Способ получения фазо-импульсного модулированного сигнала

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ775834 Соказ СоветскикСоцнапистическмкРеспублик ФМ(51)М. Кл. Н 02 М 1/08 с прнсоелинением заявки ЛЙ Н 02 Р 13/16 Гаеударстевиный комитет(23) Приоритет до делан изобретений и открытийОпубликовано 30.10.80. Бюллетень М 40 Дата опубликования описания 02.11,80(71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ фАЗО-ИМПУЛЬСНОГО МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения устройств фазового управления электропривода, широтно-импульсных модужторов, устройств управления преобразова 5телями электрической энергии и другихсистем при повышенных требованиях кбыстродействию и линейности в широкомдиапазоне регулирования,Известны устройства, реализующие спо-соб фазоимпульсной модуляции (11 и 2,заключающийся в генерировании двух напряжений прямоугольной формы с одинаковой частотой и разной амплитудой с последующим их суммированием. Полученноетаким образом напряжение интегрируют исравнивают с постоянным уровнем, величина которого зависит от величины сигнала управления. В момент равенства этихнапряжений переключают ведомый генера отор. Данному способу присущи недостатки,обусловжнные наличием операции интегрирования, такие как низкое быстродействиеи невысокая линейность регулировочной характеристики, Другим недостатком данного способа является ограниченный диапазон регулирования фазы, поскольку на краях диапазона регулирования при фазном сдвиге, близком к 0 или 180, возникает явление перерегулирования в фазо-импульсном модуляторе, т.е. нарушается равен ство ведомого и ведущего генераторов.Наиболее близким по технической сущности является способ фазе-импульсной модуляции, реализованный в устройство Я, Этот способ фаэо-импульсной модуляции заключается в том, что амплитуду прямоугольного напряжения изменяют управляющим сигналом, затем дифференцируют с пастозной времени дифференцирования, большей чем период прямоугольного напряжения, продифференцированный сигнал выпрямляют и сравнивают с постоянным, эталонным напряжением, в результате сравнения фор мируется широтно-импульсное напряжение, которое дифференцируют и получещыми импульсами управляют формирователем прямоугольного напряжения. Однако дан3 7758 ному способу присущи недоствтки, связвн ные с ограниченным диапазоном регулироввния фазового сдвига, поскольку нв краях дивпвзонв регулироввния в точках О и 180 о фазового сдвига происходит потеря информвции о моментах переключения формироввтеля импульсов. В этих точках широтно-импульсный сигнал приобретает значение фОф или ф 1 ф, т,е. относительная длительность импульса на выходе сравнивающеГо устройствв равняется фОф или ф 1 ф, поэмму опе- рация формирования прямоугольного нвпряйения не производится. Осуществление опервции дифференцироввния прямоугольного напряжения с переменной вмплитудой 15 к тому же приводит к нелинейности регулировочной характеристики.Целью изобретения является улучшение линейности и расширения дивпвзонв ре Рулироввния. 20Постввленнвя цель достигается тем, что в способе получения фвзо-имульсного модулироввнного сигнвлв, состоящем в том, что дифференцируют прямоугольное нвПряжение с постоянной времени, боль шей периода прямоугольного напряжения, амплитуду указанного напряжения прямо-.угольной формы изменяют по звкону управляющего воздействия, в затем сравнивают с диФФеренцированным напряжением.Нв фиг.1 представлены впюры сигналов, иллюстрирующие предлвгвемый способ получения фвзо-импульсного модулироввйного сигнала; нв фиг.2 - блок-схема35 фвзо-импульсного модуляторе, ревлизую щего предлагаемый способ фвзо-импульс.ной модуляции.Исходное прямоугольное напряжение01 (фиг.1), полученное например, с и 40 мощью генератора прямоутольного напряжены, с периодом равным Т дифференцируют, причем постояннвя времени дифферен цироввния больше периодв Т. Требуемое напряжение О (фиг,2) можно 1 юлучить, применяя дифференцирующие Й С -пеночки, диффереыхивторы с замедлением, опере ионные усилители, в обратную связь которых ицпочены дифференцирующвя с замедлением Д,с -цепочка, Напряжение О получен 50ное после дифференцирования, срввниввют с прямоугольным нвпряжением О, получвемым из исходного прямоугольного напряжения путем изменения амплитуды последнего по закону управляющего синалв, Сравнение напряжений О и 0 производят с помощью известных схем сравнения, например, с использованием операционных усилителей с двумя входами или двух 34 4.входовых компврвторов. Амплитуду прямоугольного напряжения У можно регулировать с помощью известных устройств, нвпример управляемых делителей напряжения, электронных модуляторов нв трвнзисторвх.В результвте опервции срввиения ивпряжеиий Ц и О получают фвзо импульсный модулироввииый сигнал Ц сдвинутый по фазе нв регулируемый угол Ч относительно исходного прямоугольного напряжения О . Величина фазового сдвигв ф пропорциональна величине управляющего напряжения О и может регулировать ся в пределах от 0 до 1801 включвя и крайние точки указанного диапазона,Фвзо-импульсный модулятор, реализую щий двиный способ, (фиг.2) состоят из генервторв прямоугольного напряжения 1, дифференцирующей ЙС -цепочки 2 (дифференцивторвс замедлением или операционного усилителя, в обратную связь которого включенв дифференцирующвя с звмедлением-цепочка), устройства регулирования амплитуды прямоугольного напряжения 3 и схемы сравнения 4,С выхода генератора 1 прямоугольное напряжение поступает нв вход дифференцирующего каскада 2 и нв один вход устройствв регулирования амплитуды прямо - угольного нвпряжения 3, Нв другой входс устройства регулироввния амплитуды прямоугольного напряжения 3 поступает управляющее напряжение, ив выходе устройства регулирования амплитуды прямоугольного напряжения 3 формируется прямоугольное напряжение, амплитуда которого изменяется в соответствии с законом изменения упрввляющего сигнала, которое поступает нв один вход схемы сравнения 4. Нв другой вход схемы сравнения 4 поступает дифференцированное напряжение с выхода дифференцирующего каскада 2. В результате срввнения нв выходе схемы сравнения 4 получается прямоугольное напряжение, сдвинутое по фазе ив регулируемый угол относительно выходного прямоугольного напряжения генератора 1,Уквзвиные в способе операции могут быть реализованы по предложенной структуре с помощью известных устройств.Использование способа позволяет улучшить качественные характеристики рвзлич иых устройств фазового управления, упростить их ревлизвцию и расширить область применения фвзо-импульсных модулированныхх систем.5 7758 .формула изобрете нияСпособ получения фазо-импульсного модулированного сигнала, состоящий в том что дифференцируют прямоугольное напряжение с. постоянной времени большей периода прямоугольного напряжения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улуппения линейности и расширения диапазона ругулирования, одновременно амплитуду указанного напряжения прямоуголь О ной формы изменяют по закону управляющего воздействия, а затем сравнивают с дифференцированным напряжением. 34 6 Источники информации,принятые во. внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР131791, кл. Н 03 К 7/08, 1960. 2. Авторское свидетельство СССР167234, кл. Н 02 Р 7/58, 1963.3, Бунаков В. Л., Гаспаров Р, Г.Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин. М., "Энергия", 1966, с.93, рис.4-2.775834 Составитель В. БунаковТехред Т.Маточка Корректор С. Щомак Редактор В. Левитов Филиал ППП "Патент, г,Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7779/67 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд,4/5