Широтно-импульсный модулятор

(11) 4892 ХЗ Союз Советскнк Социалистических Р спублин(61) Дополнительное к авт. свид-ву М(22) Заявлено 03.01.74 21) 1987308/26-2с присоединением заявки М(51) М, Кл,И 031 7/08 Геоудерстеенный комететСовета Мнннстрое СССоо делам нзобретеннйи отнрытнй 3) При.сритетубликовано 25.10.755 летень 39 53) УДК 621.376.) Заявител ИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР к радиотехник о в цифровых у Белью еы стабильносбольших сиДля этокоторого п астИзобретение относится е и может быть использован ст ройствах.Известен широтно-импульсный модулятор, содержаший источник питания, положи- Ь тельный полюс которого подключен к одной из обкладок конденсатора времязадаюшей ЯС - цепи включенного между обшей шиной модулятора и инвертируюшим входом операционного усилителя, неинвертируюший 10 ,вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, а выход - к одному из входов триггера, другой вход которого ,подсоединен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к управляюшему элект-Б роду ключевого элемента, шунтируюшего конденсатор времязадаюшей ЯС цепи.Однако известный модулятор нестабилен в области больших сигналов,зобретениа является повыи работы модулятора в облналов. о в него введен инвертордключен к выходу генера товых импульсов, а выход к управляюшему электроду ключевого элемента.На фиг. 1 дана приишепиальная электрическая схема модулятора, на фиг. 2 - диаграмма его работы.Широтно-импульсный модулятор содержит источник питания / на схеме не показан/, етоложительный полюс которого подключен к одной из обкладок конденсатора 1 времяза,дающей ЯС - цепи, включенного между обшей шиной модулятора и инвертируюшнм входом операционного усилителя 2, неинвертируюший вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, подключаемого ж входной клемме 3, а выход усилителя 2 ,подсоединен к одному из входов триггера 4, ,другой вход которого подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, а выходк управляюшему электроду ключевого элемента /транзистора / 6, шунтирующего кондевсатор 1.Вход инвертора 7 подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, а выход, еерез резистор 8 к управляюшемуэлектроду ключеього элемента 6.Широтнсъ-импульсный модулятор работа.ет следуюшим образом.С приходом проинвертированного тактового импульса /фиг. 2.б/ через резистор 8на базу ключевого элемента /транзистора/6этот элемент открывается и разряжает времязадаюший конденсатор 1 в течение длительности, примерно равной длительноститактового импульса. Сдновременно с этимтактовьй импульс (фиг, 2 а) устанавливает Отриггер 4 в первое устойчивое состояние,и на одном его плече, являюшемся выходом У устройства, устанавливается высокийпотенциал (фиг. 2 Ж, а на другом плече,подключенном к базе ключевого элементе 6 15через резистор 1 О - низкий потенциал. Врезультате этого ключевой элемент /транзистор/ 6, который был открыт на времядлительности тактового импульса, выключается, и конденсатор 1 заряжается через ре- Изистор 1 1 от источника питания, подключаемого к клемме 12,Пока нарастаюшее напряжение на инвертируюшем входе операционного усилителя 2меньше, чем напряжение аналогового сигна- Мла, приложенного к клемме 3 операционногоусилителя 2 /фиг. 2 в/, напряжение на выхсде операционного усилителя 2 имеет макси-.мально высокий потенциал (фиг. 2 а), постоянный го уровню. При наступлении равенст- ЗОва напряжений на обсих входах операционного усилителя 2 напряжение на егс выходескачком меняется до минимального, при котором триггер 4 переключается во второеустойчивое состояние, в результате чего клю чевой элемент /транзистор/, 6 Открывается,и конденсатор 1 разряжается через него,При разряде конденсатора 1 напряжение наинвертируюшем входе операционного усилителя 2 снижается, а на его выходе напряже- ф)ние скачком увеличивается с минимальногоуровня до максимального т.е, на выходе операционного усилителя 2 формируется узкийимпульс, соответствуюший моменту сравнения напряжений на его входах (фиг. 2 а.), фКонденсатор 1 разряжается "ере открытыйключевой элемент /транзистор/ 8 цо уровняостаточного напряжения на открытом транзисторе, и этот уровень сохраняется на инвертируюшем входе операционного усилителя 2 до прихода следующего тактового импульса (фиг. 2 в). На выходном плече триггера 4 формируется импульс, передний фронт которого сов падает с моментом прихода тактового импульса, а задний фронт соответствует моменту равенства линейно- возрастаюшего напряжения на времязадаюшем конденсаторе 1 и напряжения аналогового сигчала. у Длительность импульсов на выходе 9 широтйо-импульсного модулятора пропорциональна уровню напряжения аналогового синала,Если уровень аналогового сигнала превышает максимальное значение, соответствующее длительности импульсов, равной периоду следования тактовых импульсов, работа модулятора несколько отличается Отописанной.В этом случае линейно-нарастаюшее напряжение на времязадаюшем конденсаторе 1,не достигнув уровня напряжения аналогового сигнала к моменту прихода очередноготактового импульса, снижается до уровияостаточного напряжения на ключевом элементе 6 (фиг. 2 в). Это обусловлено тем,что ключевой элемент 6 открывается каждым проинвертированным тактовым импульсом и разряжает времязадаюшцй конденсатор 1 в течение длительности, примерноравной длительности тактового импульса.Так как в данном случае сравнения напряжений на входах операциоиного усилитсля 2 не происходит, то потенциал на выходе Операционного усилителя 2 остается г 1 Остоянным, равным своему максцмальномузначению /фиг, 2 Я,/, и состояние триг"ера 4 не изменяется, а приход очередОготактового импульса /фиг. 2 а/ только иодтверждает первое устойчивое состояниетригг ера 4,После окончания проинвертироваииоготактового импульса на базе клю евого элемента (транзистора) 6 последи й выключается так как потенциал на выходе триггера 4, к которому подключега его база через резистор 1 О, остается низким, Пос".ссниже ия входного напряжения ниже ритического уровня наступает момеит равеиства линейно нарастаюшего-напряжения иавремязадаюшем коПесаторс 1 и аиряж; - .ния аналогового сигнала, 1 а выходе спер". -ционного усилителя 2 формрустся узк;йпо длительности импульс, устяиавлвасигвторое устойчивое состояние чриггера 4,на выходном плече которого формируетсянепрерывный имгульс (фгг, 2 3), д;штсги. -ность которого определяется времеех, итечение которого аналоговый сигПи гров,: -шает максимальиое значение, соотвс гствуюшее длительности имиул сов, равиой периоду следования тактовых импул,сов. Негрерыв.Осгь импульсов и;. Сихо,:.;.: 9модулятора /отсутствие раздсляхи ,их у:. -ких импульсов в ., К гоп.,е мом и,.нц /рц большом уровне ьх 1 диги о аиа.,ии с -вого сигнала соответствует равес" ву дСоставитель Ю. ЕркинТехредЛ. Демьянова Коррек Бо р В. Дибобес Тираж 902 Подписно НИ И ПИ Государственного комитета Совет по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж 35, Раушс. Ужго Гагарина 101 Фи тельности импульсов периоду следованияимпульсов. Предмет изобретения Широтно-имйльсный модулятор, содержащий источник питания, положительный полюс которого подключен к одной из обкладок конденсатора времязадаюшей КС- цепи, включенного между обшей шиной модулятора и инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертируюший вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, а выход - к одному извходов триггера, другой вход которогоподсоединен к выходу генератора такто,вых импульсов, а выход - к управляюшему электроду ключевого элемента, шунт- руюш го конденсатор времязадаюшей КСцепи,отличающийся тем,что,с целью повышения стабильности работымодулятора в области больших сигналов,10 в него введен инвертор, вход которогоподключен к выходу генератора тактовыхимпульсов, а выход - к управляющемуэлектроду ключевого элемента,