Широтно-импульсный модулятор

(51 ИЗОБ ОПИС ЕТЕ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ШИРОТНО-ИТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР етельство СССР К 7/08, 03.01.74,микроэлектронной им Под ред, В, Н, Яковлева. с, 254 - 256, рис.10,6(В, Г). ромышленность, 1989, В(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение динамического диапазона входных напряжений. Широтно-импульсный модулятор содержит ЙЯ-триггер 1, транзистор 3 первого типа проводимости, диод конденсатор 6, резисторы 8 и 9, Введение него дополнительно биспин генератора 2, транзистора 4 второго типа проводимости, стабилитрона 7 и резистора 10 позволяет повысить надежность устройства и расширить динамический диапазон входных напряжений благодаря более простой конструкции биспин генератора по сравнению с традиционными компараторами и простоте включения его в схему модулятора, 1 ил,40 50 Устройство работает следующим обра зом Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики,Целью изобретения является повышение надежности устройства и расширение динамического диапазона входных напряжений.На чертеже приведена принципиальная схема широтно-импульсного модулятора.Широтно-импульсный модулятор содержит ВЯ-триггер 1, биспин генератор 2, транзистор 3 первого типа проводимости, транзистор 4 второго типа проводимости, диод 5, конденсатор 6, стабилитрон 7, резистор 8 - 10, при этом эмиттер транзистора 3 через резистор 8 соединен с шиной источника питания, его база - через стабилитрон 7 - с шиной источника питания, а через резистор 10 - с общей шиной, а его коллектор - с коллектором транзистора 4, через конденсатор 6 - с общей шиной, и непосредственно с анодом диода 5, катод которого соединен с выводом подложки биспин генератора 2, вывод омического контакта которого соединен с шиной входного модулирующего напряжения, а вывод запирающего контакта - с В-входом ВЯ-триггера, Я-вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, прямой выход, - с выходной шиной, а инверсный выход - через резистор 9 с базой транзистора 4, эмиттер которого соединен с общей шиной.Триггер 1 может быть выполнен на резисторах 11 - 17, транзисторах 18 - 20 и диоде 21. Транзисторы 18 и 19 и резисторы 11 - 14 образуют симметричный насыщенный триггер, резистор 15 и диод 21 - узел установки его в единичное состояние (Я- вход), а транзистор 20 и резисторы 16 и 17- узел установки его в нулевое состояние(В-вход).Биспин генератор 2 выполнен на полупроводниковой структуре.Транзисторы 3 и 4, конденсатор 6, стабилитрон 7 и резисторы 8 - 10 образуют генератор, пиилообразного напряжения (ГПН). Стабилизатор тока на транзисторе 3, стабилитроне 7 и резисторах 8 и 10 предназначен для заряда конденсатора 6 постоянным током. Насыщенный ключ на транзисторе 4 предназначен для быстрого разряда конденсатора 6. Диод 5 исключает возможность заряда конденсатора 6 током утечки биспингенератора 2. При поступлении тактового импульса положительной полярности на Я-вход ВЯ- триггера 1 инверсный выход О последнего устанавливается в нулевое состояние, тран 20 25 30 35 зистор 4 закрывается, и начинается заряд,конденсатора 6 током стабилизатора натранзисторе 3. В это время биспин генератор 2 находится в непроводящем состоянии,поэтому через резисторы 16 и 17 протекаюттолько ток утечки и транзистор 20 закрыт(неоказывает влияние на работу устройства),Через промежуток времени, равный длительности импульса положительной полярности на прямом выходе О триггера 1,напряжение на конденсаторе 6 достигнетвеличины, при которой выполняются условия генерации биспин генератора (напряжение на выходе подложки превышает нанесколько Вольт напряжение на выводеомического контакта и ток подложки превышает определенную величину, достаточнуюдля возникновения процесса генерации вбиспин генераторе) последний генерируетимпульс положительной полярности, выделяющийся на резисторах 16 и 17, Транзистор 20 включается и устанавливает триггер1 в нулевое состояние (0=0). Транзистор 4открывается и быстро разряжает конденсатор 6, Генерация импульса биспин генератором прекращается (срывается),транзистор 20 выключается и устройство остается в таком состоянии до прихода следующего тактового импульса,Изменение сигнала на шине входногомодулирующего напряжения вызывает пропорциональное изменение длительностиимпульса на прямом выходе 0 триггера 1большим значениям напряжения модуляции соответствуют большие значения длительности импульса и наоборот).Для расширения диапазона изменениямодулирующего напряжения в сторонууменьшения необходимо обеспечить минимальное значение порога включения транзистора 20 напряжения нэ В-входе триггера1), Это достигается уменьшением сопротивления резистора.16 и выбором транзистора20 с большим значением коэффициента усиления по току (например, КТ 342 или КТ3102).Для расширения диапазона изменениямодулирующего напряжения в сторону увеличения можно в качестве стабилизаторатока применить диодную оптопару, включивфотодиод оптопары катодом к шине пита-ния и анодом к коллектору транзистора 4, асветодиод оптопары через переменный резистор - между шиной питания и общейшиной.Одним иэ важных примеров ШИМ является относительная длительность импульсов, которая определяется как отношениедлительности импульсов к периоду их следования. Для получения минимального зна1665511 Формула изобретения Составитель Е.БорзовТехред М.Моргентал Корректор 3.Лончакава Редактор Г.Гербер Заказ 2399 Тираж 466 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 чения относительной длительности импульсов необходимо обеспечить такой режим работы ШИМ, при котором максимальное напряжение на конденсаторе 6 (при минимальном значении модулирующего напряжения) незначительно превышает остаточное напряжение разряженного конденсатора 6, что может быть достигнуто включением одного или нескольких диодов в цепь разряда конденсатора 6 между коллектором транзистора 4 и точкой соединения конденсатора 6 с коллектором транзистора 3 и анодом диода 5.Переменный резистор 8 предназначен для точной установки величины тока заряда конденсатора 6. Им также можно смещать диапазон изменения относительной длительности импульсов при постоянных значениях емкости конденсатора 6 и величины модулирующего напряжения,Таким образом, введение в широтно- импульсный модулятор новых элементов и связей позволит увеличить его надежность и динамический диапазон входных модулирующих напряжений благодаря более простой конструкции биспин генератора по сравнению с традиционными компараторами и простоте включения его в схему модулятора,Широтно-импульсный модулятор, содержащий транзистор одного типа проводи мости, эмиттер которого через первыйрезистор соединен с шиной источника питания, а коллектор - с анодом диода и через конденсатор - с общей шиной, ЯЯ-триггер, Я-вход которого соединен с шиной тактовых 10 импульсов, а прямой выход - с выходнойшиной, и второй резистор; о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и расширения динамического диапазона входных напряжений, в него дополнительно 15 введены транзистор другого типа проводимости, стабилитрон, третий резистор и биспин генератор, вывод подложки которого соединен с катодом диода, вывод запирающего контакта - с В-входом ВЯ-триггера, а 20 вывод омического контакта - с шиной входного модулирующего напряжения, при этом .змиттер транзистора второго типа и роводимости соединен с общей шиной, база через второй резистор - с инверсным выходом 25 КЯ-триггера, а коллектор - с коллекторомтранзистора первого типа проводимости, база которого через третий резистор соединен с общей шиной, а через стабилитрон - с шиной источника питания.