Способ получения фазо-импульсного модулированного сигнала Советский патент 1980 года по МПК H02M1/08 H02P13/16 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФАЗО-ИМПУЛЬСНСГО МОЙУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для постро ения устройств фазового управления электротфивода, широ-шо-изшгульсных модуля торов, устройств управления преобразователями электрической ааергии и других систем тфи повышенных, требованиях к быстродействию и линейности в широком диапазоне регулирования. Известны устройства,реализующие способ фазоимпульсЕой модуляции ij и 2, заключающийся в генерировании двух напряжений прямоугольной формы с одинаковой частотой и разной амплитудой с последующим их суммированием. Полученное таким образом напряжение интегрируют и сравнивают с постоянным уровнем, величина которого зависит от величины сигнала управления. В момент равенства этих напряжений тюрекгаочают ведомый генератор. Данному способу присущи недостатки, обуслсвленНые наличием операции интегрирования, такие как низкое быстродействие и невысокая линейность регулировочной xapaKTepvtc-ntKK. Другим недостатком данного способа является ограниченный диапазон регуяирования фазы, поскольку на краях диапазона регулирования 1фи фазном сдвиге, близком к О или 180, возникает явление перерегулирования в фазо-импульсном модуляторе, т.е. нарущается paBettстао ведомого и ведущего генераторов. Наиболее близким по технической cyutностн является способ фазо имт1ульсной модуляции, реализова1а1Ый в устройство |3j, Этот способ фазо-импульсной модуляции заключается в том, что амплитуду прямоугольнотх) напряжения изменяют управляюЩ1 м сигналом, затем дифференцируют с постоянной времени дифференцирования, большей чем период прямоугольного напряжения, продифференцированный сигнал вытфямляют и сравнивают с постоянным, эталонным напряжением, в результате сравнения формируется широтно-импульсное напряжение, которое дифференцируют и получет ыми импульсами управляют формирователем прямоугольного напряжения. Однако данHoivqr сшсобу присущей недостатки, связавнью с ограниченным диапазоном регулирования фазового Сдвига, поскольку на краях диа 1азона регулирования в точках О и 180 фазового сдвига происходит потеря информа НИИ о моментах перекгаочення формирователя импульсов. В этих тошшх широтно-«мттульсный сигнал приобретает значение О или 1 т.е. относительная длительность имчульса на выходе сравнивающего устройствё равняется О или I, поэтому отаарацЬя формирования прямоугольного нап ре производится. Осуществление опфадии диффе жвдирования прямоугольноф нагфяжения с переменной амтшитудой к фму же 1риводит к нелинейности регуяифвочной характеристики.

релью изобретения является улучшение линейности и расширения диа11азона 1юг|улирования.

Поставленкая цель достигается тем, в способе получения фазо имульсного модулированного сигнала, состоящем в том, что дифференцируют прямоутх)льное . нафяжение с постоянной , больщей тюриода прямоугольного напрялсения, амтшпотуду указанного напряжения прямоугсшьной формы изменяют по закону уИ раэляющего воздействия, а затем сравнивают с дифференцированным напряжением.

На фиг.1 представлень. эпюры сигна лоа, иллюстрирующие предлагаемьШ ctroс об получения фазо-импупьсного модул ировайного сигнала на фиг. 2 - блок-схема файо-импу лье кого модулятора, реализу(о-. предлагаемый способ фазо-кмпул&с

ной модулям ИИ.

Исходное прямоугольное напряжение U (фиг.1), полученное например, с помсяцью генератора прямоугольного напряжения, с периодом равным Т дифференкиpypTs, причем тастоянная времени дифферевцирования болыде периода Т. Требуемое напря кение U (фиг. 2) можно подучить, Т1рй1«1еняя ди(й ерейдирующие &С -цепочки, диф }уеренйиаторы с замедлением, oraepfffiiHOEные усилители, в обратную связь которых В1акочекы дифференцирующая с замедлением RC -цепочка. Напрялхение U , получен нте после дифференцирования, сравнивают с прямоугольным напржкением fa чолучаемым из исходного прямоугольнотк) напряжения путем иаменвния амплитуды п(кшеднего по закону управляющего ст-нала. Сравнение напряжений U, и U.. производят с помощью известных схем сравне.нИя, например, с использованием оперздионых усилителей с двумя входами или двухвходовых компараторов. Амплитуду прямоугольного напряжения U можно регулировать с помощью известных устройств, например управляемых делителей напряжения, электронных модуляторов на транзисторах.

В результате операции сравнения напряжений U« и и, получают фазо-импульсный модулированный сигнал U, сдвинутый по фазе на регулируемый угол 1 относительно исходного прямоугольного напряжения J . Величина фазового сдвга пропорциональна величине управляющего напряжения U- и может регулироватся в пределах от О до 180,° включая и крайние точки указанного диапазона.

Фазо-имнульсный модулятор, реализующий данный способ, (фиг. 2) состоит из генератора прямоугольного напряжения 1, дифференцирующей RC -ценочки 2 (дифференциаторас замедлением или операционного усилителя, в обратную связь которого включена дифференцирующая с замедлением RC -41епочка), устройства регулирования амплитуды прямоугольного напряжения 3 и схемы сравнения 4.

С выхода генератора 1 прямоугольное напряжение поступает на вход дифференцирующего каскада 2 и на один вход устройства регулирования амплитуды прямо угольного напряжения 3. На другой вход устройства регулирования амплитуды прямоугольного напряжения 3 поступает управляющее напряжение, на выходе устройства регулирования амплитуды прямоугольного напряжения 3 формируется прямоугольное напряжение, амплитуда которого изменяется в соответствии с законом изменения управляющего сигнала, которое поступает на одип вход схемы сравнения 4. На другой вход схемы сравнения 4 поступает дифференцированное напряжение с выхода дифференцирующего каскада 2, В результате сравнения на выходе схемы сравнения 4 получается прямоугольное напряжение, сдвинутое по фазе на регулируемый угол относительно выходного прямоугольного напряжения генератора 1. Указанные в способе операции могут быть реализованы но предложенной структуре g помощью известных устройств.

Использование способа позволяет улучшить качественные характеристики различных устройств фазового управления, упростить их реализацию и расширить область применения фазо-импульсньгх модулированных систем. 577 .Формула изобретения Способ получения фазо импульсного модулированного сигнала, состоящий в .том что дифференцируют прямоугольное напряжение с постоянной времени болыией пернода прямоугольного напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения линейности и расширения диапазона ругулирования, одновременно амплитуду указанного напряжения прямоугольной формы изменяют по закону управляющего воздействия, а затем сравнивают с дифференцированным напряжением.. 34 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 131791, кл. Н 03 К 7/08, 1960. 2. Авторское свидетельство СССР № 167234, кл. Н 02 Р 7/58, 1963. 3. Бунаков В. Л., Распаров Р. Г. Полутфоводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин. М., Энергия, 1966, С.93, рис.4-2.

Т 2.

ЗГ 2

2Г

(Jj,Ui

Л

..а

1J

Фаг./