Последовательно-параллельный модулятор Советский патент 1974 года по МПК H02M7/52 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к последовательно-параллельным модуляторам на полевых МЛП-транзисторах, осуществляющих преобразование входного постоянного напряжения в последовательность прямоугольных импульсов, и может быть использовано как входной модулятор высокочувствительных усилителей постоянного тока, типа МЛМ. Известные устройства содержат источник постоянного напряжения, входной / С-фильтр низких частот, подключенный ко входу модулятора, последовательный и параллельный полевые транзисторы, стоки которых объединены, а между общей точкой стоков и нулевой щиной устройства включена нагрузка. Модулятор содержит также устройство управления полевыми транзисторами, содержащее формирующие С-цепи, соединенные через ключ, переключаемый импульсами напряжения управляющего генератора, с источником постоянного тока. Цель изобретения - устранение входного остаточного напряжения. Для этого между истоком последовательного и затвором параллельного полевых транзисторов включают компенсирующий конденсатор. На фиг. 1 дриведена схема- предлагаемого модулятора; на фиг. 2 и 3 - графики его работы. Модулятор содержит последовательный МДП-транзистор 1, параллельный полевой транзистор МДП-2, конденсатор 3 входного ЛС-фильтра, резистор 4 С-фильтра, источник постоянного тока 5 и переключатель тока 6, который находится в разных положениях в течение полупериодов модуляции и переключается мгновенно, а также генератор 7 управления переключателем тока, резисторы 8 и 9 и конденсаторы 10 и II, формирующие управляющие импульсы напряжения. Входом модулятора являются пара клемм 12 и 13, а выходом пара клемм 14 и 16. Кроме того, модулятор содержит компенсирующий конденсатор 16, включенный между истоком последовательного полевого транзистора и затвором параллельного транзистора, идеальный источник напряжения 17 и внутреннее сопротивление 18. Схема управления вырабатывает импульсы управления на затворах полевых транзисторов, поочередно пропуская постоянный ток через формирующие 7 С-цепи, параметры которых определяют амплитуды импульсов и длительности фронтов импульсов. При проникновении импульсов управления через междуэлектродные емкости полевых

транзисторов в схему модуляции возникают входные остаточные токи и напряжение.

При полной электрической идентичности последовательного и параллельного полевых транзисторов и при равных амплитудах импульсов управления на затворах транзисторов входной остаточный ток выражается следующим выражением:

1

ост -- / -упр эе (

(1)

где 6упр - амплитуда импульсов управления

на затворах;

Сзс - емкость затвор-сток полевых транзисторов;f - частота модуляции;

jg ;2 S M отношение длительности фронта

-паралл

импульса на затворе последовательного полевого транзистора и длительности импульса на затворе параллельного полевого транзистора. При появлении импульсного напряжения с частотой модуляции на конденсаторе 3 входного У С-фильтра и появлении выбросов напряжения на выходе модулятора в моменты переключения схемы возникает входное остаточное напряжение

ц Цупр (Сзи - CK)

(2)

2С

где Сзи - емкость затвор-исток в полевых

транзисторах;

Ск - емкость компенсирующего конденсатора 16;

С -емкость конденсатора входного RCфильтра.

Когда в моменты переключения схемы полевые МДП-транзисторы оказываются одновременно разомкнуты, возникает Uoct Компоненты и ост и f/ocT складываются.

+ Ul.

(3)

Для устранения входного остаточного напряжения и ост , обусловленного импульсным напряжением на конденсаторе 3 входного RCфильтра, выбирается подходящая емкость 16 компенсирующего конденсатора. В выражении 2 этому соответствует . Для устранения f/ocT , обусловленного выбросами напряжения на выходе модулятора в моменты переключения схемы, устраняется одновременная

разомкнутость полевых транзисторов выбором подходящего тока источника постоянного тока 5. При этом в моменты переключения схемы клеммы 14 и 15 модулятора оказываются для выбросов напряжения замкнуты накоротко через малое сопротивление открытого канала одного из двух полевых МДП-транзисгоров. Для устранения входного остаточного тока постоянные времени формирующих RC-ii&пей 8 и 10 и 9 и 11 выбираются такими, при

которых длительности фронтов импульсов напряжения на затворах полевых транзисторов равны между собой.

Предмет изобретения

Последовательно-параллельный модулятор,

содержащий источник постоянного напряжения, входной / С-фильтр низких частот подключенный ко входу модулятора, последовательный и параллельный полевые транзисторы, стоки которых объединены, а между общей точкой стоков и нулевой щиной устройства включена нагрузка, устройство управления полевыми транзисторами, содержащее формирующие С-цепи, соединенные через ключ, переключаемый импульсами напряжения управляющего генератора, с источником постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью устранения входного остаточного напряжения, между истоком последовательного и затвором параллельного полевых транзисторов включен компенсирующий конденсатор.

1в 12

ЧЧ

Фиг.1