Линейный импульсный модулятор

ОП ИСАНИЕ 767960ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик Ф(23) Приоритет -Н 03 К/02 Гооударстееииый комитет Опубликовано 30.09.80. Бюллетень36Дата опубликования описания 10.10.80оо делам изобретений и открытий(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЛ МОДУЛЯТОР 1Изобретение относится к технике формирования импульсов и может быть использовано преимущественно в передающих устройствах СВЧ для радиолокационных систем, а также для питания генераторов СВЧ в ускорителях заряженных частиц.Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, источник опорного напряжения, датчик тока, цепи формирования импульсов, импульсный генератор, цепь заряда, Каждая цепь формирования выходного импульса содержит управляемый вентиль, включенный в цепь заряда. Для формирования выходного импульса с длительностью, пропорциональной числу цепей формирования в модуляторе, имеется управляемый вентиль, через который разряжаются все цепи формирования 11).Недостатком известного импульсного модулятора является низкая надежность его работы из-за возможных срабатываний от ложных импульсов.Известен также линейный импульсный модулятор, содержащий источник питания, подключенный положительным полюсом к средней точке первичной обмотки зарядного трансформатора, выводы которой соедииены с коллекторами двух транзисторов, а к его вторичной обмотке через выпрямитель подключены последовательно соединенные зарядный дроссель с дополнительной обмоткой, зарядный диод, нагрузка линия формирования и датчик зарядного тока, выход которого соединен с вторым входом первого конъюнктора, при этом между точкой соединения диода с нагрузкой и общей шиной включен коммутатор, управляющий электрод которого соединен с первым выходом син 1 о хронизатора, а его второй выход соединенсвыходом первого конъюнктора и базой первого ключевого транзистора 2).Недостаток этого модулятора заключается в низкой надежности его работы из-за паразитной амплитудной модуляции выходных импульсов, обусловленной биениями между частотой сети и частотой повторения импульсов.Цель изобретения - повышение надежности работы линейного импульсного модулятора.С этой целью в линейный импульсный модулятор, содержащий источник питания, подключенный положительным полюсом к средней точке первичной обмотки зарядного тран3сформатора, выводы которой соединены сколлекторами двух ключевых транзисторов,а к его вторичной обмотке через выпрямитель подключены последовательно соединенные зарядный дроссель с дополйительной обмоткой, зарядный диод, нагрузка, линия формирования и датчик зарядного тока, выход которого соединен с вторым входом первого конъюнктора, при этом между точкой соединения диода с нагрузкой и общей шиной включен коммутатор, управляющий электрод которого соединен с первым вы 5 1 Е ходом синхронизатора, а его второй выход соединен с выходом первого конъюнктора ибазой первого ключевого транзистора, введены второй конъюнктор и диоды, причем выводы дополнительной обмотки зарядногодросселя через диоды подключены к первым входам конъюнктора и через встречно включенные диоды - к катоду коммутатора тельной обмоткой 18, каждый выход которой через диоды 19, 20 связан соответственно с вторыми входами первого 14 и второго 21 конъюнкторов. Эти же выводы обмоток 18 через диоды 22, 23, включенные встречно по отношению к диодам 19, 20 соединены с катодом коммутатора 10 и общей шиной.Первый вход второго конъюнктора 21 соединен с выходом датчика 11, а выход второго конъюнктора соединен с базой второго ключевого транзистора 24, коллектор которого соединен с обмоткой 4 трансформатора 2, Элементы 1, 2, 5, 24 и 7 в совокупности представляют собой двухтактный ста 50 55 второй вход второго конъюнктора соединен с выходом датчика тока, а его выход подключен к базе второго ключевого транзистора.На фиг. 1 показана электрическая принципиальная схема предлагаемого модулятора; на фиг. 2, а-ж даны эпюры токов и напряжений.Линейный импульсный модулятор содер- ф 5 жит источник питания 1 постоянного тока, зарядный трансформатор 2 с первичными обмотками 3, 4, включенными согласно, причем к их общей точке подключен положительный полюс источника питания 1, К одной из обмоток присоединен ключевой транзис тор 5, выполняющий функцию прерывателя-, К вторичной обмотке 6 подключен выпрями тель 7 в виде диодного моста, К его выходу подключены соединенные последовательно зарядный дроссель 8,зарядный диод 9 и ком мутатор 10, например тиристор. Параллельно коммутатору 10 подключены соединенные последовательно датчик 11 зарядного тока, нагрузка 12 и линия формирования 13. Выход датчика 11 соединен с первым входом первого конъюнктора 14. Выход 15 синхронизатора 16 соединен с выходом первого конъюнктора 14 и базой транзистора 5, выход 17 синхронизатора подключен к управляющему электроду коммутатора 10.45Зарядный дроссель 8 снабжен дополни 4тический преобразователь напряжения постоянного тока.Модулятор работает следующим образом. В исходном состоянии транзисторы 5 и 24 заперты напряжения на обмотке 6, выходе моста 7 и на линии 13 равны нулю. В момент подачи пускового импульса У (фиг. 2,а) от выхода 15 синхронизитора 16 на базу транзистора 5 последний отпирается, через обмотку 3 идет ток от источника 1, В результате через элементы 6, 7, 8, 9 и 1 начинает протекать ток 3 5 резонансного заряда линии формирования 13 (фиг. 2, б). На выходе датчика 11 образуется положительное напряжение (1, поступающее на первые входы конъюнкторов 14 и 21 (фиг. 2, а) . В составе датчика 11 целесообразно применение ограничителя амплитуды, благодаря чему напряжение 11 приобретает форму, близкую к прямоугольной.На дополнительной обмотке 18 дросселя 8 во время заряда линии 13 существует напряжение 11 Ь в виде отрезка косинусоиды (фиг, 2,г). В интервале фазовых углов 02514 напряжение Ш в виде положительного импульса через диоды 30 и 34 поступает на второй вход первого конъюнктора 23 (здесь Я - резонансная частота зарядной цепи). Диоды 20 и 22 и тиристор 10 в это время заперты. В результате наличия напряжений на обоих входах (от датчика 11 и от обмотки 18) первый конъюнктор 14 отпирается и выдает положительное напряжение логической единицы Оу (фиг, 2,д), поддерживающее транзистор 5 в открытом состоянии в течение интервала фазовых углов (О, ЗГ/ ), указанного выше, и после окончания действия пускового импульса 1.1, В течение этого же интервала происходит заряд линии 13,В интервале фазовых углов отЩдоЯ напряжение меняет знак (фиг, 2,г); при этом отпираются диоды 20 и 22, а диоды 19 и 23 запираются. Первый конъюнктор 14 и транзистор 5 также запираются,а второй конъюнктор 21 отпирается, так как на его обоих входах появляются положительные напряжения. Выходное напряжение Б логической единицы (фиг. 2,1) отпирает транзистор 24. В результате в интервале фазовых углов (Ю/Е, 3 ) через обмотку 4 идет ток от источника 1, и заряд линии продолжается до тех пор, пока напряжение 1.1 на ней ее достигает максимума (фиг. 2,а), Далее напряжение 11 и ток 15 обращаются в нуль, конъюнктор 21 и транзистор 24 запираются, и заряд линии 13 прекращается, После этого от выхода 17 синхронизатора 16 на управляющий электрод тиристора 10 подается импульс запуска 11 зал (фиг. 2, а, ж) линия 13 разряжается, и на нагрузке 12 формируется импульс, Временной сдвиг Я между импульсами Ц, и 115(фиг. 2,а,ж) устанавливается не меньшим, чем время выключения тиристора 10.5Таким образом, каждый ключевой транзистор 5 и 24 и каждая из обмоток 3 и 4трансформатора 2 работают поочередно втечение половины длительности интервалазаряда линии 13; постоянное подмагничивание сердечника у трансформатора 2 отсутствует.Стабилизация зарядного напряженияйа линии 13 может осуществляться при необходимости каким-либо известным способом,Индуктивность 1. обмоток трансформа етора 2 может быть сделана малой, поскольку ее величина не связана с частотой питающей сети переменного тока (обычно 50или 400 Гц). Величина Ет зависит толькоот частоты собственных колебаний зарядной цепи; единственные ограничения, накладываемые на нее, определяются с однойстороны значением добротности зарядной цепи, с другой - допустимой скоростью нарастания напряжения на коммутаторе во,время заряда линии. Так, реально возмож пны длительности интервала заряда Т =ЮЯдо 50 - 100 мкс. Массу и габариты трансформатора 2 в этих условиях можно резкоуменьшить по сравнению с прототипом в10 раз и более в зависимости от ЯФункциональные возможности модулятора также расширяются:диапазон частот повторения импульсов может быть расширен всторону увеличения до 10,20 кГц,Паразитная модуляция выходных импульсов, обусловленная биениями между час отой повторения импульсов и частотой питающей сети переменчого тока (и их гармониками) существенно ослаблена и зависиттолько от уровня пульсации напряжения источника 1. Это достигается благодаря тому, что частота преобразователя (элементы Ы 1, 2, 5, 6, 7 и 24) совпадает с частотой повторения импульсов.формула изобретенияЛинейный импульсный модулятор, содержащий источник питания, подключенный положительным полюсом к средней точке первичной обмотки зарядного трансформатора, выводы которой соединены с коллекторами двух ключевых транзисторов, а к его вторичной обмотке через выпрямитель подключены последовательно соединенные зарядный дроссель с дополнительной обмоткой, зарядный диод, нагрузка, линия формирования и датчик зарядного тока, выход которого соединен с вторым входом первого конъюнктора, при этом между точкой соединения диода с нагрузкой и общей шиной включен коммутатор, управляющий электрод которого соединен с первым выходом синхронизатора, а его второй выход соединен с выходом первого конъюнктора и базой первого ключевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй конъюнктор и диоды, причем выводы дополнительной обмотки зарядного дросселя через диоды подключены к первым входам конъюнкторов и через встречно включенные диоды - к катоду коммутатора, а второй вход второго конъюнктора соединен с выходом датчика тока, а его выход подключен к базе второго ключевого транзистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Юо 3590279, кл. 307-265, опублик. 29.06,71.2, Патент США Мо 3867684, кл. Н 03 К 3/64, 18.02.75 (прототип) .767960 1р Бабинец ВНИИПИ Государстпо делам изобр113035, Москва, Ж - 3 филиал ППП Патенть,едактор Г. Караулаказ 7217/51 Составитель Д. ХоТехред К. ШуфрицТираж 995 нного комит тений и от Раушская Ужгород, у