Широтно-импульсный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 19) (1 1)5 Н 03 К 7/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР У 752779, кл, Н 03 К 7/08, 1978.Просктирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж,Грема М,: Мир, 1974, с, 446, рис, 11.12.(57)Изобретение относится к импульс11 ной технике. Цель изобретения - повышение точности и термостабильностипутем уменьшения емкости конденсато-.ра при сохранении стабильности формируемых импульсов - достигается введением в широтно-импульсный модулятортранзисторов 6 и 8 разного типа проводимости, двуполярного источника 4тока и элемента ИЛИ 10. 1 циротноимпульсный модулятор содержит такжетриггер 11, шину 12 тактовых импульсов, компаратор 13, операционный усилитель 1, резисторы 5 и 7, конденсатор 2. 1 ил,Изобретение относится к импульс.ной технике и может быть использовано в системах преобразования и передачи информации с широтно.-импульс 5ной модуляциеи.,Целью изобретения является повышение точности и термостабильностипутем уменьшения емкости конденсатора при сохранении длительности формируемых импульсов.На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсногомодулятора,Широтно-импульсный модулятор содержит операционный усилитель 1, конденсатор 2, общую шину 3, двуполярный источник 4 тдка, резистор 5, транзистор 6, резистор 7, транзистор 8,шину 9 источника питания, элемент 20ИЛИ 10, триггер 11,шину 12 тактовых импульсов, компаратор,13, входнуюшину 14 ивыходную шину 15, при этом входнаяшина 14 соединена с первым входомкомпаратора 13, второй вход которого соединен с инвертирующим входомоперационного усилителя 1, с общейшиной 3 через конденсатор 2 и с выходом операционного усилителя 1 ипервым выводом резистора 5 через двуполярный источник 4 тока, а выход -с вторым входом триггера 11, первыйвход которого соединен с шиной 12тактовых импульсов, а выход - с неинвертирующим входом операционногсусилителя 1 и первым входом элементаИЛИ 10, выход которого соединен с выходной шиной 15, а второй вход - сколлектором транзистора 8 первого типа проводимости, эмиттер которого соеринен с шиной 9 источника питания, абаза через резистор 7 - с коллектором транзистора 6 второго типа проводимости, база которого соединенас общей шиной 3, а эмиттер - с вторым выводом резистора 5,Триггер 11 должен срабатывать попереднему фронту поступающих на еговходы сигналов. Компаратор 13 обеспечивает на своем выходе уровни сигнала,50согласующйеся с уровнями входных сигналов триггера, например, 0 и +5 В.Двуполярный источник 4 тока в простейшем случае может быть выполнен на .резисторе, а элемент ИЛИ 10 - на55двух диодах,Если напряжение на выходе операционного усилителя 1 превышает пробивное напряжение эмиттерного перехода транзистора 6, то между эмиттером и общей шиной необходимо включить защитный диод в полярности, обратной диоду эмиттерного перехода. Если нижний уровень сигнала с выхода триггера 11 значительно отличается от нулевого, то между его выходом и неинвертирующим входом операционного усилителя 1 можно включить диод, а неинвертирующий вход операционного усилителя 1 соединить с общей шиной 3 через дополнительный резистор.Широтно-импульсный модулятор работает следующим. образом.Длительность импульса, поступающего на шину 12 тактовых импульсов должна быть минимально возможной, т.е, необходимой и достаточной для срабатывания триггера 11, При отсутствии входного напряжения на шине 14 и отсутствии тактового импульса на шине 12 триггер 11 находится в состоянии, при котором напряжение на его выходе близко нулю, поэтому близко нулю напряжение на выходе операционного усилителя 1 и на обкладках конденсатора 2. Транзисторы б и 8 закрыты. Компаратор 13 внутренней регулировкой устанавливается так, что при отсутствии напряжения на шине 14 напряжение на его выходе также отсутствует. При наличии напряжения Ии поступлении тактового импульса Ит на шину 12 на выходе триггера 11 устанавливается высокий потенциал. На шине 15 через элемент ИЛИ 10 формируется передний фронт выходного импульса. Положительный потенциал с выхода триггера 11 приводит к формированию положительного потенциала на выходе операционного усилителя 1, при этом через двуполярный источник 4 тока начинает заряжаться конденсатор 2. Когда напряжение на конденсаторе 2 превысит напряжение на шине 14 на выходе компаратора 13 будет сформировано положительное напряжение, от которого триггер 11 возвращается в исходное состояние и на неинвертирующем входе усилителя 1 напряжение станет равным нулю, Напряжение на конденсаторе 2 положительное, поэтому выходное напряжение усилителя 1 становится отрицательной полярности, в связи с чем изменяет знак ток с выхода источника 4 и конденсатор 2 начинает разряжаться, Одновременно с этим .отпираются транзисторы б и 8 и на коллек"ные.Формула и з обретения Составитель Е.БорзовТехред М,дидыкКорректор С,Невкун Редактор Н.Лазаренко Заказ 54 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретециям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 , 161939 торе транзистора 8 и выходной шине 15 сохраняется высокий положительный потенциал.Когда конденсатор 2 разрядится, выходное напряжение с выхода усилителя 1 станет равным нулю, транзисторы 6 и 8 закроются и на выходной шине 15 будет сформирован задний фронт выходного импульса, длительность которого будет прямо пропорциональна величине входного напряжения Ина шине 14, при этом длительность выходного импульса складывается из времен заряда и разряда конденсатора 2. Такая структура позволяет для заданных значений длительностей выходных импульсов использовать номинал конденсатора 2 в два раза меньше.В том случае, когда величина вы ходного напряжения И более некоторого значения, при котором за время между тактовыми импульсами конденсатор 2 не успеет разрядиться до нуля, то выходное напряжение на шине 5 ос танется положительным, т.е. скваж ность выходных импульсов станет равной единице. Нестабильность частоты следования ШИМ определяется лишь нестабильностью частоты генератора тактовых импульсов и может быть получена сколь угодно малой,Таким образом, введение в широтно- импульсный модулятор новых элементови связей позволяет при сохранении неизменной длительности выходных импульсов уменьшить вдвое емкость конденсатора, что, повышает точность40 и термостабильность преобразования 3 6аналоговых сигналов в широтно-импульсШиротно-импульсный модулятор, со" держащий триггер, первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а второй вход - с выходом компаратора, первый вход которого соеди" динен с входной шиной, операционный усилитель, выход которого соединен с первым выводом первого резистора, а инвертирующий вход - с первым выводом конденсатора, и второй резистор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и термо стабильности путе: уменьшения емкос" ти конденсатора при сохранении длительности формируемых импульсов, в него дополнительно введены два транзистора разного типа проводимости, двуполярный источни; тока и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, первый вход - с выходом триггера и неинвертирующим входом операционного усилителя, а второй вход - с коллектором транзистора пер.з ного типа проводимости, эмиттер которого соединен с шиной источника питания, а база через второй резистор - с коллектором транзистора втЬ- рого типа проводимости, база которого соединена с общей шиной, а эмиттер - с вторым выводом первого резистора, первый вывод которогоерез двуполярный источник тока соединен с ицвертирующим входом операцион .опго усилителя и вторым входом компаратора, при этом второй вывод конден- сатора соединен с общей шиной.