Широтно-импульсный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1) 3 К 7 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О ЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИ(7) Владимирский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР В 651472, кл. Н 03 К 7/08, 976.Авторское свидетельство СССР В 801239, кл. Н 03 К 7/08, 1979(54) П 1 ИРОТНО-ИМПУЛЬСНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтно-импульсных усилителях мощности.Целвв изобретения является расширеиие диапазона регулирования длительности выходных импульсов. Устройство содержит источник 1 управляющегонапряжения, генератор 2 тактовых гмпульсов, источник 3 опорного напряжения, триггер 4, управляемые ключи 5и б, интеграторы 7 и 8, формирователи 9 и 10 импульсов сброса, управляемые ключи 1 и 12, пороговые элементы 13 и 14, двухвходовый элементИЛИ 5. Введение в широтно-импульсныйпреобразователь формирователей импульсов сброса и элемента ИЛИ позволило расширить диапазон регулирования выходных импульсов н повысить по"мехоэащищенность от высокочастотных помех, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтно-импульсных усилителяхмощности5Целью изобретения является расширение диапазона регулирования длительности выходных импульсов.На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсного .преобразователя.Преобразователь содержит источник 1 управляющего напряжения, генера.тор 2 тактовых импульсов, источник3 опорного напряжения, триггер 4,управляемые ключи 5 и 6,. интеграторы 7 и 8, формирователи 9 и 10 импульсов сброса, управляемые ключи 11и 12 пороговые элементы 13 и 14, элемент ИЛИ 15 и выходную шину, приэтом выход источника 1 управляющего:интеграторов 7 и 8, вторые входы которых соединены соответственно через управляемые ключи 5 и 6 с выходом источника 3 опорного напряжения,а выходы - соответственно с входамипороговых элементов 13 и 14, выходыкоторых через элемент ИЛИ 15 соединены с выходной шиной 16, причем выход генератора 2 тактовых импульсовсоединен с входом триггера 4, пря":мой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами управляемых ключей 5,6 и входами Формирователей 9 и 10 импульсов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами управляемых ключей 11 и 12, которые подключены соответственно параллельно интегрирующим конденсаторам интеграторов 7и 8.Интегратор 7 и 8 может быть выпол:нен на операционном усилителе, входкоторого соединен через резисторы с 45входами интегратора, а через конденсатор - с выходом операционногоусилителя. Управляемые ключи могутбыть выполнены на биполярных или полевых транзисторах, база или затвор50которых соединены с управляющим входом. Формирователи 9 и 10 импульсовсброса могут быть выполнены в видеодновибратора или простой дифференцирующей цепочки,Широтно-импульсный преобразовательработает следующим образом.Генератор 2 тактовых импульсовформирует короткие импульсы с периодом следования Т, которые поступаютна вход триггера 4, На прямом и инверсном выходах триггера 4 при этомФормируются две последовательностипрямоугольных импульсов, имеющие период следования 2 Т и сдвинутые пофазе на 180 ф,Эти последовательностиопределяют состояния управляемых ключгде Б- напряжение, соответствующееуровню логической единицы, управляемый ключ 5 разомкнут, а ключ 6 замкнут; при Б= 11, П = О, наоборот,управляемый ключ 5 замкнут, а ключ6 - разомкнут. Кроме того, сигналыБ и 0 поступают на входы формирователей 9 и 10 импульсов сброса соответственно, которые по отрицательным фронтам входных импульсных последовательностей формируют короткиеимпульсы, управляющие включением уп,равляемых ключей 11 и 12, шунтирующих конденсаторы интеграторов 7 и 8соответственно и производящие установку этих интеграторов в состояниеОц=ОилиБ=О,Управляющее напряжение О действует на входах обоих интеграторовпостоянно, а выход источника 3 опорного напряжения подключается с помощью управляемых ключей 5 и 6 соответственно ко входам интеграторов7 и 8 поочередно на время Т с интервалом Т. Разряд конденсаторовинтеграторов и установка их в исход-.ное состояние осуществляются проти -вофазными последовательностями импульсов Би П 1 с периодом 2 Тв моменты времени, различающиесяна Т,Таким образом, оба интегратора работают аналогично, но в противофазе.При этом работа каждого интеграторапроисходит в два такта одинаковойдлительности Т,В начальный момент й = 0 интегратор 7 выходным импульсом О формирователя 9 импульсов сброса установлен в состояние Б 7 = О. На выходе интегратора 8 в момент0 имеется начальное напряжение Б 8 (0) . В первом такте 0 6( Т на входе интегратора 7 действует только управляющее напряжение О,а на входах интегратора 8 - управляющее Ои опорное Бо напряжения. Поэтому выходные сигналы интеграторов 7, 8 в пер-Кц ОТ вом такте при допущении цу= Ц (О) - К (ц + Ц )Е, (2)1 О где К,К 8 - коэффициенты передачиинтеграторов 7,8 К = КВ первом такте выходное напряжение интегратора 7 не достигает уров- НЯ Ця пеРеключениЯ поРогового элемента 13, а при й = Т оно имеет значение Ц(Т) - К Ц Т, Выходное напряжение интегратора 8, увеличивающееся со скоростью, пропорциональной сумме управляющего ц и опорного ц, 2 О напряжений, в момент= Т - 1 достигает уровня ця переключения порогового элемента 14, что приводит к переключению последнего и установлению на его выходе сигнала, имеющего 25 уровень логической единицы, т.е. ц = ца, Этот сигнал через элемент ИЛИ 5 поступает на выходную шину16. Следовательно, при= Т -7 формируется передний фронт выходного импульса.При й = Т на управляющем входе управляемого улюча 12 с выхода формирователя 10 импульсов действует короткий импульс. Управляемый ключ12 замыкается, конденсатор интегратора 8 разряжается, на его выходе устанавливается напряжение Ц(Т) О. Пороговый элемент 14 возвращается всостояние Ц 1 - О и следовательно 4 О при йТ формируется отрицательный фронт выходного импульса цс .Во втором такте (Т 4( 2 Т) на входах интегратора 7 действуют управляющее ц и опорное цо напряжения, 45 а на входе интегратора 8 - только управляющее напряжение Цу. В момент СТ напряжения на выходах интегратора 7 и 8 соответственно равны Ц 1(Т) = -КЦуТ; Цаа(Т) = О, Выходные сигналы интеграторов 7 и 8 во втором такте Фц; -к цк - к, (ц+ ц)цс =К 1 Ц КтЦ а("Ц - -КЦ а = - К Ц (е-т),8 эЬМ При достижении выходным напряжением интегратора 7 уровня ця переключения порогового элемента 13 т.е. прив момент времени с = 2 Т - С, сигналы на выходе порогового элемента 13 и, следовательно, на выходе двухвходового элемента ИЛИ 15 принимают значения, соответствующие уровню логической единицы. На выходной шине 16 при й2 Т- формируется положительный фронт выходного импульса, который действует до момента е = 2 Т. При С = 2 Т выходной импульс ц фор 8 мирователя 9 импульсов сброса вызывает замыкание управляемого ключа 11 и установление интегратора 7 в состояние Ц 7(2 Т) = О. Пороговый элемент 13 при этом возвращается в исходное состояние ц 1 = О и, следовательно, при й = 2 Т формируется отрицательный фронт второго выходного импульса ц 1 а .Во втором такте выходное напряжение ц интегратора 8 не достигает уровня йереключения порогового элемента 14 и в момент с2 Т достигает значения Ц 8(2 Т) = -КВЦТ. Далее процесс периодически повторяет- СЯ гТаким образом, на выходной шине 16 действует последовательность импульсов с периодом следования Т и длительностью, зависящей от управ" ляющего напряжения. Для определения статической характеристики широтно-импульсного преобразователя выразим из (3) значение длительности импульса Т =ц и полу- чим л цД+ КцаТ + 2 КдТ цМ К(Ц + Ц а) Если параметры КЦа, Т и Ц д выбрать таким образом, чтобы выполнялось соотношениепределы изменения входного управляющего напряжения ц ц принять равными Цусин= 01 Ц к,ка= Ц, и ввести новую переменную - относительное значение управляющего напряжения1413715 0но наличием интеграторов входного напнапряжения. 0 у0уПу макс Широтно-импульсный преобразователь, содержащий первый и второйинтеграторы, выходы которых соединенысоответственно с входами первого ивторого пороговых элементов, а первые входы - через первый и второйуправляемые ключи с выходом источника опорного напряжения, источник 5 управляющего напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, соединенные после.довательно генератор токовых импульсов и триггер, прямой выход которого 2 О соединен с управляющим входом первого ключа, и третий и четвертый 1управляемые ключи, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования дли тельности выходных импульсов, в негодополнительно .введены два формирова"теля импульсов сброса и элемент ИЛИ,входы которого соединены с выходамипороговых элементов, а выход - с 3 О выходной шиной, при этом третий уп.равляемый ключ подключен параллельно конденсатору первого интегратора,а его управляющий вход - к выходупервого формирователя импульсовсброса, вход которого соединен спрямым выходом триггера, инверсныйвыход которого соединен с управляющим входом второго управляемого ключа и через второй формирователь им О пульсов сброса - с управляющим входом четвертого ключа, который подключен параллельно конденсатору.второго интегратора, второй вход которого соединен с выходом источника управляющего напряжения. О г Т - : -1+О у)Таким образом, длительность выходных импульсов регулируется в пределах от С О при О = О до Г = 1 при ДО, =1. При ОуО положительные фронты выходных импульсов формируются в моменты, соответствующие окончаниям тактов, и длительность этих импульсов ь= О, ПРи 0 у 1, т,е. пРи 11 уПп, положительные фронты выходных импульсов формируются в моменты, соответствующие началам тактов. На выходе устройства при этом действует постоянное напряжение, т.е. длительность импульсов = Т определяет естественный уровень ограничения статической характеристики преобразователя. При увеличении модуля управляющего напряжения более /По/, т,е. при /у//П /, длительность выходных импульсов не изменяется и остается равной ) = Т. Работоспособность при этом не нарушается Таким образом, введение в широтно-импульсный преобразователь первого и второго формирователей импуль-. сов сброса и двухвходового логического элемента ИЛИ позволяет расши" рить диапазон регулирования длительности выходных импульсов. При этом устройство имеет повьппенную помехо,.защищенность при действии навходе высокочастотных помех, что обусловлеСоставитель Е.БорзовРедактор Н.Горват Техред Ч.Дидык Корректор Г.Ре)петник Заказ 3793/56 Тираж 928 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 то выражение (4) для длительности вы- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 5 ходных импульсов примет вид: