Импульсный модулятор Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

4. Модулятор по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что в регулирующее устройство введен дополнительный пороговый элемент в виде соединенных последовательно диода

и стабилитрона, причем катод стабилитрона соединен с эмиттером зарядного транзистбра, а катод диода - с базой ключевого транзистора. I

1. ИМПУЛЬСНЙЙ МОДУЛЯТОР, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора прдКлюченьг 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, с тличающийся 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 заряд юго 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. . 2. Модулятор по п. 1, отличающий ся тем, что защитная цепь содержит диод, а -зарядные дроссель и трансформатор снабжены дополнительными обмотками, включенными последовательно с диодом между положительным и отрицательным полюсами источника питания. 3. Модулятор по пп. 1 и 2, о тS личающийся тем, что регу.лирующее устройство содержит стаби(Л литрон, резисторы, ключевой транзист тор, однопереходный транзистор, интегрирующую цепь и разделительный трансформатор, при этом первый резистор включен между эмиттером заЬядного транзистора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно первому резистору через интегрирующую цепь подключен эмиттер однопереходного транзистора, а анод стабилитрона соединен с отрицательным полюсом источника питания и эмиттером ключевого транзистора, СП база которого соединена с перв.ой базой однопереходного транзистора, ;о коллектор соединен с. базой зарядного транзистора, первичная разделительного трансформатора под ключена между объединенными выводами катодов разделительных диодов , и общей шиной модулятора, вторичная обмотка включена базой и эмиттером зарядного транзистора, дополнительная обмотка включена Между базой зарядного транзиртора и катодом стабилитрона, соединенным через второй резистор с второй базой однопереходного транзистора. .

Изобретение относится к импульсной технике и .может найти применен ние в импульсных передатчиках радио локационных систем, а также в установках для ускорения заряженных частиц. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фор мирователь импульсов, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого своим первым выводом через основную обмотку зарядног дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а своим вторым выводом соединена с коллекто ром зарядного транзистора, параллел но вторичной обмотке зарядного тран форматора подключены включенные последовательно зарядный диод, линия формирЬвания, нагрузка и разрядный диод, анод которрго соединен с обще шиной модулятора и катодом разрядно го тиристора. При этом анод разрядного тиристора подключен к точке соединения катода зарядного диода и линии формирования. Управляющий электрод разрядного тиристора соеди нен с первым выходом синхронизатора а к катоду разрядного диода подключ один вывод ограничительного резисто ра. Его второй вывод соединен с баЗОЙ транзистора. Второй выход .синхр низатора соединен с базой транзисто и шунтирован резистором.Эмиттер заряд ного транзистора соединен с отрицательным полюсом источника питания Ш Однако в известном устройстве не обеспечивается стабилизация амплитуды выходных импульсов. Целью изобретения является повыше ние стабильности амплитуды выходных импульсов. Поставленная цель достигается тем, что импульсный модулятор, содержащий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через основную обмотку за рядного дросселя соединена с положительным полюсом источника питания, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора, параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора-подключены 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, 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 положительньф и отрицательным полюсами Источника питания. Регулирующее устройство содержит стабилитрон, резисторы, 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 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 базойзарядного транзистора, первичная Обмотка разделительного трансформатора подключена между объединенными выводами катодов разделительных дио- . дов и ойцей шиной модулятора, вторичная обмотка включена между базой и эмиттером зарядного транзистора, дополнительная обмотка включена межд базой зарядного транзистора и катод стабилитрона, соединенным через вто рой резистор . с второй базой однопереходного транзистора. В регулирующее устройство введен дополнительный пороговый элемент в виде соединенных последовательно диода и стабилитрона, причем катод стабилитрона соединен с эмиттером зарядного транзистора, а катод диода - с .базой ключевого транзистора, На чертеже приведена электрическая принципиальная схема импульсног модулятора. Импульсный модулятор содержит зарядный трансформатор 1 с первично обмоткой 2, зарядный дроссель 3 с о новной обмот.кой, источник 4 питания зарядный транзистор 5, вторичную обмотку 6 трансформатора 1, зарядный диод 7, линию формирования 8, нагрузку 9, разрядный диод 10, разрядный тиристор 11, первый выход 12 синхронизатора 13, ограничительный резистор 14, второй выход 15 синхро низатора 13 и резистор 16. В модулятор введены разделительные диоды 17 и 18, защитная цепБ в составе диода 19 и дополнительных обмоток 20 и 21 у зар5щных дросселя 3 и трансформатора 1, а также регулирующее устройство 22. Регулирующее устройство 22 содер жит стабилитрон 23, резисторы 24 и 25, ключевой транзистор 26, однопер ходный транзистор 27, интегрирующую цепь 28 (выполненную, например, в составе индуктивности 29, резистора 30 и.конденсатора 31) и разделитель ный трансформатор 32 с первичной, вторичной и дополнительной обмоткам 33,34 и 35 соответственно, а также пороговый элемент 36 (например,в виде диода 37 и стабилитрона38). Первичная обмотка 2 зарядного трансформатора 1 первым выводом через основную обмотку зарядного дросселя 3 соединена с положительным пблюсом источника питания 4, а вторым выводом соединена с коллектором зарядного транзистора 5. Параллельн вторичной обмотке 6 трансформатора присоединены включенные последовательно зарядный диод 7, линия формирования 8, нагрузка 9 и разрядный .диод 10, анод которого соединен с общей шиной модулятора и катодом ра рядного тиристора 11. Его анод подкл чен к выводам катода диода 7 и линии 8. Управляющий электрод тиристора 11 соединен с первым выходом 12 синхронизатора 13, а к .катоду диода 10 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 Объе.диненным 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 аросселя 3 и трансформатора 1 включена последовательно с диодом 19 между положительным и отрицательным полюсами источника питания 4. В регулирующем устройстве 2 первый резистор 24 включен между эмиттером зарядного транзистора 5 и отрицательным полюсом источника питания 4. Параллельно резистору 24через интегрирующую цепь 28 подключен эмиттер- )первходного транзистора 27. При этом в случае выполнения интегрирующей цепи из пассивных элементов индуктйвность 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 модулято- . ра (корпусом). Вторичная обмотка 34 включена между базой и эмиттером зарядного транзистора 5. Дополнительная обмотка 35 включена между базой транзистора 5 и катодом стабилитрона 23, соединенным через резистор 25с 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 к.пючевого транзистора 26. Импульсный модулятор работает следующим образом. При подаче кратковременного положительного :запускающего. импульса от выхода 15 синхронизатора 13 через диод 17 и обмотки 33 и 34 на базу . транзистора .5 транзистор отпирается и от источника питания 4 через.основ ную обмотку дросселя 3, обмотку 2 и резистор 24 начинается протекание тока. При этом начинается заряд лини 8 через обмотку 6, диод 7, нагрузку 9, резистор 14, диод 18 и обмотку 33 Протекание зарядного тока об-гмотку 33 поддерживает транзистор 5 открытым после окончания запускающег импульса в, течение всего времени заряда линии 8. (Тиристор 11 и диод 10 в это время заперты). Резистор 14 и нагрузка 9 ограничивают ток базы транзистора 5 До уровня, необходимог для поддерживания его в насыщенном: состоянии. Одновременно на стабилитроне 23 Образуется положительный импульс ста бильного напряжения lUgj/ поступающий на вторую базу однопереходного транзистора 27 через резистор 25. На резисторе 24 образуется напряжениеjTbRzit Sin5l.t, oi-attTr/i где yi - сопротивление резистора 24 г OSJ. - соответственно характеристи ческое сопротивление и резо нансная,частота заряднойцепи;iif напряжение источника питаг ния 4; п - коэффициент трансформации. Зарядное напряжение Е на линии 8 имеет вид CfiC-t ne C-l-cos -t) (2) где п - коэффициент трансформации обмоток 2 и 6 трансформатора 1. Напряжение Egi/ поступает на интегрирующую цепь 28. Выходное напря жение цепи образуется на конденсаторе 31 и имеет вид ... ) Еа,С-)(-Соааъ1 Из сопоставления соотношений (2) и (3) следует, что напряжение Ej/( на конденсаторе 31 пропорционально зарядному напряжению Ej на линии 8. Как только напряжение (а следовательно, и Eg ) достигнет заданного номинала, определяемого величиной . . ,(4) .где О - коэффициент переключения однопереходного транзистора 27, . транзистор 27включается, в результате происходящего в этих условиях разряда конденсатора 31 отпирается ключевой транзистор 36, закорачивающий цепь базы зарядного транз гстора 5. Транзистор 5 и диод 7 запираются, благодаря чему дальнейний заряд линии 8 прекращается и найряжение Е на ней фиксируется на згщанном номинальном уровне. Энергия, запасенная в индуктив- ностях обкоток дросселя 3 и трансформатора 1 к.моменту запирания транзистора 5, вызывает появление ЭДС самоиндукции в обмотках 20 и 21, отпирающей диод 19. В результате указанная энергия возвращается в источник питания 4. Цепь из обмоток 20 и 21 и диода 19 защищает коллекторную цепь 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 стабильности зарйдного напряжения на линии 8. Диоды 17 и 18, вместе с диодом 10 осуществляют развязку зарядной и разрядной цепи линии 8 и выхода 15 синхронизатора 13. В следукяцем цикле заряда линии процессы повторяются аналогично изложенному вгыше. Если в процессе заряда линии, происходит ложноесрабатывание тиристора 11, то тогда ток обмотки 6 замыкается через диод 7 итиристор 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 за&штной цепи из обмоток20 и-21 под действием ЭДС самоиндукции отпирается диод 19, что обеспечивает з.ащиту транзистора 5 от коммутационных перенапряжений аналогично описанному выше. В некоторых случаях возможно случайное насьпцение ферромагнитных сердечникову дросселя; 3 и/или трансформатора 1.ё этих условиях во время зарядного цикла вследствие уменьшения индуктивности обмоток возможно воз-.ликновение токовой перегрузки транзистора 5, не сопровождающееся прекращением тока 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. достигается защита от токовых перегрузок при случайном насыцении сердечников дросселя 3 и/или трансформатора 1. ,

Технический эффект от;.использования изобретения состоит в том, что в предложенном импульсном модуляторе обеспечивается повышенная стабиль- ; ность амплитуды выходных импульсов. При этом одновременно обеспечивается защита от коммутационных перенапряжений возникающих в процессе стабилизац и а также от токовых перегрузок

при случайном насыцении ферромагнитных сердечников зарядных дросселя и/или трансформатора.

Повышенная стабильность амплитуды выходных импульсов расширяет функциональные возможности модулятора при его использовании в составе, например, магнетронных передатчиков с повышенными требованиями к стабильности частоты и мощности ргщиоимпульсов