Широтно-импульсный модулятор

)5 Н ЕТЕ юкин ство СССР8, 1976,ство СССР8, 1978,ЬСНЫЙ МОДУЛЯ тся к импульсной ольэовано в систегулирования и втопитания, Цель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относ технике и может быть ис мах автоматического ре ричных источников изобретения - повышение точности преобразования и расширение динамического диапазона. Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 пилообразного напряжения, динамический запоминающий элемент 3, компаратор 4, выходную шину 5, входную шину 7, Введение в него резистивного делителя 6 напряжения позволило повысить точность преобразования за счет устранения дрейфа нуля сумматора и расширить динамический диапазон за счет подключения резистивного делителя 6 напряжения между выходом динамического запоминающего элемента 3 и входом компаратора 4, 2 ил.Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в системах автоматическогорегулирования и вторичных источникахпитания,Целью изобретения является повыше. ние точности преобразования путем устранения дрейфа нуля сумматора ирасширение динамического диапазона,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема широтно-импульсного модулятора;на фиг. 2 - пример выполнения динамического запоминающего элемента,Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов,генератор 2 пилообразного напряжения,динамический запоминающий элемент 3,компаратор 4, выходную шину 5, резистивный делитель 6 напряжения, входную шину7, при этом генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 пилообразного напряжения и динамический запоминающийэлемент 3 соединены последовательно,входная шина 7 и выход динамического запоминающего элемента подключены к входам резистивного делителя 6 напряжения,выход которого соединен с первым входомкомпаратора 4, выход которого соединен свыходной шиной 5 устройства, а второйвход - с выходом генератора 2 пилообразного напряжения.Динамический запоминающий элемент3 может быть выполнен на операционномусилителе 8, двух диодах 9, 10, конденсаторе 11, операционном усилителе 12 и резисторах 13, 14, при этом неинвертирующийвход усилителя 8 соединен с входной шиной, ин ертирующий вход через диод 9 - свыходом усилителя 8, выход которого черезсоединенные последовательно диод 10 иконденсатор 11 подключен к общей шине,обьединенные выводы диода 10 и конденсатора 11 подключены к неинвертирующемувходу. усилителя 12, выход которого соединен с выходной шиной, инвертирующимвходом усилителя 12 и через резистор 13 синвертирующим входом усилителя 8. Дляповышения линейности передаточной характеристики динамического запрминающего элемента параллельно конденсатору11 может быть подключен резистор 14, величина которого подбирается при налаживании устройства.Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает тактовыеимпульсы, запускающие генератор 2. На выходе генератора 2 вырабатываются положительные пилообразные импульсы, которыепоступают на второй вход компаратора 4 и5055 5 10 15 20 25 30 35 40 45 на вход элемента 3, в котором пилообразное напряжение через усилитель 8 и диод 10 сглаживается запоминающим конденсатором 11 и обеспечивается слежание за его амплитудой, для чего степень разряда запоминающего конденсатора 11 эа период выбирается резистором 14 и усилителем 12 несколько больше, чем ожидаемое уменьшение амплитуды пилообразного напряжения в последующем такте, Напряжение с выхода элемента 3 поступает на первый вход делителя 6. При отсутствии входного напряжения на шине 7 на выходе делителя 6 вырабатывается положительное напряжение, поступающее на первый вход компаратора 4. До тех пор пока это напряжение превышает напряжение на втором входе. компаратора 4, на выходе его присутствует отрицательное напряжение. При равенстве напряжений в момент времени 10 происходит изменение полярности напряжения на выходе компаратора 4 и оно становится положительным. Таким образом на шине 5 устанавливается последовательность разнополярных импульсов. Коэффициент деления напряжения делителем 6 выбирается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к виду передаточной характеристики широтно-импульсного модулятора,При поступлении на шину 7 положительного напряжения на выходе делителя 6 напряжение увеличивается и, следовательно, на шине 5 длительность отрицательных импульсов увеличивается, а положительных, соответственно, уменьшается, При поступлении на шину 7 отрицательного напряжения, на выходе делителя 6 напряжение уменьшается и, следовательно, на шине 5 длительность отрицательных импульсов уменьшается, а положительных, соответственно, увеличивается.Погрешность преобразования входного сигнала широтно-импульсным модулятором можно записать в виде=д +А+дз+д +д 5, (1) где д 1 - погрешность генератора 1;д 2 - погрешность генератора 2;дз - погрешность элемента 3;д 4 - погрешность компаратора 4;д, - погрешность делителя 6,Момент времени тъ, определяющийдлительность разнополярных импульсов нашине 5 при отсутствии входного сигнала,находится из равенства 11 о Кд Еа =- Е + 1 - (2) Т.Наджарян Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Реда кт каз 1652 Тираж 472 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин где Кд - коэффициент деления делителя 6;Еь Е 1+1 - амплитуда пилообразного импульса соответственно предыдущего и последующего;Ц 5а = е - степень разряда запоминающего конденсатора элемента 3;Т - период следования пилообразных импульсов.Полагая Е 1 = Е 1+1, из уравнения (2) нахо- дим Так как в устройстве-прототипе напряжение с ДЗУ подается на компаратор непосредственно, а напряжение с ГПН - через суммирующий усилитель, то запишем уравнение (4) для устройства-прототипа, аналогичное уравнению (2) 20 где К- коэффициент усиления суммирующего усилителя;е - паразитное напряжение на выходесуммирующего усилителя,дима . -еЕ 1К 35 РаЗДЕЛИВ 11 о На С 1 о, И ПОНИМаЯ, ЧтО ПРИ одинаковом виде переходных характеристик широтно-импульсных модуляторов Кд К = 1, находим 40 Таким образом, погрешность дь предлагаемого устройства меньше, чем устройства-протитопа на величину - Е- .еаБПрименение в широтно-импульсном модуляторе резистивного делителя напряжения выгодно отличает предлагаемый модулятор от указанного прототипа, так как не менее чем на 20 повышается точность за счет исключения аддитивной погрешности суммирующего усилителя (исключается влияние смещения нулевого уровня суммирующего усилителя), что, в свою очередь, расширяет динамический диапазон преобразования входного сигнала за счет использования динамического запоминающего элемента с единичным коэффициентом передачи и использования полного размаха пилообразного напряжения.Формула изобретения Широтно-импульсный модулятор, содержащий компаратор, выход которого соединен с выходной шиной, и соединенные, последовательно генератор тактовых импульсов, генератор пилообразного напряжения, и динамический запоминающий элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона, в него дополнительно введен резистивный делитель напряжения, входы которого соединены соответственно с выходом динамического запоминающего элемента и входной шиной устройства, а выход - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения.