Широтно-импульсный модулятор

(51)5 Н 03 К 7/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОП Е ИЗОБРЕТЕ Я ЛЬСТВУ ОРСКОМ(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУ о СССР 1983ССР974, ЛЯТОР ится к импульыть использостемах автомаля формировани У Ы(57) Изобретение отнсной технике и можетвано в прецизионныхтического управления 2высокостабильного широтно"импульсного сигнала. Цель изобретения - расширение области использованияШиротно- импульсный модулятор содержит шину 1 тактовых импульсов, шину 2 преобразуемого напряжения операционные усилители 3,8 и 9, конденсатор 4, источники 5 и б тока, управляемые напряжением, инвертор 7, диоды 10-12, компаратор 13, шину 14 выходных импульсов и шину 15 установочного напряжения. Введение в устройство новых элементов 6,8-13 позволило повысить точность, стабильность и расширить диапа зон преобразуемого напряжения. 2 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использованов прецизионных системах автоматического управления для Формирования высо костабильного широтно-импульсного сигнала.Целью изобретения является расширение области использования,На фиг, 1 приведена принципиальная 10электрическая схема широтно-импульсного модулятора на фиг, 2 - времен 9,ные диаграммы напряжений.Широтно-импульсный модулятор содеркит шину 1 тактовых импульсов, шину2 преобразуемого напряжения, первыйОперационный усилитель 3, конденсатор 4 первый 5 и второй 6 источникитока, инвертор 7,второй 8 и третий9 операционные усилители, первый 10, 20второй 11 и третий 12 диоды, компаратор 13, шину 14 выходных импульсовИ шину 15 установочного напряжения.Истоцники тока 5 и 6 выполненыуправляемыми напряжением и могут пред ставлять собой, например, высокоомНый резистор,Вина 2 соединена с неинвертирующим входом усилителя 3, инвертирую 1 ций вход которого соединен с пер- Э 0вым выводом конденсатора 4 и с выМодом источника 5 тока, Аноды диодов,10-12 подклюцены к инвертирующим входам соответствующих операционных уси)лителей 8,3 и 9, с выходами которыхсоединены соответственно катоды диодов. Второй вывод конденсатора 4 соединен с выходом источника 6 тока ис инвертирующим входом усилителя 8,неинвертирующий вход которого соединен с шиной 1, а выход - с входомисточника 6 тока и с входом инвертора 7. Выход инвертора 7 подключен кнеинвертирующему входу усилителя 9,инвертирующий вход которого соединен 45с первым выводом конденсатора 4, а выход подключен к входу источника 5тока. Шина 15 соединена с инвертирующим входом компаратора 13, неинвертирующий вход которого подключен квыходу усилителя 3, а выход соединенс шиной 14. Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.55В отсутствии напряжений на шинах 1 и 2 напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 8 поддерживается равным нулю эа счет напряжения с выхода усилителя 8 и глубокой обратной связи через диоды 10. Напряжение с выхода инвертора 7 положительное, а следовательно, и положительное напряжение на выходе операционного усилителя 9Диод 12 смещен в обратном направлении и ток через него равен нулю.Током с источника 5 операционный усилитель 3 поддерживается в состоянии, когда на его выходе отрицательное напряжение равно падению напряжения на открытом диоде 11, черезкоторый протекает ток источника 5 тока. На выходе компаратора 18 напряжение равно нулю или же отрицательное что зависит от типа используемого компаратора.В моменты присутствия тактовых импульсов положительной полярности на шине 1 напряжение с выхода усилителя 8 положительное, с выхода 7 равно нулю, а на выходе усилителя 9 напряжение отрицательное и равно падениюнапряжения на открытом диоде 12, Потенциал в точке А равен нулю и напряжения с выходов усилителя 3 и компаратора 13 остаются неизменными иравными нулю, Предположим, что начиная с момента времени е, (фиг.2 б) напряжениеБна шине 2 начинает резко возрастать. При возрастании напряжения 0диод 11 подзапирается. Током источника 5 тока происходит заряд конденсатора 4 через диод 10 и выходусилителя 8. Постоянная времени заряда конденсатора 4 устанавливается такой, чтобы она была меньше самогобыстрого возможного измерения напряжения Бна шине 2. Этим обеспечивается то, что напряжение на первом выводе конденсатора 4 (точка А) отслеживает напряжение П э и напряжение на выходе операционного усилителя 3 повторяет напряжение Бс точностью до падения напряжения на диоде 11.В момент временина шину 1 приходит оцередной тактовый импульс и напряжение с выхода усилителя 8 становится положительным. На выходе инвертора 7 напряжение равно нулю и напряжение на первом выводе конденсатора 4 (точка А) скачком устанавливается равным нулю, а так как на неинвертирующем входе усилителя 3присутствует положительное напряжение, то на его выходе скачком появляется напряжение положительной полярности максимально возможной амплитуды в5Установочное напряжение Б шины 15 устанавливается несколько меньшим максимально возможного напряжения с выхода усилителя 3, поэтому компаратор 13 срабатывает и на шине 14 формируется передний фронт выходного импульса. Вследствие понижения напряжения на первом выводе конденсатора 4 на втором выводе конденсатора 4 формируется напряжение отрицательной полярности, которым операционный усилитель 8 удерживается в состоянии, при котором на его выходе остается напряжение положительной полярности 20 и при прекращении тактового импульса. После момента времени е конденсатор 4 разряжается током от источника 6 тока, протекающим через диод 12 на 25 выход операционного усилителя 9,В момент времени .е напряжение на втором выводе конденсатора 4 становится. более положительным, чем напряжение на, неинвертирующем входе усилите- З 0 ля 8, На выходе усилителя 8 формируется отрицательное напряжение и током через диод 10 обеспечивается поддержание потенциала второго вывода конденсатора, равным нулю.Начиная с. момента времениконденсатор 4 заряжается от источника 5 тока через диод 10 и выход усилителя 8.В момент временинапряжение на первом выводе конденсатора 4 становится более положительным, чем напряжение 0на шине 2, и напряжение на выходе усилителя 3 снижается до напряжения Б х. Компаратор 13 срабатывает и на шине 14 формируется задний фронт выходного импульса Увых После этого все процессы повторяются. В некоторых областях применения широтно-импульсного модулятора удобнее сНимать выходной сигнал не с шины 14, а с точки А.Формула изобретенияШиротно-импульсный модулятор, содержащий шину тактовых импульсов, шину выходных импульсов, шину преобразуемого напряжения, соединенную с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом конденсатора и с выходом первого источника тока, инвертор, о т л ич а ю щ и й с я .тем, что, с целью расширения области использования, в него введены второй источник тока, второй и третий операционные усилители, первый, второй и третий диоды, шина установочного напряжения, компаратор, причем источники тока выполнены управляемыми напряжением, аноды диодов подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей, с выходами которых соединены соответственно катоды диодов, второй вывод конденсатора соединен с выходом второго источника тока и с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход - с входом второго источника тока и с входом инвертора, выход которого подключен к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом конденсатора, а выход подключен к входу первого источника тока, шина установочного напряжения соединена с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого подкпючен к выходу первого операционного усилителя, а выход соединеншиной выходного сигнала.,Зака ВНИИ КНТ ССС 1 П ельскии комб Проиэводствен 73Государстве11 Тира.ж 64ого комит35, Иоскв орректор С.Ыекм т", г.ужгород, улГагарина, 19