и нагрузки.На фиг. 1 представлена функциональная схема широтно-импульсного модулятора; на фиг. 2 - пример выполнения его элементов.Широтно-импульсный модулятор содержит релейный элемент 1, ключевой усилитель 2, фильтр 3 нижних частот, компаратор 4, интегратор 5, амплитудный ограничитель 6, при этом соединены последовательно компаратор 4, интегратор 5, амплитудный ограничитель 6, релейный элемент 1, ключевой усилитель 2 и фильтр 3 нижних частот, выход которого соединен с выходной шиной и первым входом компаратора 4, второй вход которого соединен с входной шиной.Компаратор 4 предназначен для сравнения входного сигнала Б и сигнала обратной связи, поступающего на его вход с выхода фильтра 3 нижних частот, формирования по результату сравнения импульсного сигнала и может быть выполнен на дифференциальном операционном усилителе без обратной связи.Интегратор 5 и амплитудный ограничитель 6 предназначены для преобразования выходных импульсов компаратора 4 в напряжения трапецеидальной формы, амплитуда Ч которых, определяемая порогом срабатыания амплитудного ограничителя 6, несколько превышает полуширину Л петли гистерезиса релейного элемента 1. Интегра.- тор 5 и амплитудный ограничитель 6 могут быть ынолнены соответственно на КС-цепи и стречновключенных стабилитронах.Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.Входной сигнал Б поступает на вход компаратора 4, где сравнивается с сигналом обратной связи Б поступающим с выхода фильтра 3 нижних частот. По моментам раенста нулю разностного сигнала 11 р -- = 1111 м компаратор 2 переключается, формируя на входе интегратора 5 последовательность прямоугольных импульсов. Импульсы интегрируются интегратором 5 и через амплитудный ограничитель 6 в виде тра пецеидального напряжения поступают на вход релейного элемента 1, на выходе которого формируется последовательность импульсов, фронты которых задержаны относительно выходных импульсов комйаратора 4 на постоянную величину т,. Величина задержки т, определяется амплитудой Ею выходных импульсов компаратора 4, постоянной времени интегрирования т КС-цепи, атакже величиной Л порогов срабатывания релейного элемента 1 и амплитудного ограничителя 6,1.)р(Ь) = ф;(Е + 11 м);Зр(1 к) = -(Е - 11 м),(2) 30где тф - постоянная времени фильтра 3 нижних частот.При этом период переключений находится следующим образом:Б (Ь) тф 1) (6) тф(1 - Чм) (1 + 7 и)где Ч = - "- - нормированная величина входного сигнала.Таким образом, в широтно-импульсном мо.дуляторе период переключений остается постоянным при изменении параметров ФНЧ и нагрузки в широких пределах. Введение в состав широтно-импульсного модулятора дополнительных блоков и связей позволяет обеспечить в нем неизменный период пере-.ключения при изменении параметров фильтра нижних частот и нагрузки в широких пределах, что повышает точность преобразования. Это позволяет использовать широтно-импульсный модулятор в ключевых усилителях низкой частоты, поскольку изменение постоянной времени фильтра нижних д частот не приводит к дополнительным искажениям выходного сигнала, а также в импульсных источниках питания для стабилизации их нагрузочных характеристик. 40 Выходные импульсы релейного элемента1 усиливаются по мощности ключевым усилителем 2 и поступают на вход фильтра 3 нижних частот, который выделяет на нагруз ке полезные низкочастотные составляющиеимпульсной последовательности.Поскольку формирование импульсной последовательности в широтно-импульсном модуляторе осуществляется из условия равенства нулю разности входного и выходного сигналов, низкочастотные составляющие выходного сигнала, формируемого фильтром нижних частот, практически полностью повторяют входной сигнал устройства.Длительность импульсных процессов вширотно-импульсном модуляторе можно определить следующим образом.Принимая ьо внимание, что низкочастотные составляющие выходного фильтра 3 ниж них частот и соответственно сигнала обратной связи равны величине входного сиг нала 1.)м, величины разностного сигнала вмоменты переключений ключевого усилителя Ь и 1, определяются соотношениями1256188 Формула изобретения Составитель Е. Борзов Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 4835/56 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Широтно-импульсный модулятор, содержащий соединенные последовательно релейный элемент, ключевой усилитель и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходной шиной, отличающийся тем что, с целью повышения точности преобразования, в него введены соединенные последовательно компаратор, интегратор и амплитудный ограничитель, выход которого соединен с входом релейного элемента, при этом входы компаратора соединены с входной и выходной шинами устройства.