Широтно-импульсный модулятор

(51 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ хнический институтРоманов и А.И. Ба питания радиоэлектравочник /Под ред.85, рис, 10.15-10.17. льство СССР08, 1974. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитания, Широтно-импульсный модулятор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент обнуления 4, интегрирующее звено 5. Ввведение пропорционального звена 6 и новых функциональных связей позволяет повысить линейность модуляционной характеристики и увеличить, диапазон изменения коэффициента заполнения выходного сигнала. 1 з.п,ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитания,Цель изобретения - повышение линейности модуляционной характеристики и увеличение диапвзона изменения коэффициента заполнения выходного сигнала,На фиг.1 приведена функциональная схема широтно-импульсного модулятора; на фиг,2 - временные диаграммы его работы; на фиг,3 - пример конкретной реализации широтно-импульсного модулятора.Широтно-импульсный модулятор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент 4 обнуления, интегрирующее звено 5, пропорциональное звено 6, при этом входы пропорционального б и интегрирующего 5 звеньев соединены с входной шиной, их выходы - с суммирующими входами порогового элемента 3, вход обнуления интегрирующего звена 5 - с выходом элемента 4 обнуления, вход которого соединен с одним из выходов триггера 2, другой выход которого соединен с выходной шиной устройства, первый вход - с выходом задающего генератора 1, второй вход - с выходом порогового элемента 3,Пропорциональное 6 и интегрирующее 5 звенья могут быть выполнены из соединенных последовательно управляемого источника 7 тока, резистора 8 и конденсатора 9, которые включены между шиной источника питания и общей шиной, при этом управляющий вход упраляемого источника 7 тока соединен с входной шиной, а триггер 2 и пороговый элемент 3 могут быть выполнены в виде О-триггера на МОП-структуре, О-вход которого соединен с шиной источника питания, С-вход - с выходом задающего генератора 1, В-вход - с объединенными выводами управляемого источника 7 тока и резистора 8, один из выходов - с выходной шиной, другой выход - с входом элемента 4 обнуления, выход которого соединен с объединенными выводами резистора 8 и конденсатора 9. Элемент 4 обнуления может быть выполнен на основе транзисторного ключа или логического инвертора с открытым коллектором, а задающий генератор - например, на основе мультивибратора,Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом,Импульсы задающего генератора 1 (щ), поступают на первый вход триггера 2 (С- вход О-триггера) и устанавливают его в единичное состояние при условии отсутствия сигнала на втором входе, т,е. разряженном конденсаторе интегрирующего звена 5 и напряжении на В-входе О-триггера 2, мень 40 45 50 окончании выходного импульса, т,е. при ввых=О, элемент 4 обнуления осуществляет сброс интегрирующего звена 5.Поскольку вход Я не используется, то роль триггера 2 может выполнять тактируемый О-триггер с установкой нуля (ОЯ-триггер) или другое аналогичное устройство.По переднему фронту импульса задающего генератора 1 на выходе 0 триггера 2 устанавливается сигнал "1", так как О-вход соединен с шиной питания, если напряжение на входе порогового элемента 3 не превышает напряжения внутреннего порога (Опор), в данном случае равного половине. напряжения питания. На выходе триггера 2устанавливается сигнал "0" в момент сравнения входного сигнала порогового элемента 3 со значением цпор.Выполнение триггера 2 на МОП-структурах позволяет повысить уровень порогошем порогового напряжения, при которомтриггер 2 устанавливается в нулевое состояние по Я-входу, либо находящемся в начальном состоянии отдельно выдолненном 5 пороговом элементе 3. На втооом входетриггера 2 сигнал появляется в те моменты времени, когда напряжение на входе порогового элемента 3 (их,з), возрастая, сравнивается со значением порога (Опор), Напряжение Опор 10 является внутренним параметром пороговогоэлемента 3 или задается извне. Сигнал на втрром входе триггера 2 переводит его в состояние цвыл= О, Таким образом, длительность выходного импульса триггера 2 15 определяется разницей во времени появления сигналов на его входах, Начало определяется началом импульса задающего генератора 1(01), конец - моментом переключения порогового элемента 3 (фиг.2). На вход 20 порогового элемента 3 поступает суммарноенапряжение интегрирующего 5 и пропорционального 6 звеньев (цвх.з), т,е, линейно нарастающее напряжение (интеграл от управляющего воздействия) на выходе интег рирующего звена 5 накладывается на напряжение, пропорциональное управляющему цу на выходе пропорционального звена 6. Таким образом, изменяется как наклон, так и уровень сигнала на входе порогового элемента 3, и 30 длительность выходных импульсов модулятора., близкая или равная нулю, может быть получена уже не при бесконечном по величине воздействии управляющего напряжения (оу-+ оо ), а в пределах конечного рабочего 35 диапазона, При этом модуляционная характеристика, т,е. зависимость коэффициента заполнения у(иу), становится более линейной, а коэффициент передачи при уменьшении у до нуля остается в заданных пределах. По1614109 Т ву Вд вого напряжения, расширив диапазон входных напряжений, и устранить влияние входного сопротивления Й-входа на интегрирующее и пропорциональное звенья,Модуляционную характеристику модулятора у и коэффициент передачи К у(щ угла наклона касательной модуляционной характеристики) можно записать в следующем виде: где К 1 - коэффициент передачи пропорционального звена;т - постоянная времени интегрирующего звена;Т - период повторения импульсов задающего генератора,Оо - напряжение порога. Из этих выражений следует, что при изменении у от 0 до 1 Куменяется в узких пределах, что и обеспечивает большую линейность модуляционной характеристики. В модуляторе у мин= О при оу = цо/К 1,вотуивкв = 1 ири О - . Такии обраТ+ К хзом, полный диапазон у получается в пределах конечного диапазона цу, величина которого определяется соответствующим выбором параметров К 1, т и др.Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет повысить линейность модуляционной характеристики и увеличить диапазон изменения коэффициента заполнения выходного сигнала. Формула изобретения 1, Широтно-импульсный модулятор, содержащий триггер, первый выход которого соединен с выходной шиной, первый вход - 5 с выходом задающего генератора, а второйвход - с выходом порогового элемента, интегрирующее звено, вход обнуления которого соединен с выходом элемента обнуления, вход которого соединен с вторым выходом 10 триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения линейности модуляционной характеристики и увеличения диапазона изменения коэффициента заполнения выходного сигнала, в него введено пропор циональное звено, вход которого соединенс входной шиной и входом интегрирующего звена, а выход - с суммирующим входом порогового элемента, при этом выход интегрирующего звена также соединен с сумми рующим входом порогового элемента,2, Модулятор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, пороговый элемент и триггер выполнен из 0-триггера на МОП-структурах, О-вход 25 которого соединен с шиной питания, Свход - с выходом задающего генератора, а интегрирующее и пропорциональное звенья выполнены из соединенных последовательно управляемого источника тока, ра зистора и конденсатора, включенных между .шинами источника питания и общей, при этом вход управляемого источника тока соединен с входной шиной, объединенные выводы управляемого источника тока и 35 резистора - с К-входом О-триггера на МОПструктурах, один выход которого соединен с выходной шиной, другой выход - с входом элемента обнуления, выход которого соединен с объединенными выводами резистора 40 и конденсатора.1614109Составитель Е.Борзов едактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончаков аказ 3898 Тираж 661 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина