Импульсный модулятор

.г, .пит 1 Союз Советских СоциалистическиРеспублик О и И СА- ИЗОБРЕТЕ 765998 АВТОРСКОМУ СВ(61) Дополнит (22) Заявлено с присоединен (23) Приоритет льное к авт. св 05,12.7.8 (21) ем заявки Мо 1)м, Кл, Н 03 К 7/0 оеуларетееиный комите СССР но делим изобретений и открытийОпублико Дата опуб ано 2 309,80, Б иковакия опис 53) УДК 621. 376, 5(72) Автор изобретени В.В.Морозо 71) Заявител ричем управляювания фронта управляющего ер, а вход а - через аСтоку, иформирочникомз триггния спад по постоянному щий вход ключа соединен с ист напряжения чер ключа формиров епь 2зобретение о носится к импульсехник большой мощ ь и .йользовано для ции мощных СВЧ- и х приборов и устх с малой скважнос ерывном режиме.ьсный модулятор, еме двухтактн трансформатор два ключа в но по постоян ной имп дру рой тью а цНедостаток этого чается в низком КПД еольших сквозных то мирования спада импу это время оба ключа рачивают источник пи го, в квазинепрерывн лой скважностью) име ние вершины импульса фрсвта и спада. л пос пов ход ных ого 1 О ным вы- ключен- ному ащий тель к При работе на емкостную нагрузку модулятора заряд паразитных емкостей и емкости нагрузки производится через первый ключ, а разряд - через второй. Ток во время, соответствующее вершине импульса, протекает через 2 О тот же первый ключ и определяется его внутренним сопротивлением и активной составляющей сопротивления нагрузки,Недостатком известного модулятора является низкий КПД и относительно 25 длительные фронты и спады импульсов,Известен также импульсный модулятор, содержащий ключи формирования соответственно фронта и спада импульса, включеннып послпдовательно щ вляется умень нтов ч спадов сти имп льсов Целью изобретения яшение длительности фропри уменьшении скважно уи повышение КПД.Это достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий включенные последовательно по питанию ключи форжрования фронта и спада импульса между объединенными выводами которых и общей шиной подключена нагрузка, и дифференцирующую цепь, вход которой соединен с источником импульсного управляющего напряжения, введен инэлектронной т ти и может быт ульсной модуля гих электронны ств, работающи и в квазинепр Известен импул троенный по сх торителя с бес ом, содерж последова у 1) 54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛ модулятора зак ю из-за наличия ков в момент фор льса так как в открыты и закотания, Кроме тоом режиме (с мает место искажеи ухудшение еговертор, включенный между выходом дифФеренцирующей цепи и управляющимвходом ключа Формирования спада импульса, резистивный делитель, включенный параллельно нагрузке, и ключформирования вершины импульса, включенный параллельно ключу формирования фронта импульса, причем управляющий вход ключа формирования фронтаимпульса соединен с выходом дифференцирующей цепи, а управляющий входключа формирования вершины импульсас выходом резистивного делителя, Приэтом ключ формирования вершины импульса выполнен в виде составного эмиттерного повторителя на и последовательно соединенных по постоянному току транзисторах одного типа проводимости, выход которого через ограничительный резистор соединен с нагрузкой, а базы его транзисторов соединены с выходом резистивного делителя 20через нелинейную цепь управления, содержащую п управляемых звеньев, и из которых включены между базамитранзисторов составного эмиттерногопосторителя, а одно " параллельно 25базо-коллекторному промежутку тоготранзистора, коллектор которого соединен с источником питания, причемкаждое управляемое звено выполненов виде последовательно соединенныхрезисторов и эмиттерно-коллекторныхпромежутков транзисторов обратноготипа проводимости, базы которых через дополнительный резистивный делитель соединены соответственно систочником питания и выходом основного резистивного делителя, а к нагрузке эмиттером подключен защитныйтранзистор, база-коллекторный промежуток которого включен параллельнобазо-эмиттерному промежутку выходного транзистора составного эмиттерного повторителя,На фиг. 1 дана структурная схемаимпульсного модулятора, на фиг. 2структурная схема ключа формированиявершины импульса, на фиг, 3 - эпюры формирования импульса.Импульсный модулятор содержит дифференцирующую цепь 1, подключенную кключу 2 Формирования фронта импульсаи через инвертор 3 к ключу 4 формирования спада импульса, ключ 5 форми. -рования вершины импульса, соединенный последовательно с резистивнымделителем б, параллельно которомуподключена нагрузка 7. 55Ключ 5 Формирования вершины импульса состоит из змиттерного повторителя 8 на "п" последовательно сое-.диненных транзисторах одного типапроводимости, выход которого через 60ограничительный резистор 9 соединенс нагрузкой, а базы его транзисторовчерез нелинейную цепь управления 10,содержащую л управляемых звеньев,ииз которых включены между базами б 5 транзисторов составного эмиттерного повторителя, соединены с выходом резистивного делителя, причем параллельно базо-эмиттерному промежутку выходного транзистора составного эмиттерного повторителя подключен базоколлекторный промежуток защитного транзистора 11, эмиттер которого подключен к нагрузке.Импульсный модулятор работает следующим образом.Поступающий на вход модулятора прямоугольный импульс (см. Фиг. З,а) положительной полярности преобразуется дифференцирующей цепью в пару разнополярных импульсов меньшей длитель ности. Фронту соответствует положи- тельный импульс, спаду - отрицательный. Положительный импульс включает ключ Формирования фронта импульса, который заряжает выходную (паразитную и нагрузки) емкость, Ток через ключ 2 изменяется в времени (см,фиг3 б)Напряжение на нагрузке при этом достигает максимального значения Сигнал с резистивного делителя приводит к срабатыванию ключа формирования вершины импульса. Последний срабатывает следующим образом: при увеличении падения напряжения на резистивном делителе выше порогового уровня, определяемого параметрами дополнительного резистивного делителя, открываются транзисторы нелинейной цепи управления 10, это приводит к открыванию транзисторов составного эмиттерного повторителя 8, и, следовательно, ключа 5 формирования вершины импульса. На всех этапах работы этого ключа 5 ток через него ограничивается с помощью нелинейной отрицательной обратной связи по . току, осуществляемой через защитный транзистор 11. Датчиком тока в цепи обратной связи является ограничительный резистор 9. Изменение тока через ключ 5 формирования вершины импульса 5 во времени (3 ) представлено на фиг. 3. Ключ 5 поддерживает на нагрузке номинальное импульсное напряжение, когда на входе ключа 2 уже нет управляющего импульса и он разомкнут.При поступлении отрицательного им пульса с выхода дифференцирующей.цепи и последующем его инвертировании срабатывает ключ 4 формирования спада импульсов. Он закорачивает нагрузку и резистивный делитель, через него течет разрядный ток выходной емкости 3 (см.фиг.З, б). Ограничи" тельный резистор 9 и защитный транзистор 11 ограничивают ток через ключ 5. Напряжение на нагрузке падает и закрывается управляемый от резистивного делителя б ключ 5. При этом формируется спад импульса и завершается Формирование выходного импульса (см. фиг. 3, в). Так как ключ 5 не заряжа 765998ет и не разряжает выходную емкость, а только поддерживает номинальный тон то ток, протекающий через него и резистивную нагрузку, на несколько порядков меньше, чем ток, протекающий через ключи 2 и 4, что позволяет при менить в его качестве маломощный клю чевой активный элемент. В качестве же ключей 2 и 4 могут быть применены любые мощные элементы, предназначенные для работы в импульсном режиме с большей скважностью, нежели скважность выходных импульсов модулятора, Это позволяет увеличить среднюю мощность модулятора и уменьшить скважность выходных импульсов без увеличения крутизны. фронта и спада выходного импульса.Поскольку ключ 5 является маломощным, он может иметь сравнительно большее внутреннее сопротивление или ограничитель максимального тока, поэтому сквозной ток при формировании спада импульса по сравнению с разряд .ным -по сравнению с . (см.фиг. 3 б) - мал и не имеет существенного значения. Вследствие этого повышается КПД и, следовательно, надежность импульсного модулятора в области низких скважностей выходных импульсов 0 15 20 Формула изобретения 30 1. Импульсный модулятор, содержащий включенные последовательно по питанию ключи формирования Фронта и спада импульса, между объединенными выводами которых и общей шиной подклЮчена нагрузка, и дифференцирующую цепь, вход которой соединен с источни, ком импульсного управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения длительности 40 фронтов и спадов при уменьшении скваж - ности импульсов и повышения КПД, в него введен инвертор, включенный меж. ду выходом дифференцирующей цепи и управляющим входом ключа Формирования 4 спада импульса, резистивный делитель, включенный параллельно нагрузке, и ключ формирования вершины импульса, включенный параллельно ключу формирования Фронта импульса, причем управляющий вход ключа формированияФронта импульса соединен с выходомдифференцирующей цепи, а управляющийвход ключа Формирования вершины импульса - с выходом резистивного делителя,2. Модулятор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что ключ Формирования вершины импульса выполнен ввиде составного эмиттерного повторителя на и последовательно соединен-ных по постоянному току транзистораходного типа проводимости, выход которого через ограничительный резисторсоединен с нагрузкой, а базы еготранзисторов через нелинейную цепьуправления соединены с выходом резистивного делителя.З.Модулятор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что нелинейнаяцепь управления содержит и управляемых звеньев, ииз которых включенымежду базами транзисторов составногоэмиттерного повторителя, а однопараллельно базо-коллекторному промежутку того транзистора, коллекторкоторого соединен с источником питания, причем каждые управляемое звеновыполнено в виде последовательно соединенных резисторов и эммитерно-коллекторных промежутков транзисторовобратного типа проводимости, базы которых через дополнительный резистивный делитель соединены соответственно с источником питания и выходом основного реэистивного делителя.4. Модулятор по пп.1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в него введен защитный транзистор база-коллекторный промежуток которого включен параллельно базо-эмиттерному промежутку выходного транзистора составного эмиттерного повторителя, а эмитътер - с нагрузкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агаханян Т.М, Линейные импульсные усилители. М Связь, 1970,с.363рис. 10.7-б.2. Патент США Р 3435378,кл.332-41,опублик. 1969 (прототип).ППП Патентрод нл Прое Гная