Импульсный модулятор

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕЙ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 696596(22) Заявлено 08.08. 74 (2) 2051476/18-21с присоединением заявки Рй -(23) Приоритет 51)М. Кл. Н 03 К 3 Государственник квинт СССР на делам изобретений м атиритий. Бюллетень % 41 ата опубликования описания 10,1 1,7 72) Автор изобретеии Б стом 7 ) Заявител 54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТ Иэобр технике, торам с гии мож ных сис импульснойсным модуляакопителя энерано в импульсаэнач ения,нно ойство принято в качестве недостаток - низкий КПД етение относитсяа именно к импульполным разрядомет быть использоемах различного рототипа, Егори формированиидального импульрутым спадомеобходим длявиде высокостаенераторногоЦель изобремодулятора приального имп нагруз трапецеиронтом и формы узки в частотного са с полог, Импульс такойвозбуждения нагрбильного высок прибора.тенин - повьтщформированииульса. КПДпецеи ни тр ая цель достигае го вентиля под влен чен чето катод второ еэ резистор к уюшего элеме ммутиелясту соединения со входом нак эн На фиг трическая на фиг. 2 схема имп 1 изосхема- принци ульсного но дан. ная согла фиг, 3 -лятора. ры Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, зарядноеустройство, накопитель энергии и нагрузку, со диненные последовательно и подключенныето между положительным и отрицательным полюсами источника питания, коммутируюший элемент, подключенный параллельно накопителю энергии и нагрузке, генератор импульсов запуска коммутируюшего элемента, подключенный к его управляющему входу, и цепь коррекции формы модулируюшего импульса, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и первого вентиля, подключенную параллельно нагрузке, причем анод первого вентиля соединен с отрицательным полюсом источника питания, а его катод - с анпдом второго вентиля 1 . жена структурная элекульсного модулятора; иальная электрическая модулятора, выполнену изобретению; на ряжений и токов модуз 6965Импульсный модулятор (фиг. 1) содержит источник питания 1, зарядное устройство 2, емкостный накопитель энергии 3 и нагрузку 4, соединенные последовательно и подключенные между положительным 5 и отрицательным полюсами источника питания. Параллельно накопителю энергии 3 и нагрузке 4 включен коммутирующий элемент 5, управляющий вход которого соединен с генератором импульсов запуска 6. Параллельно нагрузке 4 подключена цепь коррекции формы модулирующего импульса, состоящая из последовательно соединенных конденсатора 7 и вентиля 8. Точка соединения конденсатора с катодом вентили 8 подключена к аноду вентиля 9, катод которого через резистор 10 подключен к точке соединения коммутирующего элемента 5 с накопителем энергии 3.Импульсный модулятор работает следуюО щим образом.Накопитель энергии 3 периодически заряжается от источника питания 1 через зарядное устройство 2 и нагрузку 4 и25 полностью разряжается на нагрузку 4 через коммутирующий элемент 5 в моменты его включения импульсами запуска генератора 6.При разряде Накопителя энергии 3 конзо денсатор заряжается через вентиль 8 с постоянной времени, определяемой выходным сопротивлением накопителя энергии 3 и емкостью конденсатора. На нагрузке 4 формируется импульс с пологим фрон 35 том. Конденсатор заряжается до момента возбуждения нагрузки 4, после которого напряжение на нем не повышается. При этом формируется плоская часть вершины импульса. После окончания разрядч накопителя энергии 3 напряжение на нагрузке 4 быстро уменьшается, и формируется крутой спад импульса. Конденсатор, заряженный до максимального напряженияимпульса, начинает разряжаться через вентиль 9 и резистор на накопитель энергии 3, передавая в него часть накопленной энергии. Другая часть накопленнойв конденсаторе энергии рассеивается при его разряде на резисторе. Одновременно с разрядом конденсатора на накопитель энергии 3 последний заряжается от источника питания 1 и после полного заряда вновь разряжается на нагрузку через коммутирующий элемент 5.55Передача энергии, запасенной в конденсаторе, в накопитель энергии 3 позволяет повысить КПД модулятора при формировании трапецеидвльного импульса. 96 4Схема модулятора, изображенная нефиг. 2, является примером конкретноговыполнения. Она содержит источник постоянного напряжения 1, зарядное устройство 2, состоящее из зарядного дросселя 3 и зарядного диода 4, генератор запускающих импульсов 5, коммутатор 6,накопитель модулятора - линию формирования 7, возвратный диод 8, резистор 9,корректирующий конденсатор 10, зарядный диод 11 и нагрузку, например магитрон 12, Работа схемы поясняется приведенными ниже эпюрвми напряжений итоков,На фиг. 3 а изображены импульсы нввыходе генератора запускающих импульсов; на фиг. 3 б - изменение напряженияна линии формирования; на фиг. 3 в - изменение напряжения на нагрузке модулятора; на фиг, 3 г - изменение тока заряда и разряда емкости корректирующегоконденсатора.Квк следует иэ фиг. 3 а, к моментуприхода запускающего импульса линия формирования 7 заряжена до напряжения Ц (эпюра Зб) от источника пос 4 чтоянного напряжения 1 через зарядноеустройство 2.В момент 1коммутатор 6 поджигается импульсом ).), который поступаетЬОП,нв управляющую сетку последнего с генератора запускающих импульсов 5, Начинается разряд линии формирования 7и заряд током 3 (эпюра 3 г) коррективрующего конденсатора 10 через зарядныйдиод 11. При этом нв нагрузке формируется импульс Ц(эпюра 3 в), крутизнапереднего , фронта которого пропорциональна емкости корректирующего конденсатора10. При достижении нв корректирующемконденсаторе напряжения, равного пороговому напряжению магнетрона (моментвремени й, эпюра 3 в), последний начинает генерировать.В момент начала формирования заднегофронта модулирующего импульса (моментвремени А 5, эпюра 3 в) линия формирования разряжена, а напряжение на конденсаторе 10 равно рабочему напряжению мвгнетрона. С этого момента начинается разряд конденсатора 10 током(эпюра 3 г) и одновременный заряд линии формирования 7 через резистор 9 и диод 8,Во время процесса, который заканчивается в момент времени 1, линия формирования заряжается до найряжения да конденсатор 10 разряжается, энергйявозвращается в накопитель модулятора.Поскольку возврат энергии непериодичен, КПД данного процесса не превышает 0,5. 15 КПД цепи возврата энергии может быть повышен в случае разряда корректирующего конденсатора и заряда линии фор мированйя в колебательном режиме, т. е. при применении вместо ограничительного резистора индуктивности,25 Испытания данного модулятора показали, что применение цепи возврата энергии из корректирующего конденсатора в линию формирования позволяет повысить КПД передающего устройства на 10-15%. 30 6965Так как после окончания импульса конденсатор 10 разряжается по цепи не связанной с цепью нагрузки, то данный процесс не влияет на формирование заднего фронта модулирующего импульса, ко торый определяется параметрами линии формирования и величиной паразитной емкости, шунтирующей нагрузку.Резистор 9 является ограничительным, и во время работы модулятора часть возв О ращаемой энергии рассеивается в виде тепла. 96 6Формула изобретенияИмпульсный модулятор, содержащийисточник питания, зарядное устройство,накопитель энергии и нагрузку, соединенные последовательно и подключенные между положительным и отрицательным полюсами источника питания, коммутирующийэлемент, подключенный параллельно накопителю энергии и нагрузке, генераторимпульсов запуска коммутирующего элемента, подключенный к его управляюще- .му входу, и цепь коррекции формы модулирующего импульса, состоящую из последовательно соединенных конденсатора ипервого вентиля, подключенную параллельно нагрузке, причем анод первого вентиля соединен с отрицательным полюсом источника питания, а его катод - с анодомвторого вентиля, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения КПД при формировании трапецеидального импульса, внем катод второго вентиля подключен через резистор к месту соединения коммутирующего элемента со входом накопителяэнергии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3119069,кл, 328-69, опубл. 21.01.64.. Назаров дак тор Заказ 6790/56 Тираж 1060 ЦНИИПИ Государственною комитета по делам изобретений и открыли 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., дписноеСР иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4