Широтно-импульсный мрдулятор Советский патент 1977 года по МПК H03K7/06 

Изобретение относится к области импульсных -систем, автоматического регулирования. Известны аналогичные устройства, построенные на базе аналоговых элементов, требующие применения генератора стандартных 5 сигналов для формирования управляющего импульсного сигнала, частота которого определяет частоту выходного щиротно-импульсного сигнала. Их недостатком являются ограниченные функциональные возможности. 10 Эти устройства не позволяют получить интегрального закона широтно-импульсной модуляции и не допускают варьирования чувствительности модулятора к входному сигналу и формы статической характеристики.15 Наиболее близким техническим решением к изобретению является широтно-импульсный модулятор, содержащий блок выделения модуля и элемент с двухполярной релейной характерист1икой, входы которых объединены и 20 являются входом модулятора, реле и интегратор, причем выход элемента с двухполярной релейной характеристикой подключен к первому выходу модулятора через размыкающий контакт реле 2.25 Этот модулятор также имеет ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что модулятор до30полнительно -содержит два нелинейных блока, входы которых соединены с выходом блока выделения модуля, а выходы подключены соответственно через замыкающий и размыкающий контакты реле к входам интегратора, и регулируемый ограничитель уровня, подключенный к выходу интегратора, выход регзлируемого ограничителя уровня соединен с входом интегратора, выход которого связан также с обмоткой реле, а выход элемента с двухполярной релейной характеристикой соединен с вторым выходом модулятора через замыкающий контакт реле. Блок-схема широтно-импульсного модулятора представлена на чертеже. Широтно-импульсный модулятор содержит блок 1 выделения модуля, нелинейные блоки 2 и 3, реле 4 с контактами 4i-4, интегратор 5, регулируемый ограничитель уровня 6, элемент 7 с двухполярной релейной характеристикой, выходы 8 и 8. Модулятор работает следующим образом. В начальный момент времени входной непрерывный сигнал x{t)Q, на выходе блока 1 сигнал отсутствует, на выходе блока 2 сигнал +f/2 равен выходному напряжению + 2|иин ч выходе блока 3 сигнал -Us равен - Змакс реле 4 обесточено, его контакты 4i и 44 замкнуты, 42 и 4з разомкнуты, на

выходах интегратора 5, элемента 7 « выходах 8 и 9 модулятора сигналы отсутствуют.

(Процесс преобразования непрерывного входного сигнала x(t)0 в широтно-импульсные сигналы Y(t) иУ(О складывается из следующей последовательности операций: интегрирование интегратором 5 напряжения + 2; поступающего на его первый вход с выхода блока 2 через замкнутый контакт 4i реле 4, в результате чего напряжение U увеличивается по модулю со скоростью, пропорциональной /Ci-|t/2; I; срабатывание реле 4 в момент равенства по модулю его уставки срабатывания и напряжения L/s; переключение контактов 4i-4 реле 4, вследствие чего происходит отключение выхода блока 2 с выходным напряжением +f/2; от первого входа с коэффициентом Ki интегратора 5; подключение выхода блока 3 с напряжением -t/3; к второму входу с коэффициентом К2 интегратора 5, в результате чего напряжение t/5 начинает умепьщаться по модулю со скоростью, пропорциональной , отключение выхода элемента 7 от выхода 9 модулятора, подключение выхода элемента 7 к выходу 8 модулятора; отпускание реле 4 в момент равенства по модулю его уставки отпускания и напряжения Uz, переключение контактов реле 4.

При этом на выходе интегратора 5 формируется пилообразный сигнал Us с переменным наклоном фронтов.

Он представляет собой интегральную функцию от x(t) и управляет работы реле 4.

, На выходах,8 и 9 модулятора формируются импульсные сигналы Y(t) и УО) с прямоугольными импульсами единичной амплитуды, щирина Т „МП и интервалы Гц между передними фронтам которых переменны и зависят от t/5, следовательно определяются интегральной функцией от x{t).

Поскольку сигналы Y(t} и Y(t) формируются из выходного сигнала элемента 7, на вход которого подается входной сигнал x(t), то появление их возможно только при значениях x(t), превыщающих значения зоны нечувствительности. При этом каждому импульсу сигнала Y(t) соответствует интервал между импульсами сигнала Y(t) такой же длительности и наоборот.

Во избежание выхода напряжения U за пределы рабочего диапазона интегратора 5 в его канал обратной связи включается ограничитель уровня 6. Изменение знака сигнала x(t) вызывает изменение знака сигнала на выходе блока 7 и, -следовательно, сигналов Y(t) HY(t).

Возможные отклонения действительной статической характеристики широтно-импульсного модулятора от расчетной могут быть определены экспериментально и легко устранены путем введения соответствующей

коррекции в настройку блоков нелинейности.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий -блок выделения модуля и элемент с

двухполярной релейной характеристикой, входы которых объединены и являются входом модулятора, реле и интегратор, причем выход элемента -с двухполярной релейной характеристикой подключен к первому выходу

модулятора через размыкающий контакт реле, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможяостей, модуляторов дополнительно содержит два нелинейных блока, входы которых соединены €выходом блока выделения модуля, а выходы подключены соответственно через замыкающий и размыкающий контакты реле к входам интегр-атора, к регулируемый ограничитель ypOBHiH, подключенный к выходу интегратора, выход регулируемого ограничителя уровня соединен с входом интегратора, выход которого связан также с обмоткой реле, а выход элемента с двухполярной релейной характеристикой соединен с вторым выходом модулятора чер1ез замыкающий контакт реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Ротдч В. Я. Импульсные системы автоматического регулирования. М., «Энергия,

1964, с. 140-141.

2.Кунцевич В. М., Чеховой Ю. Н. Нелинейные системы управления с частотно- и широтно-импульснОЙ М1одуляцией, Киев, 1970,

с. 10 (прототип).