Устройство для получения фазоимпульсного модулированного сигнала Советский патент 1980 года по МПК H02M1/08 H02P13/16 

. Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано для постро ения устройств фазового управления двухфазными асинхронными двигателями, широтно-импульсных и фазо импульсных модуляторов, устройств управления преобразователями электрической энергии и других систем электропитания п{ж повышенных требованиях к быстродействию и линейности в широком диапазоне регулиро ваШ1Я. Известны устройства для получения фазо-импульсных модулированных сигналов предназначенные для применения в различ ных областях преобразовательной техники использующих времязадающие устройства для задержки запуска формирователя импульсов (в качестве времязадающих устройств используют управляемый разряд или разряд конденсатора), пересчетные схемы (использующие распределитель импульсов), которые формируют последовательность импульсов, фиксирующую определенные фазовые сдвиги, в зависимости ОТ требуемого фазового сдвига выбирается Один из импульсов последовательности и подается ia формирующее устройство. Недостатками этих устройств является невысокое быстродействие и дискретное регулирование ij LT Из известных устройств для получения фазо-импульсного модулированного сигнала наиболее близким по технической сущности является устройство для получения фазо-импульсного модулированного сигнала, выполненное на основе фазосдвигакщего устройства з J. В дашюм устройстве для достижеетя безынерциоиности работы прямоугольное напряжение с выхода генератора инвертируют, а затем прямое и инверсное напряжение интегрируют. Полученные два треугольных напряжения подают на схемы сравнения, на другие входы которых подано управляющее напряжение. С выхода схем сравнения щиротно-импульсный сип{ал поступает на дифференцирующие цепочки, сигналы с выхода которых подаются на двухвходовой триггер, на вы 77 ходе KOioporo формируется прямоугольное на1 1 1яжение, сдвинутое тю фазе на регулируемый угол относительно напряжения ге нерйтора. Однако несмотря на хорошее бы стродействие устройство имеет ряд недостатков. Для получения фазового сдвига, равного О или 18of на входы схем сравнения поступает зпфавляющее напрял ение равное амтшнтуде пилообразного натхряд ения, при этом напряжение на выходе CJKM срайнения будет равняться какой-то осго яннйй величине, так как коэффициетг запол нения импульсов на выходе схем сравнени - будбт О или 1, а при этом пропадает сигнал на выходе дифферевдируюшего каскада. Ори этом на входе триггера пропада ют Переключающие импульсь, и поэтому на выходе устройства пропадает информация: о величине фазовотю сдвига. Применяя; это устройство, нельзя получить бсь-. льшбй диапазон регулирования фазового Сдвига, и крайние точки диапазона 0 и 18U, К тому же при изменении часто1-ы rejitopaTopa измешгется фазовый СДВИГ на выходе устройства при неизменной величине управл5пощего напряжения,, Целью изобт- тения, является утгрошекие схемы, поддержание неизменной скважност при изменении частоты и расширение днепдзона регулирования. Поставленная цель достигается TQM., устройство д,1ш получения (})азо-им- .пульсного модулированного сигнала, содержащее, генератор прямоугольного наиряжегшя, выполненный на операционном усилителе с цепями положительной и отрицательной обратной связи, включающий резистор и кондеНСaтop и компаратор с двумя входам, первый из которых связан с источником управляющего сигнала, снабймно делитеЖ Ы натфяження, включаю щим резистор к полевой транзистор, генератор прямоугольного на-прягкения допод аительно резистором, причём {резистор отрицательной обратной связи подключей между общей точкой питания операционного усилителя и инвертирующим входом, конденсатор отрицательной обрат ной связи включен последовательно с дополнительным резистором между выходом генератора я инвертирующим входом, инвертирующий вход подключен ко второму входу компаратора, резкстор делителя на ряАения подключен между выходом генер тора и входом компаратора, источник yt -равдяюшего сигнала подключен к затвору полевого транзистора, сток которого свяааН со вторым входом компаратора, а СТОК подключен к ойдей точке штания тюрадиоЕных усилителей. На фиг,1 представлена схема устройтва для получения фазоимпульсного моупированного сигнала;на фиг. 2 - эпюры напряжений, иллюстрирующие работу устройства. Устройство для получения фазо-импульсного моделироватгого сигнала содержит генератор, состоящий из операционного усилителя 1, резисторов 2-5 и конденсатора 6, делителя напряжения, содержащего полевой транзистор 7, резисторы 8-11, ковденсаторы 12,13, двухвходовой компаратор 14. В MOMeirr равенства напряжений на вхо дах операционного усилителя 1 происходит пе{юключение схемы, при этом конденсатор заряжается до, например, , Во время разряда конденсатора на резисторе 4 формируется линейно-падающее напряжение, которое подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 1. На инвертирующем входе операционного усилителя 1 поддерживается постоянное Hatiря/№ние той JKe поняркос-ти, что и на выходе операционного усилителю 1. Величина пост-оянно напряжения отдределяется соотношением сот1ротивле ь:ий резисторов 2,3 В момент равенства натгряжений на инвертйpyющe r и неиизертирующем входах операционного усилителя происходитпереключение схемы, во аремя которого ток через конденсатор 6 меняет направление на противоположное . Одновременно с этим на инвертирующем входе оттерационного усилителя меняется полярность постоянного напряжения на противоположную, процесс формирования импульсов в следующем полувериоде повторяется. Прямоугольный импульс, сформированный генератором, через разделительный конденсатор 12 поступит на управляемый делитель напряжения, состоящий из }к.-зистора 8 м сотфотивления перехода сток-исток полевого транзистора 7. Для.увеличения диапазона линейности изменения выходного напряжения делителя введена обратная связь, резисторы 9,10. При отсутствии управляющего напряжения ка затворе транзис-х-ора 7, сопротивлнние сток - исток составляйт дасколько сотен Ом и на выходе, делителя (тфи соответствующем выборе сопротивления -резистора 8) практическиотсутствует напряжение. При увеличении управляющего напряжения сопротивление перехода сток-исток возрастает, т.е. практически, все напряжение, которое поступает на делитель, тюредается на его выход. С выхода делителя через разделительную цепочку 13,11 ре тулируемый сигнал подается на один из входов компаратора 14. На другой вход компаратора подается напряжение U

(см.фиг.2) к резистора 4. В результате сравнения на выходе компаратора 14 формируется прямоугольное напряжешге У , сдвинутое по фазе на регулируемый угол по отношению к напряжению . Линейность регулировочной характеристики величины фазового сдвига от утфавляющего напряжения зависит от соотношения величин элементов 4, 5, 6.

Фазовый сдвиг остается постоянным при изкенении частоты генератора потому, что величина линейно-падающего участка напряжения Цопределяется соотношнием резисторов 2 и 3, и не зависит от частоты работы генератора,

Диапазон регулирования расширяется за счет того, что сравнение линейно изменяющегося напряжения Uj происходит с прямоугольным напряжением У, , амплитуду которого изменяют по закону управляющего напряжения.

Указанные преимущества позвол51ют значительно улучшить качественные характерисТЯ1Ш различных устройств фазового управления, упростить их реализацию и расширить .ообласть применения данных устройств в одучае иcпoJ ьзoвaния для их пострсекия пред-.лагаемого устройства.

Формула изобретения

Устройство для получения фазо-кмпульс но го модулированного сигнала, содерн ащее

генератор прямоугольного напряжения, выполненный на операционном усилителе с цепями положительной и отрицательной обратной связи, включающей резистор и конденсатор, и компаратор с двумя входами, первый из которых связан с источником управляюш его сигнала, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы и расширения диапазона регулирования, оно снаби ено делите;юм напряжения, ВВУПОчающим резистор и полевой транзистор, генератор прямоу1х льного напряжения дополнительно снабжен резистором, причем резистор отрицательной обратной связи подключен между общей точкой питания операционного усилителя и инвертирующим входом, конденсатор отрицательной обратной связи включен последовательно с дополш1тельным резистором между выходом генератора и инвертирующим входом, инвертирующий вход подключен ко второму входу компаратора, резистор делителя напряжеиня подключен между выходом генератора и вторым, входом компаратора, истсЧник управляющего сигнала подключен к GciTBOpy полевого транзистора, сток которого связан со вторым входом компаратора, а исток подключен к общей точке питания операционных усилите/юй.

НсточЕШки информации, ир;ш5.тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N9 455444, кл. Н О2 М 1/08, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР К 498726, кл. Н 03 К 5/20, 1972.

3.3u-t. т.Еее chronics , 1973 VOC 35 N9 & рр 745-749.

Ч

V-f

-iJ

.-,

1J

Сриг. г