Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1983 года по МПК H03K7/08 

IV/

F

ю

IsD

СО

о

«

Изобретение относиРся к радиоэлектронике и предназначено для использования в усилителях с преобразованием усиливаемого сигнала, в частности, в ключевых усилителях и мощности с адаптивной широтно-импульсной модуляцией.

Известен широтно-импульсный модулятор, используемый в ключевом усилителе мощности для формирования ишротно-модулированных импульсов i .

Недостатком известного широтно-импульсного модулятора является зависимость периода широтно модулированных импульсов абсолютной величины и скорости изменения Модулирующего сигнала, что, в конечном счете, сужает полосу частот преобразуемого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор использованный в ключевом усилителе мощности, содержащий последовательно соединенные источник, модулируквдего сигнала, блок вычитания, первый интегратор первый компаратор, R5 триггер, каскад сдвига уровня, цепь обратной связи, выход которой соединен с вторым входом блока вычитания, а также вторые интегратор и компаратор, соединенные последовательно и включенные между выходом KS-триггера и его R -входом 123Недостатком известного широ±но-импульсного модулятора является зависимость периода широтно-модулированных импульсов от скорости изменения/модулирующего сигнала и, как следствие, высокий уровень частотных искажений модуляционной характеристики.

Цель изобретения - уменьшение частотных искажений модуляционной характеристики.

Для этого в широтно-импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные источник модулирующего сигнала, блок вычитания, первый ивтегратор и первый компаратор, второй вход которого соединен с шивой фиксированного потенциала, а выход cSr-входом R5 -триггера, выход которого через каскад сдвига уровня соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, который через блок обратной связи.подключен к второму входу блока вычитания, а также второй интегратор имеющий вход задания начальных условий и сигнальный вход, присоединенный к выходу RS -триггера, а также второй компаратор, включенный между R-входом RS -триггера и выходом второго интегратора, вь1ход блока вым читания соединен с входом задания начальных условий -второго интеграто-, ра через селектор отрицательной по- лярвости, а второй вход второго компаратора соединен с вторым входом первого компаратора,

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содежит источник 1 модулирующего сигнала блок 2 вычитания, первый интегратор 3, первый компаратор 4, селектор 5 отрицательной полярности, R5 -триггер 6, каскад 7 сдвига уровня, блок

8обратной связи, второй интегратор 9, второй компаратор 10 и шину 11 фиксированного потенциала.

Устройство работает следуквдам образом.

На выходе блока 8 обратной связи учетом сдйига уровня выходных однополярных положительных импульсов RS-триггера б каскадом 7 сдвига уровня формируется последовательность двух полярных импульсов+(iE и-(2)Е , где Е - величина выходных импульсов Кб-триггера б, а Р - коэффициент передачи блока 8 обратной связи. При этом выходное напряжение блока 2 вычитания равняется соответственно Р)Е-U(t) (t) , где U(t), - выходное напряжение источника 1 модулирующего сигнала. Переключение R5 триггера 6 происходит в моменты срабатывания первого- 4 и второго 10 компараторов, причем при срабатывании первого компаратора 4 выходное напряжение R5 -триггера б возрастает скачком до величины Е , а выходное напряжение блока вычитания 2 изменяется скачком от ве.личины -/J Е и (t) до |1 Е - и (-fc) .. При срабатывании второго компаратора 10 выходное напряжение RS-триггера 6 уменьшается скачком от величины Е до нуля, а выходное напряжение блока 2 вычитания изменяется о величины рЕ - и (t) до -fiE - U (t). При этом, с учетом того, что начальное выходное напряжение второго интегратора 9, задаваемое ему через селектор 5 отрицательной полярности, выхо которого подключен к входу задания начальных условий второго интегратор

9, равно - р Е - и (t) , а потенциал шины 11 фиксированного потенциала равен в частном случае нулю, промежуток времени ti от момента срабатывания первого компаратора 4 до момента срабатывания второго компаратора 10, равный времени существования ни выходе RS -триггера б напряжения, & , равняется

pEfUUti -где мгновенное значение модулирующего сигнала в момент- срабатнвайи компаратора 4, а. в(, - постоянная времени второго интегратора 9;Промежуток времени l. от момент срабатывания istoporo компаратора 10 цо момента срабафййания первого комna|SaTopa 4 с учетом, в частности, линейно-нарастающего иодулируквдего сигнал.а определяется из уравнения V f.bU,(t) ,11}+у1иМ 0, оо гд(э у - скорость нарастания вход-f кого сигнала, а первый интеграл равен величине выходного напряжения первого интегратора 3 в мсмент срабатывания, второго компаратора 10, а второй определяет характер спада выходного напряжения первого интегратора 3 в промежуток времени от момента срабатывания второго компаратора 10 до мо.мента срабатывания первого компаратора 4, Решая полученное уравнение относительно t получим: . , ) ч - tpE+U t)oC. Подставляя значение t и учиты- вая, что практически всегда ei у получим; . .Е-иД) I Суммируя полученные для t и tj выражения, получим, что период пере;Ключения RS -триггера 6, т.е. период выходных импульсов широтно-импульcHoro модулятора, равен 2рЕ./2 и не: зависит как от величины так и от скорости изменения модулирующего сигнала. Преиму1дество предлагаемого широтно-импульсного модулятора заключается в том, что ои обладает более равномерной амплитудно-частотной модуляционной характеристикой и соответст венно обеспечивает преобразование vt дулируюших сигналов более высоких частот по сравнению с известными широтно-импульсными модуляторами.

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР содержащий последовательно соединен. ные -источник модулирующего сигнала, блок вычитания, первы интегратор и первый коютаратор, второй вход кото- рого соединен с шиной Фиксированного потенциала, а выход с S -входом RS-триггера, выход котсфого через каскад сдвига уровня соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, который через блок обратной связи .подключен к второму входу блока вычитания, а также второй интегратор, i имеющий вход задания начальных условий и сигнальный вхед,присоединенный к выходу RS -триггера, а также второй компаратор, включенный между R-входом RS триггера и выходом второго интегратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения частотных искажений модуляционной характеристики, выход блока выч1 тания соединен с входом задания начальных условий второго интегратора через селектор отрицательной поляр- i ;ности, а второй вход BTopoio компа- , ратора соединён с вторым входом пер- г/| Iвого компаратора.