Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1991 года по МПК H03K7/08 

ю и

31619391

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, импульсных источниках питания и ключевых усилителях низкой частоты.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей широтно-импульсного модулятора путем модуляции переднего фронта выходного сигнала.

На чертеже приведена функциональная схема ииротно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содер- жит источник 1 опорного напряжения, интеграторы 2-4, компаратор 5, алгебраический сз мматор 6, ключевой каскад 7, генератор 8 тактовых импульсов, умножитель 9, элемент 10 выбор- jn ки и хранения, при этом между входной и выходной шинами включены соеди- ценные последовательно интегратор 4, компаратор 5 и ключевой каскад 7, выход которого через интегратор 3 ключей к информационному входу элемента 10 выборки и хранения и инвертирующему входу алгебраического сумматора 6 , неинвертирующий вход которого соединен с выходом элемента 10 выборки и хранения, а выход - со вторым входом умножителя 9, выход которого соединен с вторым входом компаратора 5, а первый вход - с выходом интегратора -2, вход которого соединен с выходом источника 1 опорного напряжения, а входы обнуления интеграторов 2-4, синхровход элемента 10 выборки и хранения и вход выключения ключевого каскада 7 соединены с выходом генератора 8 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

По переднему фронту n-го тактового импульса происходит обнуление интеграторов 2-4 и запись выходного напряжения интегратора 3 в элемент 10 выборки и хранения. По заднему фронту n-го тактового импульса выключается выходной ключевой каскад 7. Разнесение во времени моментов обнуления JQ интеграторов 2-4, записи в элемент 10 выборки и хранения и выключения выходного ключевого каскада 7 необходимо для предотвращения ложного срабатывания широтно-импульсного модулятора в начальный момент времени. На последующем периоде модулями на первом входе компаратора 5 формируется напряжение

30

35

40

45

55

и

391

n 5

пТчЛ,

UK,(t) - J UM(Ј)dfc Uwt/T,

«т

где Т - период модуляции, равный постоянной времени интеграторов 2, 3, 4.

На втором входе компаратора 5 формируется напряжение пТ

,(0 -С-и-0

,

(МТ

т(

ПТ-И:

- J E0(Ј)dЈ), «т

где С - коэффициент усиления умножителя 9.

Если частота пульсаций питающего напряжения ЕО намного ниже частоты модуляции, имеет место для реальных конструкций модуляторов, то среднее значение напряжения питания за период модуляции изменяется незначительно

nT (w)T

E0(o)dt ft J E0(Ј)d

lh-i)T nT

и напряжение на втором входе компаратора 5 можно записать в виде

записать (г От

)

, лE0tf)dlv пт+t- I IIHI)T

- Ee()dЈ) -C% f nT- riri-1

Тогда момент Ъ0 срабатывания компаратора 5 определяется из уравнения

E0(Ј)dЈ.

Uh-(Мт

- - f EB(C)dfr.

JL

Т JA °

При этом среднее на период модуляции значение выходного напряжения

составляет

()T

U

ВЫ т J.

K0tt)d(

rfTtto

и коэффициент передачи модулятора

и

к и.

:/U8X

(сиап)

6ЫХ ЙХ иОГ7не зависит от напряжения питания выходного ключевого каскада 7 .

Таким образом, введение в широтно- импульсный модулятор элемента выборки и хранения и алгебраического сумматора позволяет при сохранении инвариантности статической характеристики к пульсациям напряжения питания осуществить модуляцию переднего фронта выходного импульсного сигнала, что существенно расширяет его функциональные возможности.

а

о р м у л а

317193У

изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий включенные между входной и выходной пинами соединенные последовательно первый интегратор, компаратор и ключевой каскад, выход которого соединен с входом второго интегратора, источник опорного напряжения, выход которого через третий интегратор соединен с первым входом умножителя, выход которого соединен со вторым входом компаратора, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами обнуления всех интеграторов и входом выключения клю

16

чевого каскада, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления модуляции переднего фронта выходного сигнала, в него дополнительно введены элемент выборки и запоминания и алгебраический сумматор, выход которого соединен с вторым входом умножителя, неинвертиру- кнций вход - с выходом элемента, выборки и запоминания, а инвертирующий вход - с выходом второго интегратора и информационным входом элемента выборки и запоминания, синхровход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, импадьсных источниках питания и ключевых усилителях низкой частоты. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей модулятора пут-ем модуляции переднего фронта выходного сигнала. Широтно- импульсный модулятор содержит источник 1 опорного напряжения, интеграторы 2, 3 и 4, компаратор 5, алгебраический сумматор 6, ключевой каскад 7, генератор 8 тактовых импульсов, умножитель 9, элемент 10 выборки и хранения. Введение в модулятор элементов 10 и 6 позволяет при сохранении инвариантности статической характеристики к пульсации напряжения питания осутчрствить модуляцию переднего фронта выходного импульсного сигн.члд, что существенно расширяет его Функциональные возможности. 1 ил. (Л