Балансный модулятор Советский патент 1985 года по МПК H03C1/54 

1 Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в качестве формирователя балансномодулированных напряжений, в устройствах электро- и радиосвязи, измерительной техники, например, для питания аналоговьк датчиков следящих электроприводов, датчиков телеизмерений и т.д,Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений. На фиг. 1 представлена структурна электрическая схема предлагаемого балансного модулятора; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Балансный модуля р содержит вход ной низкочастотный трансформатор 1, первый выпрямитель 2, усилитель-огра ничитель 3, второй выпрямитель 4, первый и второй ключи 5 и 6, первьй элемент И-НЕ 7, третий элемент И-НЕ 8, второй инвертирующий каскад 9, первый, второй и третий триггеры 10-12, второй элемент И-НЕ 13, первый инвертирующий.каскад 14,двухтактный инвертор 15, фильтр 16, первую, вторую и третью вторичные обмотки 17-19 входного низкочастотного транс форматсфа t. Балансный модулятор работает следующим образом. . На входной низкочастотный трансфо матор 1 поступает синусоидальный модулирующий сигнал низкой частоты и (фиг. 2а). На выходах первого и второго выпрямителей 2 и 4, подключенных соответственно к первой и третьей вторичным обмоткам 17 и 19 входного низкочастотного трансформатора 1, формируются напряжения U и , (фиг. 26,в).. Эти напряжения подводятся к входа первого и второго ключей 5 и 6, выходы которых объединены. На управляющие входы первого и второго ключей 5 и .6 подаются выходные напряжения и и и (фиг. 2з,и) с выхода первого триггера 10, запуск которого осуществляется напряжением (фиг.Зж) с выхода второго инвертирующего каскада 9, представляющим собой инвертированное напряжение высокой частот модулируемого сигнала U (фиг. 2е). В результате в объединения первого и второго ключей 5 и 6 образуется однополярное пульсирующее напряжение Uy (фиг, 2к), которое являе 79 ся напряжением питания двухтактного инвертора 15. С второй вторичной обмотки 18 входного низкочастотного трансформатора 1 напряжение подается на усилитель-ограничитель 3, на неинвертирующем и инвертирующем выходах которого формируются прямоугольные сигналы и и Ug (фиг.2г,д соответственно) с частотой следования, равной частоте модулирующего сигнала U.. Выходные напряжения усилителя-ограничителя 3 поступают на первые входы первого и третьего элементов И-НЕ 7 и 8, к вторым входам которых подводятся выходные напряжения U и U(j третьего триггера 12 (фиг,2м), запуск которого производится выходным напряжением Uj (фиг. 2л) второго триггера 11 при поступлении на его вход непосредственно модулируемого сигнала U. Выходное напряжение первого и третьего элементов И-НЕ 7 и 8 U| и U|5 (фиг. 2о,п) подаются на входы второго элемента И-НЕ 13, выходное напряжение Ujg (фиг. 2р) которого поступает на первый управля ющий вход двухтактного инвертора 15, а выходное напряжение первого инвертирующего каскада 14 U|7 (фиг. 2с) является запускающим для другого управляющего входа двухтактного инвертора 15. В результате, на выходе двухтактного инвертора 15 образуется балансно-модулированное напряжение и ig (фиг. 2т), несущая которого имеет ступенчатую форму. Балансно-модулированное напряжение несущей, имеющей ступенчатую формуj приведенную на фиг. 2т, описьшается выражением Llg,(t)Upeiп co,(а-1)cosвб 61 п cojt+ (o-l)co63oc.sin ti а-{а-tjcosS i ««in 5coii+..,5 a-(a-1)co6ci co5(cэ2-CO,)i-G05(,H а(а- со53об х (Зс02-СО,Н-со5()С02+Ы,)1 4- а-{a-()ce55ti6 co5(5Q2-0),)t-cos(() „. После фильтра 16 сигнал принимает ввд, показанньй на фиг. 2у. В предлагаемом балансном модуляторе угол oi 45 . При соотношении амплитуд ступеней несущей равном а l(i из спектра получаемого балансно-модулированного напряжения исключаются гармонические составлякнцие с частотами 0)± СО, и 5 J2±O3, . Частота самой низкой из высших гармонических составляющих полученного напряжения равна fc 2 Требуемое соотношение ступеней

несущей обеспечивается отношением

и го

количества витков п тг

обмоток

Ur

входного низкочастотного трансформатора 1.

БАЛАНСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные двухтактный инвертор и фильтр, а также входной низкочастотный трансформатор, его первичная обмотка является входом модулирующего сигнала, к первой вторичной обмотке трансформатора подключен первьм вьшрямитель, а к второй вторичной обмотке - усилитель-ограничитель, последовательно соединенные первый элемент И-НЕ, первый вход которого Соединен с неинвертирующим выходом усилителя-ограничителя, и второй элемент И-НЕ, выход которого соединен с первым управляющим входом двухтактного инвертора, первый инвертирующий каскад, вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а выход - с вторым управляющим входом двухтактного инвертора, третий элемент И-НЕ, вход которого соединен с инвертирующим выходом усилителя-ограничителя, а выход - с вторым входом второго элемента И-tiE, второй инвертирующий каскад, вход которого является входом модулируемого сигнала, при этом первый выход первого выпрямителя с первым сигнальным входом двухтактного инвертора, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искаженш, в него введены первый и второй ключи, выходы кото,рых соединены с вторым сигнальным входом двухтактного инвертора, первый триггер, соединенньш входом с выходом второго инвертирующего i каскада, а неинвертирующий и инвертирующий выходы которого соединены (Л соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, второй триггер, его вход соединен с входом второго инвертирующего каскада, третий триггер, вход которого соединен с инвертирующим выходом второго триггера, а неинвертирующий и. инвертирующий выходы соединены соответственно с вторыми входами ел первого элемента И-НЕ и третьего элемента И-НЕ, при этом входной vj низкочастотный трансформатор выпол ;о нен с третьей вторичной обмоткой, к которой подключен второй выпрямитель, первый выход второго выпрямителя соединен с первым сигнальным вхо дом двухтактного инвертора, а вторые выходы первогб и второго выпрямитепей - соответственно с. сигнальными входами первого и второго ключей.

f3

Фие.1