Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1986 года по МПК H03K7/08 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, управляемых преобразователях напряжения.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона модулирования за счет генерирования двух опорных напряжений, равномерно возрастающего и убывающего, и повышения благодаря этому глубины отрицательной обратной связи без возникновения высокочастотного возбуждения модулятора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема щиротно-импульсного модулятора; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, генераторы 3 и 4 пилообразного напряжения, интегратор 5, компараторы 6 и 7, триггер 8, ключевой усилитель 9 и цеп ь 10 обратной связи, причем выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с входом распределителя 2 импульсов, выходы которого соединены соответственно с входами генераторов 3 и 4 пилообразного напряжения, выходы которых соединены с первыми входами компараторов 6 и 7 соответственно, выходы которых соединены с S- и R-входами триггера 8 соответственно, выход которого через ключевой усилитель 9 соединен с выходной шиной и входом цепи 10 обратной связи, выход которой соединен с первым входом интегратора 5, второй вход которого соединен с входной щиной, а выход - с вторыми входами компараторов 6 и 7.

На фиг. 2 приведены напряжения на выходах интегратора 5 и генераторов 3 и 4 пилообразного напряжения, напряжение на выходе генератора 1 тактовых импульсов, напряжение на первом выходе распределителя 2 импульсов, напряжение на втором выходе распределителя 2 импульсов и напряжение на выходе цепи 10 обратной связи.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

На вход интегратора 5 поступает входной сигнал Urn и импульсный сигнал обратной связи рЕ (t). .Выходное напряжение интегратора и„ | Um-pE(t) dt поступает на входы компЬраторов б и 7, где сравнивается с соответствующими пилообразными напряжениями Uni и Jn2- По результату сравнения и„(11) (ti) срабатывает компаратор.6, формируя на выходе импульс, который переводит триггер 8 в единичное состояние. При этом на выходе ключевого усилителя 9 формируется фронт им

256187

пульсного напряжения E(t). При Un(tt) и„2(1к) срабатывает компаратор 7, выходное напряжение которого переводит триггер 8 в нулевое состояние, что приводит к с формированию спада импульсного напряжения E(t).

Таким образом, за период Т на выходе устройства формируется не более одного имнульса, т. е. частота следования импульсов не превышает частоты следования опор10 ных напряжений, чем достигается устранение высокочастотного возбуждения предлагаемого модулятора.

При этом благодаря двум генераторам пилообразного напряжения обеспечивается модуляция как фронта, так и спада им пульсов, т. е. обеспечивается двусторонняя симметричная модуляция. Такой вид модуляции позволяет значительно уменьшить иска- хжения выходного сигнала, обусловленные наличием высокочастотных составляющих

2Q выходного напряжения интегратора, т. е. обеспечить существенное увеличение глубины обратной связи без дополнительных гармонических искажений.

Увеличение глубины обратной связи позволяет обеспечить достаточно хорошую ком25 пенсацию искажений, вызванных неидеальностью ключевых приборов ключевого усилителя, и этим расширить частотный диапазон входного сигнала без существенного увеличения гармонических составляющих в спектре широтно-модулнрованной последо30 вательности импульсов.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, со- держащий соединенные последовательно интегратор, первый компаратор, триггер и ключевой усилитель, выход которого соединен с выходной шиной и через цепь обратной связи с первым входом интегратора, второ й вход которого соединен с входной щиной, первый генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, и генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона модулирования, в него введены распределитель импульсов и соединенные последовательно второй генератор пилообразного напряжения и второй компаратор, выход которого подключен к второму входу триггера, а второй вход - к выходу интегра- тора, причем входы обоих генераторов пилообразного напряжения подключены соответственно к выходам распределителя импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

/

Изобретение может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, в управляемых преобразователях напряжения. Цель изобретения - расширение частотного диапазона модулирования. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 3 пилообразного напряжения, интегратор 5, компаратор 6, триггер 8, ключевой усилитель 9 и цепь 10 обратной связи. Введение генератора 4 пилообразного напряжения и компаратора 7 обеспечивает генерирование двух опорных напряжений, равномерно возрастающего и убываюш.его, и повышение благодаря этому глубины отрицательной обратной связи без возникновения высокочастотного возбуждения модулятора. 2 ил. Ф (Л С фиг.1 |С ел О) 00

фиг. 2