Трансформаторный широтно-импульсный модулятор Советский патент 1988 года по МПК H03K7/08 

п

14

J16 1

00

00 со

4 ел

Ц 21

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и преобразования информации, а также в стабилизированных силоЕ1Ых преобразователях постоянного или переменного тока.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона, повышение точности и снижение потребляемой мош,ности.

На чертеже представлена принципиальпряжения Unop. Это напряжение и является пороговым для сравнения с напряжением UK на разрядном резисторе 3. Если пренебречь обратными токами диодов 20 и 22, а также нулевым током коллектора транзис- 5 тора 15 и принять входное сопротивление компаратора 1 по второму входу бесконечно большим, то это напряжение остается неизменным до конца времени tn. Далее после прохода следующего импульса

ная схема трансформаторного широтно-им- 10 напряжение на конденсаторе 21 сбрасы- пульсного модулятора.вается и опять заносится на него.

Модулятор содержит компаратор 1, раз-Регулируюший транзистор 11 работает

рядный транзистор 2, разрядный резистор 3, в линейном режиме и управляется анало- разделительный диод 4, обмотку 5 транс- говым сигналом на входных шинах 12. форматора 6, время-задающий конденсатор 1 Благодаря выпрямляющему действию вы- диодно-резисторную цепь 8, обмотку 9 транс- прямителя 10 эквивалентное сопротивление форматора 6, выпрямитель 10, регулирую- транзистора 11 прикладывается к обмотке 9 щий транзистор И, входные шины 12, вы- трансформатора 6 в виде активного резис- ходную шину 13, шину 14 синхронизирую- тора, величина которого зависит от уровня щих импульсов, сбрасываюший транзистор управляющего входного сигнала. Выпрями- 15, диод 16, конденсаторно.резисторную 20 обш,ем случае может быть как цепь 17, резистивный делитель 18, диоды 19 однополупериодный, так и двухполупериод- и 20, запоминающий конденсатор 21 и диод ным и зависит от конкретного практичес- 22, при этом база и эмиттер транзис- кого применения модулятора. Таким обра- тора 11 соединены с входными шинами 12, зом, в зависимости от уровня входно- а его коллектор и эмиттер через выпря- го сигнала параллельно обмотке 9 подклю- митель 10 соединены с выводами обмотки 25 чается различное плавно регулируемое ак- 9 трансформатора 6, первый вывод обмотки тивное сопротивление.

На шину 14 поступают однополярные синхронизирующие импульсы Езг. Входное сопротивление трансформатора 6 со стороны

5 которого соединен с анодом диода 4, катод которого через конденсатор 7 соединен с общей шиной, а второй вывод обмотки 5 соединен с щиной 14 синхронизирующих импульсов, через конденсатор- но-резисторную цепь 17 с базой транзистора 15 и через диодно-резисторную цепь 8 с базой транзистора 2, коллектор которого соединен с первым входом компаратора 1 и через резистор 3 - с общей шиной, а эмиттер - с катодом диода 4 и анодом диода 22, катод которого соединен с коллектором транзистора 15 и катодом диода 20, анод которого соединен с вторым входом компаратора I, катодом диода 19

30

обмотки 5 при прочих равных условиях

35

зависит от величины активного сопротивления, подключенного к обмотке 9. Во время действия положительного синхронизирующего импульса времязадающий конденсатор 7 заряжается через разделительный диод 4. Причем скорость его заряда определяется приведенным сопротивлением транзистора 11 со сторонь обмотки 5 трансформатора 6. При увеличении уровня входного сигнала регулирующий транзистор 11 открывается в большей степени, а это

и через конденсатор 21 с общей шиной, 40 приводит к уменьшению входного сопротив- анод диода 19 соединен с выходом резис- ления трансформатора 6 со стороны обмот- тивного делителя 18, выход компарато-ки 5, что, в свою очередь, вызывает

ра 1 соединен с выходной шиной 13, увеличение скорости заряда конденсатора 7. а эмиттер транзистора 15 соединен с общей шиной и анодом дибда 16, катод которого соединен с базой транзистора 15. 45

Трансформаторный щиротно-импульсный модулятор работает следующим образом.

В момент времени to с появлением синхронизирующего импульса Езг включается сбрасывающий транзистор 15 и одно- 50 (принимается, что конденсатор 7 не заря- временно со сбросом остаточного зарядажается до амплитудного значения напряже- с времязадающего конденсатора 7 щунти- рует запоминающий конденсатор 21 и разряжает его через диод 20. Напряжение на конденсаторе 21 становится равным нулю.

Далее по окончании времени tc6p, опреде- 55 пряжение, меньшее, чем напряжение Unop ляемом цепью 17, конденсатор 21 заря-на его втором входе, и на выходе комжается через делитель 18 и диод 19 от син-паратора установлен нулевой уровень напряхронизирующего импульса до порогового на-жения.

При уменьщении уровня входного сигнала происходят обратные процессы.

Разрядный транзистор 2 в это время заперт, а разрядный резистор 3 и первый вход компаратора 1 отключены. Транзистор 2 заперт вследствие того, что напряжение на его базе больше чем на эмиттере

ния импульсов Езг) и, кроме того, диодно- резисторная цепь в это время заперта по тем же соображениям. На первом входе компаратора 1 присутствует нулевое на0

обмотки 5 при прочих равных условиях

зависит от величины активного сопротивления, подключенного к обмотке 9. Во время действия положительного синхронизирующего импульса времязадающий конденсатор 7 заряжается через разделительный диод 4. Причем скорость его заряда определяется приведенным сопротивлением транзистора 11 со сторонь обмотки 5 трансформатора 6. При увеличении уровня входного сигнала регулирующий транзистор 11 открывается в большей степени, а это

увеличение скорости заряда конденсатора 7.

(принимается, что конденсатор 7 не заря- жается до амплитудного значения напряже-

При уменьщении уровня входного сигнала происходят обратные процессы.

Разрядный транзистор 2 в это время заперт, а разрядный резистор 3 и первый вход компаратора 1 отключены. Транзистор 2 заперт вследствие того, что напряжение на его базе больше чем на эмиттере

(принимается, что конденсатор 7 не заря- жается до амплитудного значения напряже-

пряжение, меньшее, чем напряжение Unop на его втором входе, и на выходе комния импульсов Езг) и, кроме того, диодно- резисторная цепь в это время заперта по тем же соображениям. На первом входе компаратора 1 присутствует нулевое наПосле окончания импульса 1„ напряжение Езг уменьшается до нуля. Из-за того, что напряжение на эмиттере разрядного транзистора 2 больше, чем напряжение на его базе и тем более больше, чем напряжение на шине 14, транзистор 2 открывает- ся. Его базовый ток, определяемый резистором диодно-резисторной цепи 8, должен быть достаточным для обеспечения приемлемо малого падения напряжения на кол- лекторно-эмиттерном переходе открытого 10 транзистора 2 при протекании по нему тока разряда времязадающего конденсатора 7 на разрядный резистор 3. Конденсатор 7 начинает разряжаться на резистор 3 и наимпульсов и тем самым за изменениями напряжения UK, до которого заряжается времязадаюший конденсатор, расширить динамический диапазон за счет более полного разряда времязадаюш,его конденсатора и снизить потребляемую мошность за счет исключения дополнительной обмотки трансформатора.

Формула изобретения

Трансформаторный широтно-импульсный модулятор, содержащий трансформатор, первая обмотка которого подключена через выпрямитель к коллектору и эмиттеру пряжение на нем начинает уменьшаться. регулируюшего транзистора, база и эмит- Если в начальный момент времени раз- тер которого соединены с входными шина- ряда tn напряжение UK превышает на- ми, а первый вывод второй обмотки под- пряжение Unop (что и требуется для нор- ключей к аноду разделительного диода, мального функционирования модулятора в катод которого через времязадающий кон- рабочем диапазоне изменения входного сиг- денсатор соединен с общей шиной, компа- нала), то на выходе компаратора 1 появ- 20 ратор, выход которого соединен с выход- ляется единичный уровень напряжения. Он ной шиной, а первый вход через раз- присутствует на выходе компаратора 1 до рядный резистор - с обшей шиной, и тех пор, пока напряжение . Когда шину синхронизирующих импульсов, отли- происходит сравнение , на выходе чающийся тем, что, с целью расшире- компаратора 1 опять появляется нулевой ния динамического диапазона, повышения уровень напряжения. Конденсатор 7 продол- точности и снижения потребляемой мощ- жает разряжаться до более низкого уровня ности, в него дополнительно введены напряжения и после окончания времени tn разрядный транзистор, сбрасывающий тран- транзистор 2 опять закрывается, так как зистор, диодно-резисторная цепь, конденса- на щине 14 появляется следующий поло- торно-резисторная цепь, четыре диода, резис- жительный синхронизирующий импульс, за- п тивный делитель и запоминающий конденпирающий диодно-резисторную цепь 8.

Далее процессы повторяются аналогично.

Таким образом, амплитуда импульса треугольного напряжения на времязадающем конденсаторе 7 зависит от постоянной времени его заряда, которая, в свою очередь, определяется приведенным сопротивлением регулирующего транзистора И, а значит и уровнем управляющего входного сигнала. Изменение амплитуды импульсатор, причем второй вывод второй обмотки трансформатора соединен с шиной синхронизирующих импульсов, через резис- тивный делитель - с общей щиной, через конденсаторно-резисторную цепь - с ба- зс ЗОЙ сбрасывающего транзистора и через диодно-резисторную цепь - с базой разрядного транзистора, коллектор которого соединен с первым входом компаратора, а эмиттер - с катодом разделительного

диода и анодом первого диода, катод

са на конденсаторе 7 приводит к измене- 40 которого соединен с коллектором сбрасываю- нию времени сравнения напряжения UK с щего транзистора и катодом второго диода, анод которого соединен с вторым входом компаратора, через запоминающий конденсатор - с общей шиной и катодом третьего диода, анод которого соединен с выходом резистивного делителя, при этом база сбрасывающего транзистора соединена с катодом четвертого диода, анод которого соединен с общей шиной и эмиттером сбрасывающего транзистора.

напряжением Опор и к соответствующему изменению длительности выходного импульса ti на выходе компаратора 1.

Таким образом, введение в трансформаторный широтно-импульсный модулятор новых элементов и связей позволяет повысить точность преобразования за счет слежения порогового напряжения компаратора за изменениями амплитуды синхронизирующих

45

импульсов и тем самым за изменениями напряжения UK, до которого заряжается времязадаюший конденсатор, расширить динамический диапазон за счет более полного разряда времязадаюш,его конденсатора и снизить потребляемую мошность за счет исключения дополнительной обмотки трансформатора.

Формула изобретения

Трансформаторный широтно-импульсный модулятор, содержащий трансформатор, первая обмотка которого подключена через выпрямитель к коллектору и эмиттеру регулируюшего транзистора, база и эмит- тер которого соединены с входными шина- ми, а первый вывод второй обмотки под- ключей к аноду разделительного диода, катод которого через времязадающий кон- денсатор соединен с общей шиной, компа- 0 ратор, выход которого соединен с выход- ной шиной, а первый вход через раз- рядный резистор - с обшей шиной, и шину синхронизирующих импульсов, отли- чающийся тем, что, с целью расшире- ния динамического диапазона, повышения точности и снижения потребляемой мощ- ности, в него дополнительно введены разрядный транзистор, сбрасывающий тран- зистор, диодно-резисторная цепь, конденса- торно-резисторная цепь, четыре диода, резис- п тивный делитель и запоминающий конденсатор, причем второй вывод второй обмотки трансформатора соединен с шиной синхронизирующих импульсов, через резис- тивный делитель - с общей щиной, через конденсаторно-резисторную цепь - с ба- с ЗОЙ сбрасывающего транзистора и через диодно-резисторную цепь - с базой разрядного транзистора, коллектор которого соединен с первым входом компаратора, а эмиттер - с катодом разделительного

40

45

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и преобразования информации, а также в стабилизированных силовых преобразователях постоянного и переменного тока. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности, расширение динамического диапазона и повышение точности. Устройство содержит компаратор 1, разрядные транзистор 2 и резистор 3, разделительный диод 4, трансформатор 6 с обмотками 5, времязадаю- щий конденсатор 7, диодно-резисторную цепь 8, выпрямитель 10, регулирующий транзистор 11, входные шины 12, выходную шину 13, шину 14 синхронизирующих импульсов, сбрасывающий транзистор 15, диод 16, RC-цепь 17, резистивный делитель 18, диоды 19, 20 и 22, запоминающий конденсатор 21. Введение в устройство новых элементов и связей обеспечивает повышение точности преобразования за счет слежения за изменением амплитуды синхронизирующих импульсов, а также за напряжением, до которого заряжается времязадающий конденсатор. Потребляемая мощность снижена за счет исключения дополнительной обмотки трансформатора. 1 ил. S (Л