Широтно-импульсный модулятор

11 п 34029 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оома советских Социалистических Республикисоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР оо делам нэобретений(088.8) ытн ата опубликования описания 10.11,7 72) Авторы изобретени(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЪЙ УЛЯТО Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах автоматики,Известен широтно-импульсный модулятор 11, содержащий магнитно-транзисторный усилитель на одном транзисторе и однотактный магнитный усилитель с самонасыщением, собранный на двух сердечниках. Этот модулятор обладает узким динамическим диапазоном и низкой устойчивостью.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор 2, содержащий магнитно- транзисторный усилитель на двух магнитных сердечниках, коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, каждый из концов которой через последовательно соединенные развязывающий диод и основную базовую обмотку магнитно- транзисторного усилителя соединен с базой коммутирующего транзистора этого усилителя, которая соединена с катодами двух других развязывающих диодов, анод каждого из которых соединен с соответствующим концом дополнительной базой обмотки магнитно- транзисторного усилителя, источник управляющего тока, последовательно соединенный с обмотками управления, расположенными на разных магнитных сердечниках магнитно- транзисторного усилителя, его рабочие обмотки, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим концом одной из рабочих обмоток выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, соединенных последовательно с базовыми обмотками этого трансформатора, агрузку, включенную в цепь коллектора коммути 1 о рующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.Этот широтно-импульсный модулятор обладает сравнительно узким динамическим диапазоном преобразования,1 Цель изобретения - расширение динамического диапазона преобразования модулятора.Для этого в предлагаемый широтно-импульсный модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий о транзистор и магнитный сердечник с расположенными на нем двумя рабочими и двумя базовыми обмотками, причем одни концы рабочих обмоток формирователя импульсов соединены с коллектором его коммутирующего 25 транзистора, а другие - через диоды с местом соединения рабочих обмоток магнитно- транзисторного усилителя и выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, оазовыс обмотки фор мирователя импульсов одними концами соединены с базой коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другие - через диоды, анод каждого из которых соединен с местом соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импульсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого широтно- импульсного редуктора.Широтно-импульсный модулятор содержит магнитно-транзисторный усилитель на магнитных сердечниках 1, 2, коммутирующий транзистор 3, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки 4 выходного импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения. Концы обмотки 4 через последовательно соединенные развязывающие диоды 6, 7 и основные базовые обмотки 8, 9,магнитно-транзисторного усилителя соединены с базой коммутирующего транзистора 3. База транзистора 3 соединена с катодами развязывающих диодов 10, 11, аноды которых соединены с соответствующими концами дополнительных базовых обмоток 12, 13 магнитно-транзисторного усилителя.Источник управляющего тока подключен к клеммам 14, 15, к которым подсоединены последовательно соединенные обмотки управления 16, 17, расположенные на сердечниках 1 и 2 соответственно.Рабочие обмотки 18, 19 магнитно-транзисторного усилителя одними концами соединены с соответствующими концами рабочих обмоток 20, 21 импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения, соединенных последовательно с соответствующими половинами базовой обмотки 4 трансформатора 5,Нагрузка 22 включена в цепь коллектора коммутирующего транзистора 3 магнитно- транзисторного усилителя.В модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор 23 и магнитный сердечник 24 с расположенными на нем рабочими обмотками 25, 26 и базовыми обмотками 27, 28.Одни концы рабочих обмоток 25, 26 формирователя импульсов соединены с коллектором коммутирующего транзистора 23, а другие концы - через диоды 29, 30 с местами соединений рабочих обмоток 18, 19 магнитно- транзисторного усилителя с рабочими обмотками 20, 21 выходного импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения.Базовые обмотки 27, 28 формирователя импульсов соединены с базой коммутирующего 5 10 15 2 О 30 35 4 о 45 50 55 60 65 транзистора 23 формироватеЛя импульсов непосредственно, а другими концами - черездиоды 31 - 34 и резисторы 35, 36 соответст-венно, Аноды диодов 31 и 32 соединены соответственно с местами соединений основных идополнительных базовых обмоток 8, 13 и 9,12, расположенных на разных сердечникахмагнитно-транзисторного усилителя, средниевыводы рабочих обмоток 18 и 19 которого соединены через развязывающие диоды 37 и 38с коллектором коммутирующего транзистора23 формирователя импульсов, Вторые концыобмоток 18 и 19 через развязывающие диоды39 и 40 соответственно соединены с коллектором коммутирующего транзистора 3 магнитно-транзисторного усилителя,Широтно-импульсный модулятор работаетследующим образом,Формирователь импульсов представляет собой блокинг-генератор с внешним возбуждением, при работе которого сердечник 24 в каждый полупериод перемагничивается по предельной петле гистерезиса.На сердечник 24 нанесены обмотки 25 - 28,Транзистор 23 в совокупности с обмотками 26и 27, включенными в коллекторную и базовуюцепи транзистора 23, формирует импульс постоянной длительности в полупериод, в который полярность напряжений на половинах обмотки 4 трансформатора 5 соответствует указанной на чертеже. В следующий полупериодимпульс постоянной длительности формируется при помощи обмоток 25 и 28.В начале полупериода от обмотки 4 трансформатора 5 по схеме формирователя импульсов идет ток по следующей цепи: правая половина обмотки 4 трансформатора 5, диод 32,обмотка 27, резистор 35, диод 33, левая половина обможи 4 трансформатора 5,При открытом транзисторе 23 к обмотке 26сердечника 24 через открытый диод 29 прикладывается напряжение с левой половиныобмотки 4 трансформатора 5. Формировательимпульсов находится в таком состоянии, покасердечник 24 не достигнет режима насыщенияв противоположном состоянии. При этом происходит блокинг-процесс, в результате которого транзистор 23 закрывается и остается врежиме отсечки до конца полупериода.Рассмотрим работу модулятора ври двухкрайних значениях управляющего тока: притоке, равном максимальному значению, и притоке, равном нулю.При максимальном управляющем токе длительность выходного импульса магнитно- гранзисторного усилителя максимальна и равнаполовине периода.В начале -рассматриваемого полупериодаодновременно открываются транзисторы 3 и23. За счет открытого транзистора 23 напряжение с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 подается только на часть рабочейобмотки 18 по цепи: эмиттер транзистора 3,переход эмиттер - коллектор транзистора 23,диод 37, обмотка 18 трансформатора 5, На35 40 45 50 пряжение всей обмотки 18 несколько больше напряжения, снимаемого с левой половины обмотки 4 трансформатора 5, за счет эдс, индуктируемой в обмотке 18. Поэтому диод 39 запирается, отключая цепь рабочей обмотки 18 трансформатора 5.В базовых обмотках 8 и 9 при этом индуцируются повышенные напряжения,Ток базы транзистора 3 в интервале времени форсированного перемагничивания сердечника 1 практически не меняется, поэтому ток в нагрузке 22 также не .меняется. Диоды 37, 38 закрываются.До конца,полупериода сердечник 1 перемагнитится напряжением, снимаемым с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 и приложенным к обмотке 18. Среднее напряжение за полупериод, приложенное к обмотке 18, несколько выше напряжения, снимаемого с половины обмотки 4 трансформатора 5.При управляющем токе, равном нулю, длительность выходного импульса магнитно-транзисторного усилителя минимальна. Перемагничивание сердечника 1 осуществляется напряжением, приложенным к левой части обмотки 18 сердечника 1.Чем выше отношение величины усредненного напряжения, прикладываемого к рабочей обмотке 18 в начале и конце интервала регулирования, чем больший выигрыш по увеличению динамического диапазона имеет модулятор,формула изобретенияШиротно-импульсный модулятор, содержащий магнитно-транзисторный усилитель на двух магнитных сердечниках, коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, каждый из концов которой через последовательно соединенные развязывающий диод и основную базовую обмотку магнитно-транзисторного усилителя соединен с базой коммутирующего транзистора этого усилителя, которая соединена с катодами двух других развязывающих диодов, анод каждого из которых соединен с соответствующим концом дополнительной базовой 5 1 О 15 20 25 30 6обмйтки магнитно-транзисторного усилителя, источник управляющего тока, последовательно соединенный с обмотками управления, расположенными на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, его рабочие обмотки, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим концом одной из рабочих обмоток выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, соединенных последовательно с базовыми обмотками этого трансформатора, нагрузку, включенную в цепь коллектора коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя, о тл ичающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования, в модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор и магнитный сердечник с расположенными на нем двумя рабочими и двумя базовыми обмотками, причем одни концы рабочих обмоток формирователя импульсов соединены с коллектором его коммутирующего транзистора, а другие - через диоды с местом соединения рабочих обмоток магнитно-транзисторного усилителя и выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, базовые обмотки формирователя импульсов одними концами соединены с базой коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другими - через диоды, анод каждого из которых соединен с местом соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импульсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авт. св, СССР Уо 258391, кл. Н ОЗР 9/00, 1968 (аналог),2, Электротехническая аппаратура, т. 1, М., Энергия, с. 121 (прототип).534029 Составитель Ю, ЕркинТекзед В. Рыбакова Редактор Е. Караулова Корректор Л, Котова Типография, нр. Сапунова, 2 Заказ 2311/10 Изд.1713 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Чинистров СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 4/5