Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1985 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усп.-|ителях мощности и вторичных источниках нитания с широтно-имнулвсной модуляцией.

Цель изобретения - новышение помехоустойчивости Н1иротно-импульсного модулятора нутем устранения паразитного ВЧ возбуждения на входе выходного блока с помощью дополнительного компаратора с изменяющейся во времени релейной характеристикой.

На чертеже представлена блок-схема щиротно-импульсного модулятора.

Предлагаемый модулятор содержит блок 1 выделения сигнала он1ибки, релейный элемент 2, выходной блок 3, сумматор 4, компаратор 5, интегрирующую цепь 6, при этом nepBiuii ;;ход блока 1 выде.юния сигнала oujiujKH соединен с входной тиной, второй вход с выходом выходного блока 3 и выходной тиной, а выход - с входом релейного элемента 2, выход которого соедиiieii с одним входом сумматора 4, другой вход которого соединен с выходом компаратора 5, входом выходного блока 3 и входом интегрирующей цепи 6, выход которой соелииен с инвертирующим входом компаратора 5, неинвертирующий вход которого соединен с Bbixo;i, сумматора 4.

Блок i вььимеиия сигнала ощибки предназначен для (})ормирования сигнала, величина ко1(1И1ги ; ро 10рциональна разности меж:i вх.мдцым сигналом и демодулированной выхппоГ импульсной последовательностью. Ои может быть ноетроен на дифференциальном уси.ипеле и демодулирующем устройггвс, которое выполняется на интеграторе.

1Чмейный элемент 2 предназначен для 1)()} м |рования импульсного сигнала при преHi.-niiciiiieM сигналом ошибки L/o полущирины /J. |;етли гистерезиса. Релейный элемент 2 мо/кет быт1 выполнен на операционном усилите/К, охваченном петлей положительной o6|)aTi() (.чшзм. Входной блок 3 предназначен дли усиления но мощности широтно«олу.шровапных импульсов и представляет ссбой .мо Ц11ый ключевой усилитель. Сумматоп 4 может быть выполнен резистивным. Ко(1)фици1.нты суммирования по входам сумматора 4 выбираются примерпо равными.

Постоянная времени интегрирующей цепи о пьбирается из условия минимально доivciiruHi длительности импульса С.. Интегриnioiuavi iifMib 6 преобразует выходной им:у,;,.л-мый ешна: компаратора 5 в сигнал : ;)ач(циг, формы и может быть выги).-;нена на 11ростеЙ1ней RC-цепи. Коэффицие.чт передачи интегрирующей цепи выбирается ич условия равенства сигналов полон 1тельной и отрицательной обратной связи компаратора 5. Компаратор 5 предназначен д. формирования 1пиротно-модулированной HMiiy.ibciiofi носледовательности на входе выходного б;1ока.

Всле.чствие наличия положительной обратной связи (ОС) через сумматор 4 и отрицательной ОС через интегрирующую цепь 6. компаратор 5 имеет релейную характеристику с щириной петли гистерезиса, из.меняющейся во вре.мени. В момент переключения полуширина петли гистерезиса компаратора 5 равна 2Е, затем за время т ее величина уменьншется до «О (где Е - амплитуда импульсов, поступающих через сумматор 4 с выхода релейного элемента 2 на вход компаратора 5, т - время перезаряда интегрирующей цепи 6). При этом за время п уменьщения полущирины гистерезиса компаратора 5 от 2Е до Е переключения релейного элемента 2 не приводят к изменению состояния компаратора 5, так как его входной сигнал не превыщает границ срабатывания. Компаратор 5 может быть выполнен на дифференциальном усилителе.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на один из входов блока 1 выделения сигнала ошибки, на другой вход которого подается выходная последовательность и.мпульсов. На его выходе появляется сигнал ощибки Uo, величина которого пропорциональна разности между входным сигналом и демодулированной последовательностью выходных импульсов. При превыщении сигналом ощибки UQ по рогов срабатывания релейного элемента

2+А, -А он переключается, формируя на выходе последовательность щиротно-модулированных импульсов. Вследствие наличия помех при изменении состояния релейного элемента 2 происходят его многократные паразитные переключения. Сигнал с выхода релейного элемента 2, содержащий паразитные ВЧ помехи, соответствующие моментам фрон та и спада импульсов, через сумматор 4 поступает на неинвертирующий вход компаратора 5. В начальный момент времени, соответствующий первому переключению релейного элемента 2,порог срабатывания компаратора 5 равен «О, так как сигна.1Ы положительной и отрицательной ОС скомпенсированы. Первое переключение релейного элемента 2 вызывает изменение состояния компаратора 5, и его порог срабатывания достигает величины 2Е. С перезарядом интегрирующей цепи 6 порог срабатывания уменьшается. При изменении полярности суммарного сигнала компаратор 5 переключается. Очевидно, что паразитные переключения релейного элемента 2 не приводят к изменению состояния компаратора 5, пока порог его срабатывания превышает Е. Выбирая длительность Ti большей, чем длите,1ьность паразитпого возбуждения релейного элемента 2, можно обеспечить формирование

5 на входе выходного блока 3 импуьсного сигнала заданной скважности.

Устранение паразитного ВЧ возбуждения релейного элемента 2 в выхчэдно.м импульсном сигнале с по.мощью вновь введенных

311905084

элементов позволит существенно повысить можность уменьшить ширину петли шстеро помехоустойчивость широтно-импульсного зиса релейного элемента 2 и тем модулятора, что, в свою очередь, дает воз- увеличить точность модулирования.

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий блок выделения сигнала ошибки, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с выходом выходного блока и выходной шиной, а выход - с входом релейного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены интегрирующая цепь, сумматор и компаратор, выход которого соединен с входом выходного блока, входом интегрирующей цепи и первым -входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом релейного элемента, а выход - с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом интегрирующей цепи. со о ел о 00