Импульсно-кодовый модулятор для свч генератора м-типа

(50 4 Н 03 К Э/5 РЕТЕН Ч-генератозадержки с импульсов с об нальных свянию постав 3 ил.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретение может быть исполь зовано в импульсных радиопередающих устройствах. Цель изобретения " по.- вышение устойчивости возбуждения ос1292163 д 1 новного вида колебанийра М-типа. Модулятор соник 1 питания, зарядныйемкостный накопитель Эмутатор 4, импульсный т5, резистор 6, нагрузкуратора М-типа), генератщих импульсов и подмодуВведение элементов 12 иляторов 13 и 16, выполилировкой амплитуды выходсов, и элементов 1 О и 1регулировкой задержкиразованием новых функцизей способствует достижленной цели. 1 з.п. ф-лы ержит источэлемент 2, нергии, комансформатор 8 (СВЧ-генер 9 запускаю лятор 11.14, подмодунных с регуных импуль12921Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в импульсных радиопередающих устройствах.Цель изобретения - повьпцение ус 5 тойчивости возбуждения основного вида колебаний СВЧ-генератора М-типа.На фиг. 1 приведена Функциональная схема импульсно-кодового модулятора; на фиг. 2 - его эквивалентная О схема; на фиг. 3 - эпюры напряжений в основных точках схемы устройства.Импульсно-кодовый модулятор содержит источник 1 питания, зарядный элемент 2, емкостной накопитель 3 5 энергии, коммутатор 4, импульсный трансформатор 5, резистор б, дополнительный коммутатор 7, нагрузку 8 (СВЧ-генератор М-типа), генератор 9 запускающих импульсов, первый элементд) 10 задержки, первый подмодулятор 11, первый элемент 12 развязки, второй подмодулятор 13, второй элемент 14 развязки, второй элемент 15 задержки и третий подмодулятор 1 б. 25К выводам источника 1 питания подключены последовательно соединенные зарядный элемент 2 и накопитель3, параллельно которому включены последовательно соединенные первичная ЗО обмотка импульсного трансформатора 5 и коммутатор 4. К вторичной обмотке трансформатора 5 подключены последовательно соединенные нагрузка 8 и резистор 6, параллельно которому включен дополнительный коммутатор 7 в проводящем направлении. Выход генератора 9 соединен с управляющим входом коммутатора 4 через элемент 10 задержки, подмодулятор 11 и элемент 40 2 развязки, а также через подмодулятор 13 и элемент 14 развязки. Выход генератора 9 подключен к управляющему входу коммутатора 7 через элемент 15 задержки и подмодулятор 16. 45На эквивалентной схеме импульсно- кодового модулятора (фиг. 2) представлены: коммутатор 4 модулятора - двумя параллельно соединенными цепями, содержащими последовательно сое О диненные ключ 17 (18) и внутреннее сопротивление В, (В;, ) открытого комммутатора,модулятора, при этом предполагается, что замыканию ключа 17 соответствует подача на управляю щий электрод импульса с выхода первого подмодулятора 11, а замыканию ключа 18 - с второго подмодулятора 13; импульсный трансформатор 5 - ин -63 гдуктивностью рассеяния Ь и индуктив 5 ностью намагничивания Ь ; дополнительный коммутатор 7 - последовательно соединенными ключом 19 и сопротивлением В, открытого коммутатора; нагрузка 8 (генератор СВЧ) - сопротивлением В, равным динамическому сопротивлению генератора СВЧ во время его работы, которое включается ключом 20 при достижении на генераторе порогового напряжения, сопротивлением В , равным сопротивлению генератора СВЧ при напряжении на последнем ниже порогового, и емкостью С которой учтены емкость генератора СВЧ, емкость монтажа и паразитная емкость обмоток импульсного трансформатора 5.Импульсно-кодовый модулятор работает следующим образом,В исходном состоянии накопитель 3 заряжен приблизительно до уровня напряжения источника 1 питания, во всех остальных точках схемы импульсно-кодового модулятора напряжения и токи равны нулю.В момент. времени 1 с выхода гене 1ратора 9 запускающих импульсов импульс Ь (Фиг. З,а) подается одновременно на элементы 10 и 15 задержки и второй подмодулятор 13, на выходе которого формируется импульс У (Фиг. З,в), Через элемент 14 развязки, который так же, как и элемент 12 развязки, предназначен для устранения взаимного влияния подмодуляторов 11 и 13, этот импульс Ь 1 (фиг. З,г) поступает на управляющий вход коммутатора 4 модулятора и приоткрывает его - замыкается ключЭ 18 (фиг, . При этом на,чинает протекать ток по цепи(фиг. 2) плюсовой вывод накопителя(3 - внутреннее сопротивление Вкоммутатора 4 модулятора - индуктивность рассеяния Ь импульсного трансформатора 5 - резистор 6 - емкость С нагрузки 8 минусовой вывод накопителя 3. При протекании данного тока происходит заряд емкости С . Во время формирования Фронта импульса можно пренебречь током, протекающим через индуктивность намагни( чивания Ь и через сопротивление В, генератора СВЧ, из-за малой величины данных токов по сравнению с током заряда емкости С, а также для упрощения описания процессов в модуляторе. Кроме того, накопитель 3 можно1292163 считать источником питания с бесконечно малым внутренним сопротивлением, так как величина емкости накопителя 3 намного больше величины емкос-ти С , . При принятых допущениях заряд 5 емкости С (формирование фронта импульса) происходит в контуре ВС, и определяется параметрами этого контура, переменной величиной в котором . является сопротивление, равное сумме сопротивлений В; и сопротивления11резистора 6. Так как величина сопротивления резистора 6 выбирается из условия обеспечения минимального времени разряда емкости С через индуктивность намагничиванияпри формировании заднего фронта импульса и послеимпульсного переходного процесса, то изменение длительности переднего фронта импульса достигается изменением величины сопротивления В внутреннего сопротивления коммутатора 4 модулятора, что, в свою очередь, может быть получено изменением величины амплитуды импульса Ц на выходе второго подмодулятора 13.Изменение амплитуды импульса может быть получено изменением питающего напряжения на подмодуляторе 13,При увеличении амплитуды импульса У, (пунктир, фиг. З,в) и У (пунктир, фиг. З,г) на управляющем входе ГФ коммутатора 4 модулятора - уменьшении1 внутреннего сопротивления В коммутатора 4 модулятора - происходит рост 35 напряжения У (пунктир, фиг. З,е) на вторичной обмотке импульсного трансформатора 5 и увеличение скорости нарастания напряжения У (пунктир, фиг. З,з) на нагрузке. 40 При достижении в момент времениС, (фиг. З,з) уровня напряжения У,равного пороговому напряжению УСВЧ-генератора, параллельно емкости 45С подключается сопротивление Вн(замыкается ключ 20) и рост напряжения на емкости С приостанавливаетсяВ этот момент времени на вход третьего подмодулятора 16 поступает им-50пульс, задержанный вторым элементом15 задержки на время (С -С ),Выходным импульсом Б (фиг, З,д)третьего подмодулятора 16 открываетсядополнительный, коммутатор 7 - включается ключ 19, сопротивление резистора 6 шунтируется малым внутреннимсопротивлением В; открытого коммутатора 7, в результате чего продолжа 4ется рост напряжения на нагрузке 8, во время которого происходит возбуждение в СВЧ-генераторе колебаний основного вида, Скорость роста напряжения на нагрузке 8 в этот момент времени определяется величиной внутреннего сопротивления В открытого ком 1 Дмутатора 7 и может быть изменена регулировкой амплитуды Б импульса напзвыходе третьего подмодулятора.При формировании импульса с большой скоростью нарастания напряжения У на нагрузке (пунктир, фиг. З,з) в начале импульса последний на выходе третьего подмодулятора 16 должен быть задержан на меньшее время (С. -Я С, ) и при меньшей величине амплитуды данного импульса (пунктир, фиг. З,д),Рскорость нарастания напряжения на нагрузке при .формировании "уступа" будет меньше.К моменту времени С , когда СВЧ- генератор устойчиво работает на основном виде колебаний, с выхода первого подмбдулятора 11 на управляющий вход коммутатора 4 модулятора через элемент 12 развязки подается импульс Б (фиг. З,б) амплитуда которого больше амплитуды импульса на выходе второго подмодулятора 13 и который задержан на время (С -С, ) первым элементом 10 задержки (при формировании импульса с более крутым передним фронтом задержки равна С-С,). В результате форма импульса У на управляющем входе коммутатора 4 модулятора имеет ступенчатую форму (фиг. З,г). При этом коммутатор 4 модулятора полностью открывается и формируется вершина импульса на нагрузке. На эквивалентной схеме(фиг. 2) процессу формирования вершины импульса соответствует замыкание ключа 17 и выключение ключа 18. Срез импульса Б (фиг. З,з) на нагрузке начинает формироваться в момент времени С - окончания импульса Б, (фиг. З,б на выходе первого подмодулятора 11 (импульс 11 на выходе второго подмодулятора 13 к этому времени должен быть закончен). Моменту начала формирования среза выходного импульса модулятора на эквивалентной схеме соответствует выключение ключа 17. При этом начинается разряд емкости С через сопротивление В, сопротивление резистора 6, индуктивность намагничивания Ь, 1292163импульсного трансформатора 5 и сопротивление В до момента времени,йпока напряжение на емкости С недостигнет порогового напряжения У(фиг. З,з) СВЧ-генератора - выключение ключа 20. С этого момента времени скорость разряда емкости С,уменьшается и в основном определяется током, протекающим через индуктивность намагничивания Ь и сопротивление резистора 6, величина которого выбирается из условия максимально возможной окорости разряда емкости С, а именно обеспечения апериодического разряда в критическом 5режиме.На этом процесс формирования импульса в схеме модулятора заканчивается.Процесс формирования импульса в 20модуляторе рассмотрен при условииотсутствия спада напряжения на емкости накопителя 3, отсутствия протекания тока через индуктивность намагничивания Ь импульсного трансформатора 5, а также идеализации импульсного трансформатора при составлении эквивалентной схемы. Все перечисленные факторы являются причинойизменения напряжения Б на вторич- ЗОной обмотке импульсного трансформатора на вершине импульса, а именно спада вершины и возникновения на вершине после формирования Фронта колебательного процесса, вызванного энергией, запасенной во время Формирования фронта в индуктивности рассеянияЬ . и паразитной междувитковой емкос 8ти обмоток (пунктир, фиг, З,е),Так как в импульсно-кодовом модуляторе нагрузка 8 включена последовательно с дополнительным коммутатором 7, внутреннее сопротивление В.,которого определяет в основном токв нагрузке, то при применении в качестве дополнительного коммутаторастабилизатора тока, например, модуляторной лампы с пентодной вольт-амперной характеристикой, различногорода изменения напряжения Б на 50вторичной обмотке импульсного трансформатора при формировании вершиныимпульса, в Фом числе и спад амплитуд импульсов при прохождении пачки импульсов, могут быть скомпенсированы изменением падения напряжения 11Р на внутреннем сопротивлении дополнительного коммутатора (пунктир, фиг. З,ж).Формула изобретения1, Импульсно-кодовый модулятор для СВЧ-генератора М-типа, содержащий источник питания, к выводам которого подключены последовательно соединенные зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, параллельно которому включены последовательно соединенные первичная обмотка импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные СВЧ-генератор М-типа, резистор, коммутатор, генератор запускающих импульсов и первый подмодулятор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости возбуждения основного вида колебаний СВЧ-генератора М-типа, в него введены второй и третий подмодуляторы, первый и второй элементы задержки, первьпЪ и второй элементы развязки, дополнительный коммутатор, причем дополнительный коммутатор выключен параллельно резистору в проводящем направлении, выход генератора запускающих импульсов соединен с управляющим входом коммутатора через последовательно соединенные первый элемент задержки, первый подмодулятор и первый элемент развязки, а также через последовательно соединенные второй подмодулятор и второй элемент развязки, а с управляющим входом дополнительного коммутатора - через последовательно соединенные второй элемент задержки и третий подмодулятор.2. Модулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью регулирования крутизны фронта импульсов в начале и конце - при формировании "уступа" второй и третий подмодуляторы выполнены с регулировкой амплитуды выходных импульсов, а первый и второй элементы задержки - с регулировкой задержки импульсов.12921 б 3 и СоставительТехред В.Кад Редактор С. Пек а 1 Тираж 902 НИИПИ Государственног по делам изобретении 13035, Москва, Ж, з 2,85/ омите ПодписноСССР и открыти ушская на Проек оизводственно-поли ЕгоркинР Корректор М фическоЕ предприятие, г. Ужгород