Нелинейный широтно-импульсный модулятор Советский патент 1987 года по МПК H03K7/08 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в телеметрических информационно-измерительны х системах.

Целью изобретения является повышение точности реализации функциональной характеристики ,/Х нелинейного широтно-импульс- ного модулятора путем непосредственного, без использования аппроксимации, формирования требуемой характеристики.

На чертеже представлена функциональная схема нелинейного широтно-импульсного модулятора.

Модулятор содержит интегросумматор 1, выход 2 устройства, управляемый делитель 3 напряжения, имеющий первый резистор 4, ключ 5, второй резистор б и первый конденсатор 7, первый вход 8 устройства, компаратор 9, шину 10 пилообразного напряжения, первый резистор 11 модулятора, второй вход 12 устройства, ключ 13, второй резистор 14 и второй конденсатор 15 модулятора. Интегросумматор 1 содержит первый 1 и второй 17 резисторы, ключ 18, конденсатор- 19, операционный усилитель 20. Резистор 4, ключ 5 и резистор 6 управляемого делителя 3 напряжения соединены

1

последовательно, причем объединенные выво

ды ключа 5 и резистора 6 соединены с общей шиной через конденсатор 7, а свободный первый вывод резистора 4 - с первым входом 8 устройства.

Выход ком.паратора 9 соединен с управляющими входами ключа 13 интегросу.мма- тора 1 и управляемого делителя 3 напряжения, один вход компаратора 9 соединен с выходом интегросумматора 1, а другой - с шиной 10 пилообразного напряжения, один из выводов резистора 11 подключен к второму входу 12 устройства, а к другому подключены неуправляемый вход интегросумматора 1 и первые выводы конденсатора 15 и резистора 14, второй вывод которого через ключ 13 соединен с вторым выводом конденсатора 15 и с общей шиной, а управляемый вход интегросумматора 1 соединен с объединенными выводами ключа 5 и резистора 6 управляемого делителя 3 напряжения, причем другой вывод резистора 6 подключен к общей щине. Первые выводы резисторов 17 и 16 являются управляемым и неуправляемым входами интегросумматора 1 соответственно, второй вывод резистора 17 через ключ 18 соединен с вторым выводом резистора 16 и первым входом операционного усилителя 20, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя 20 через конденсатор 19 соединен с его же первым входом и, кроме того, является выходом интегросумматора 1.

При этом входы управления ключей 5 и 18 являются управляющими входами соответственно управляемого делителя 3 напряжения и интегросумматора 1.

1309292

иовторяется.

Устройство работает следуюш.им образом.

Входной сигнал U«t, пропорциональный

текущему значению аргумента, поступает на

вход 12, опорный Uo - на вход 8, а пилообразное напряжение с периодом Т - на

вход 10.

Пусть в начальный момент времени ключи 5, 13 и 18 разомкнуты. Входной ток операционного усилителя 20 будет задаваться входной цепью неуправляемого входа ин- тегросумматора 1. При замыкании ключей 5, 13 и 18 в начале периода Т начинается формирование временного интервала. Токи по двум входным цепям интегросумматора 1 суммируются, причем результирующий ток будет иметь противоположное исходному направление. Вырабатываемое на выходе интегросумматора 1 напряжение сравнивается на компараторе 9 с пилообразным напряжением, и при совпадении этих напряжений компаратор 9 завершает формирование временп(/го интервала, что приводит ключи 5, 13 и 18 в исходное разомкнутое положение. Ток на входе операционного усилителя 20 меняет свое направление и .ь задается входной цепью модулятора до начала следующего периода. Далее процесс

0

5

0

5

0

В установившемся режиме при достаточно больщой величине емкости конденсаторов 7, 15 и 19 напряжение на В1)1ходе интегросумматора 1 будет определяться функциональной характеристикой устройства, а токи по управляемому и неуправляе.мому входам интегросумматора 1 выравниваются. При этом, если принять, что проводимости резисторов 4, 6 и 17 взяты равными между собой и равны величине d, проводимости резисторов 11 и 16 взяты равными 2d, а проводимость резистора 14 равна 8d, то функциональная зависимость относительной длительности выходного и.мпульса модулятора от входного напряжения определяется как Ugx Uo © или 0 VUg-j/Uo, где в т/Т - относительная длительность вырабатываемого ШИМ-сигнала с длительностью импульса т и периодо.м Т.

Формирование рабочей модулирующей характеристики без аппроксимации, а следовательно и без методической погрешности, позволяет повысить точность работы нелинейного щиротно-импульсного модулятора. При этом уменьшается и инструментальная погрешность модулятора, так как абсолютные значения номиналов резисторов не влияют на его функциональную характеристику.

Формула изобретения

Нелинейный широтно-импульсный модулятор, содержащий интегросумматор, управляемый делитель напряжения, компаратор и резистор, при этом управляемый делитель напряжения выполнен в виде конденсатора и соединенных последовательно первого резистора, ключа и второго резистора, объединенные выводы ключа и второго резистора управляемого делителя напряжения соединены через конденсатор с общей шиной, вход управления ключа является входом управления управляемого делителя напряжения, первый вывод первого,резистора которого является первым входом нелинейного широтно-импульсного модулятора, выходом которого является выход компаратора, соединенный с входами управления управляемого делителя напряжения и интег- росумматора, подключенного своим выходом к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с шиной пилообразного напряжения, а первый вывод первого резистора модулятора является вторым

входом модулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ре алнзацпи функциональной характеристики д/ Х . в него введены ключ и соединенные последовательно в цепи обратной связи ключа второй резистор и конденсатор, при этом обпию выводы второго резистора и конденсатора соединены с вторым выводом первого -резистора модулятора и с неуправляемым входом интегросумматора, а общие выводы ключа и конденсатора соединены с обшей nni- ной, при этом вход управления ключа соединен с выходом компаратора, выход ключа управляемого делителя напряжения соединен с управляемым входом интегрос) мматора, а второй выход второго резистора управляемого делителя напряжения соединен с обшей и1иной.

Изобретение может быть использовано в телеметрических информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение точности работы модулятора. Модулятор содержит интегросумматор 1, управляемый делитель 3 напряжения и компаратор 9. Введение ключа 13, резистора 14 и конденсатора 15 позволяет реализовать функциональную характеристику д/)Г модулятора путем непосредственного, без использования аппроксимации, формирования требуемой характеристики. При этом уменьшается инструментальная погрешность модулятора, т.к. абсолютные значения номиналов резисторов не влияют на его функциональную характеристику. 1 ил. с $ (Л с со о со со