Импульсный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19 Н 03 К 35 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТ разделительного диода вторым выводом огранич зистора,а выход регули ройства подключен межд эмиттером зарядного тр оединен стельного реующего устбазой и нзнстора. т ащи тная дные дросены дополченными ежду поло- полюсами ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 716142, кл. Н 03 К 5/01, опублик.15.02.80 (прототип).(54)(57) 1. ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соедйнена с положительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора подхлючены включенные последовательно зарядный диод, линия формирования, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора, анод которого подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования, управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды выходных импульсов, модулятор дополнительно снабжен двумя разделительными диодами, защитной цепью, включенной параллельно источнику питания, и регулирующим устройством, первый вход которого .включен. между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, второй вход подключен к точке соединения катодов разделительных диодов, анод первого разделительного диода соединен с вторым выходом синхронизатора, анод .второго/ 2. Модулятор по и. 1, оч а ю щ и й с я тем, чтоцепь содержит диод, а зарсель и трансформатор снабжнительными обмотками, вклюпоследовательно с диодом мжительным и отрицательнымисточника питания. 3. Модулятор по пп. 1 и 2, о т- с л и ч а ю щ и й с я тем, что регу- ф лирующее устройство содержит стабилитрон, резисторы, ключевой транзис-. Цф тор, однопереходный транзистор, ин- уф фф тегрирующую цепь и разделительный трансформатор, при этом первый резистор включен между эмиттером заРядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер однопереходного транзистора, анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора, коллектор соединен с базой зарядного транзистора, первичная обмотка разделительного трансформатора подключена между объединенными выводами катодов разделительныхдиодов, и общей шиной модулятора, вторичная обмотка включена межцу базой и эмиттером зарядного транзистора, дополнительная обмотка включена между базой зарядного транзистора и като" дом стабилитрона, Соединенным через второй резистор с второй базой одно- переходного транзистора.1067591 и стабилитрона, причем катод стаби, литрона соединен с эмиттером эаряд 1Изобретение относится к импульсной технике и .может найти примене" ние в импульсных передатчиках радиолокационных систем, а также в установках для ускорения заряженных 5 частиц.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является формирователь импульсов, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого своим первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а своим вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансФорматора подключены включенные последовательно зарядный диод, линия формирЬвания, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора, При этом аноц разрядного тиристора подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования. Управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду Разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора. Его второй вывод соединен с ба- З 0 зой транзистора. Второй выход синхронизатора соединен с базой транзистора и шунтираван резистором. Эмиттер зарядного транзистора соединен с отрицательным полюсом источника питаниями,35Однако в известном устройстве не обеспечивается стабилизация амплитуды выходных импульсов.Целью изобретения является повышение стабильности амплитуды выходных40 импульсов. 10. Регулирующее устройство содержит стабилитрон, реэисторы, ключевой транзистор, однопереходный транзистор, интегрирующую цепь и разделительный трансформатор, при этом первый резистор включен между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер одно- переходного транзистора, анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора, коллектор соединен с базой зарядного транзистора, первичная обмотка разделительного трансформатора подключена между объединенными выводами катодов разделительных диодов и общей шиной модулятора, вторич 4. Модулятор по пп. 1 и 3, о тл и ч .а ю щ и й с я тем, что в регуУ лирующее устройство введен дополнительный пороговый элемент в виде соединенных последовательно диода Поставленная цель достигается тем, что импульсный модулятор, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым 45 выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена сположительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, парал дельно вторичной обмотке зарядного трансформатора подключены включенные последовательно зарядный диод, линия ного транзистора, а катод диода - с базой ключевого транзистора. формирования, нагрузка и разрядный диод, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора,анод которого подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии Формирования, управляющий электрод разрядного тиристора соединен с первым выходом синхронизатора, а к катоду разрядного диода подключен один вывод ограничительного резистора, дополнительно снабжен двумя разделительными диодами, защитной цепью, включенной параллельно источнику питания, и регулирующим устройством, первый вход которого включен между эмиттером зарядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, второй вход подключен к точке соединения катодов разделительных диодов, анод первого разделительного диода соединен с вторым выходом синхронизатора., анод второго разделительного диода соединен с вторым выводом ограничительного резистора, а выход регулирующего устройства подключен между базой и эмиттером зарядного транзистора.Защитная цепь содержит диод, а зарядные дроссель и трансформатор снабжены дополнительными обмотками, включенными последовательно с диодом между положительным и отрицательным полюсами источника питания.50 ная обмотка включена между базойи эмиттером зарядного транзистора.,дополнительная обмотка включена междубазой зарядного транзистора и катодомстабилитрона, соединенным через второй резистор . с второй базой однопереходного транзистора. В регулирующее устройство введендополнительный пороговый элементв виде соединенных последовательно 10диода и стабилитрона, причем катодстабилитрона соединен с эмиттеромзарядного транзистора, а катод диода - с,базой ключевого транзистора. 15На чертеже приведена электрическая принципиальная схема импульсногомодулятора.Импульсный модулятор содержитзарядный трансформатор 1 с первичной 20обмоткой 2, зарядный дроссель 3 с основной обмоткой, источник 4 питания,зарядный транзистор 5, вторичнуюобмотку 6 трансформатора 1, зарядный диод 7, линию формирования 8,нагрузку 9, разрядный диод 10, разрядный тиристор 11, первый выход 12синхронизатора 13, ограничительныйрезистор 14, второй выход 15 синхронизатора 13 и резистор 16,В модулятор введены разделительные диоды 17 и 18, защитная цепь всоставе диода 19 и дополнительныхобмоток 20 и 21 у зарядных дросселя3 и трансформатора 1, а также регулирующее устройство 22.35Регулирующее устройство 22 содержит стабилитрон 23, резисторы 24 и25, ключевой транзистор 26, однопере.ходный транзистор 27, интегрирующуюцепь 28 (выполненную,например, в 40составе индуктивности 29, резистора30 и.конденсатора 31) и разделитель 1ный трансформатор 32 с первичной,вторичной и дополнительной обмотками33,34 и 35 соответственно, а также 45пороговый элемент 36 (например,ввиде диода 37 и стабилитрона 38). Первичная обмотка 2 зарядного трансформатора 1 первым выводомчерез основную обмотку зарядного дросселя 3 соединена с положительным полюсом источника питания 4, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора 5. Параллельно вторичной обмотке 6 трансФорматора 1 55 присоединены включенные последовательно зарядный диод 7, линия формирования 8, нагрузка 9 и разрядный ,диод 10, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом разрядного тиристора 11. Его анод подключен к выводам катода диода 7 и линии 8. Управляющий электрод тиристора 11 соединен с первым выходом 12 синхронизатора 13, а к:катоду диода 10 65 подключен один вывод ограничительного резистора 14.Первый вход регулирующего устройства 22 включен между эмиттером зарядного транзистора 5 и отрицательным полюсом источника питания 4. Второй вход устройства 22 подключен к объединенным выводам катодов первого 17 и второго 18 разделительных диодов. Анод диода 17 соединен с выходом 15 синхронизатора 13, анод диода 18 - с вторым выводом резистора 14. Выход регулирующего устройства 22 подключен между базой и эмиттером транзистора 5.Защитная цепь в виде дополнительных обмоток 20 и 21 зарядных дросселя 3 и трансформатора 1 включена последовательно с диодом 19 между положительным и отрицательным полюсами источника витания 4.В регулирующем устройстве 22 первый резистор 24 включен между эмиттером зарядного транзистора 5 и отрицательным полюсом источника питания 4. Параллельно резистору 24 через интегрирующую цепь 28 подключен эмиттер однопереходного транзистора 27. При этом в случае выполнения интегрирующей цепи из пассивных элементов индуктивность 29 и резистор 30 цепи 28 включены последовательно между эмиттерами транзисторов 5 и 27, а конденсатор 31 включен между эмиттером транзистора 27 и отрицательным полюсом источника питания 4.Анод стабилитрона 23 соединен с отрицательным полюсом источника питания 4 и эмиттером ключевого транзистора 26, база которого соединена с первой базой однопереходного транзистора 27, коллектор соединен с базой зарядного транзистора 5. Первичная обмотка 33 разделительного трансформатора 32 подключена между выводами катодов разделительных диодов 17 и 18 и общей шиной модулятора (корпусом). Вторичная обмотка 34 включена между базой иэмиттером зарядного транзистора 5. Дополнительная обмотка 35 включена между базой транзистора 5 и катодом стабилитрона 23, соединенным через резистор 25 с второй базой однопереходного транзистора 27.Дополнительный пороговый элемент 36 выполнен, например, в виде соединенных последовательно диода 37 и стабилитрона 38, причем катод стабилитрона 38 соединен с эмиттером зарядного транзистора 5, а катод диода 37 соединен с базой ключевого транзистора 26,Импульсный модулятор работает следующим образом.При подаче кратковременного положительного:запускающего импульсаот выхода 15 синхронизатора 13 через диод 17 и обмотки 33 и 34 на базу транзистора .5 транзистор отпирается и от источника питания 4 через основную обмоткудросселя 3, обмотку 2 и резистор 24 начинается протекание тока. При этом начинается заряд линии 8 через обмотку б, диод 7, нагрузку 9, резистор 14, диод 18 и обмотку 33, Протекание зарядного тока через об-. мотку 33 поддерживает транзистор 5 10 открытым после окончания запускающего импульса в,течение всего времени заряда линии 8. (Тиристор 11 и диод 10 в это время заперты). Резистор 14 и нагрузка 9 ограничивают ток базы15 транзистора 5 до уровня, необходимого для поддерживания его в насыщенном состоянии.Одновременно на стабилитроне 23 образуется положительный импульс стабильного напряжения О, поступающий на вторую базу однопереходного тран-. зистора 27 через резистор 25.На резисторе 24 образуется напряжение 25ъЮ - р -- зп 2 ш, Ожт,: где- сопротивление резистора 24;УЯ. - соответственно характеристиОческое сопротивление и резо нансная.частота заряднойцепи;Е+ - напряжение источника питания 4;о - коэффициент трансФормации. 35Зарядное напряжение Е на линии 8 имеет видБьат д 4:-(1-саз ЛМ (2)где о - коэффициент трансформацииобмоток 2 и б трансформатора 1.Напряжение Е поступает на интегрирующую ЙЬ( цепь 28, Выходное напряжение цепи образуется на конденсаторе 31 и имеет вид(3)ЕаЖвЮЖ " ф (и-ьв 5 ЫИз сопоставления соотношений (2) и (3) следует, что напряжение Еу на конденсаторе 31 пропорционально зарядному напряжению Е на линии 8,Как только напряжение Е 8 А (а следовательно, и Е ) достигнет заданного номинала, определяемого величи нойЕз =О, (4) .где" коэффициент переключенияоднопереходного транзис- тора 27, 60 транзистор 27 включается, в резуль- тате происходящего в этих условиях разряда конденсатора 31 отпирается ключевой транзистор 26, эакорадивающий цепь базы зарядного транзистора 65 5. Транзистор 5 и диод 7 запираются, благодаря чему дальнейний заряд линии 8 прекращается и напряжение Е на ней фиксируется на заданном номинальном уровне.Энергия, запасенная в индуктивностях обмоток дросселя 3 и транс" форматора 1 к.моменту запирания транзистора 5, вызывает появление ЭДС самоиндукции в обмотках 20 и 21, отпирающей диод 19В результате укаэанная энергия возвращается в источник питания 4. Цепь из обмоток 20 и 21 и диода 19 защищает коллекторную цель транзистора 5 от коммутационных перенапряжений, возникающих при его запирании в процессе стабилизации зарядного напряжения.После окончания заряда линии 8 на управляющий электрод тиристора 11 от. выхода 12 синхронизатора 13 поступает положительный импульс. Тиристор отпирается и разряжает через диод 10 линию 8 на нагрузку 9. Амплитуда выходных импульсов на нагрузке 11 будет стабильной благодаря стабиль" ности зарядного напряжения на линии 8.Диоды 17 и 18, вместе с диодом 10 осуществляют развязку зарядной и раз рядной цепи линии 8 и выхода 15 синхронизатора 13.В следующем цикле заряда линии процессы повторяются аналогично изложенному выше.Если в процессе заряда линии.происходит ложное срабатывание тиристора 11, то тогда ток обмотки 6 замыкается через диод 7 и тиристор 11, минуя базовую цепь транзистора 5 (т.е. цепь из резистора 14, диода 18 обмоток 33 и 34) . В результате транзистор 5 запирается и разрывает цепь протекания тока от источника питания 4;Этим включается перегрузка устрой-. ства.При этом в защитной цепи из обмоток 20 и 21 под действием ЭДС самоиндукции отпирается диод 19, что обеспечивает защиту транзистора 5 от коммутационных перенапряжений аналогично описанному выше.В некоторых случаях возможно слу" чайное насыщение ферромагнитных сердечников у дросселя: 3 и/или трансформатора 1.В этих условиях во время зарядного цикла вследствие уменьшения индуктивности обмоток возможно воз-;. яикновение токовой перегрузки транзистора 5, не сопровождающееся прекращениемтока заряда линии 8. В этом случае падение напряжения на резисторе 24 достигает уровня отпирания стабилитрона 38. В результате отпирается ключевой транзистор 26, шунтирует, базовую цепь транзистора 5, обеспечивая его запирание. Этим-и достигается защита от токовых перегрузок при слу1067591 Составитель В.ЕгоркинРедактор М.Дклын ТехредМ,Гергедь Корректор А,.Пов 8/57 Тираж 868 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва,Ж-.35, РПодписноекомитета СССРи открытийушская наб., д.4/5 Заказ 11 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 чайном насыцении сердечников дросселя 3 и/или трансформатора 1.Технический эффект от.;использования изобретения состоит в том, что в предложенном импульсном модуляторе обеспечивается повышенная стабильность амплитуды выходных импульсов, При этом одновременно обеспечивается защита от коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе стабилизации; а также от токовых перегрузок 10 при случайном насьиценииферромагнитных сердечников зарядных дросселяи/или трансформатора. Повышенная стабильность амплитуды выходных импульсов расширяет функциональные воэможности модулятора при его использовании в составе, например, магнетронных передатчиков с повышенными требованиями к стабильности частоты и мощности радиоимпульсов.