Импульсный модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03K7/02 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано для импульсной модуляции СВЧ-генераторов как в импульсно-кодовом, так и и импульсном режиме с высокой частотой следования. Известен импульсный модулятор, со держащий последовательно соединенные источник питания, два дросселя, неуправляемый вентиль, накопитель энер .гии и нагрузку, коммутирующий элемент, включенный между входом накопителя энергии и общей шиной, управляемый вентиль, шунтирующий второй дроссель и устройство задержки, вклю ченное между управляющими электродами коммутирующего элемента и управляемого вентиля р.. Недостатком известного импульсного модулятора является ограничение максимальной скорости заряда формирующей линии за счет влияния на процесс заряда нагрузки, включённой последовательно с формирующей линией. Известен -также импульсный модулято, содержащий источник питания, к которому подключены последовательно соединённые зарядный дроссель с допо нительной обмоткой, включенной в противофазе зарядный диод, формирующая линия и первичная обмотка импульсного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключена нагрузка, тиратронный коммутатор, подключенный между входом формирующей линии и общей шиной и генератор управляющих импульсов, первый вход которого соединен с управляющим электродом тиратронного коммутатора 2. Недостаток этого импульсного модулятора заключается в низкой частоте следования импульсов и низкой надежности за счет того, что при наличии импульсного трансформатора, включенного между выходом формирующей линии и нагрузкой, его индуктивность нг1магничивания значительно уменьшает скорость заряда.формируквдей линии и при достаточно высокой скорости заряда формирующей линии на нагрузке появляется напряжение обратной полярности значительной величины, которое отрицательно влияет на работу СВЧ - генератора. Цель изобретения - увеличение частоты следования импульсов путем уменьшения времени заряда формирующей линии и повышение надежности. Пос авленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий источник питания, к которому подключены последовательно соединенные зарядный дроссель с дополнительной обмоткой, включенной в противофазе, зарядный диод, формирукадая линия и первичная- обмотка импульсного тран форматора, ко вторичной обмотке которого подключена нагрузка, тиратронный коммутатор, подключенный между входом формирукщей линии и общей шиной., и генератор управлякнцих импульсов , первый выход которого соединен, с управляющим электродом тиратронного коммутатора, введены управ яемый вентиль и диод, причем диод вт лючен в прямом направлении меяэду выходом формирующей линии и общей шиной, дополнительная обмотка зарядного дроселя шунтирована управляемым вентилем, катод которого подключен к общей шине, а управляющий электрод - ко второму выходу генератора управляющих импульсов.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого импульсного модулятора; на фиг. 2 - эпюры напряжений и токов в схеме импульсного модулятора.

Положительный полюс источника 1 питания связан .через зарядный дроссель 2 с дополнительной обмоткой и зарядный диод 3 с формирующей линией 4 и анодом тиратронного коммутатора 5, выход формирующей линии 4 соедине с первичной обмоткой импульсного трансформатора б и катодом диода 7, шунтирующего первичную обмотку трансформатора б, вторичная обмотка которого соединена с нагрузкой 8, отрицательный полюс источника 1 питания, катод тиратронного коммутатора 5 и анод диода 7 присоединены к общей шине модулятора, дополнительная обмотка зарядного дросселя 2, включенная в противофазе относительно основной его обмотки шунтирована управляемым вентилем 9, катод которого подключен к общей шине, а управляющий электрод второму выходу генератора 10 управляющих импульсов, первый выход которого подключен к управляющему электроду тиратрона 5.

На фиг. 2 приведены эпюра 11 форма напряжения на формирующей лини 4; эпюра 12 - форма тока в зарядной цепи модулятора эпюра 13 - импульсы поджига тиратрона 5; эпюра 14 - импульсы запуска вентиля 9.

Принцип работы импульсного модулятора заключается в следующем.

К моменту прихода импульса поджига на управлякнций электрод тиратронного коммутатора 5,. формирующая линия 4 заряжается до номинсшьногр напряжения, управляемый вентиль 9 находится в закрытом-состоянии. Под воздействием импульса поджига тиратронный коммутатор 5 открывается и формирующая линия 4 разряжается на нагрузку 8

через согласующий шущульсный трансформатор 6. При разряде формирующей линии 4 величина индуктивности зарядного дросселя 2 достаточно большая и обеспечивается разрядка источJ ника 1 питания от тиратронного коммутатора 5 на время формирования импульса йа нагрузке 8,-т. е. обеспечивается максимально возможное уменьшение тика от источника 1 че- рез тиратрон 5, После окончания разряда формирующей линии 4 на нагрузку 8 начинается процесс ее заряда по цепи: положительный полюс источника 1 питания, зарядный дроссель 2, зарядный диод 3, диод 7, отрицательный

5 полюс источника 1. Известно, что при резонансном заряде нарастание напря- . .жения на формирующей происходит по закону

иф.& 0-COStDot), .

и

- Напряжение на формируюгде

фл

щей линии; Е - напряжение источника

питания;

, - круговая частота заряд Лo-vLtjCV ной цепи ,

Сфд - суммарная емкость формирующей линии 4; L1 -.индуктивность зарядного

дросселя 2.

В момент времени t-t равный времени восстановления электрической прочности /тиратронного коммутатора 5, амплитуда напряжения на формирующей линии 4 (эпюра 11)незначительна и тиратронный коммутатор 5 переходит в закрытое состояние. В этот момент с генератора 10 управляющих импульсов на управляющий электрод вентиля 9 (эпюра 14)поступает заQ пускающий импульс. Управляемый вентиль 9 открывается и шунтирует дополнительную обмотку зарядного дросселя 2. При замыкании дополнительной обмотки величина индуктивности зарядного дросселя 2 резко уменьшается причем во столько раз, во сколько раз эффективная проницаемость магнитопровода зарядного дросселя 2 больше проницаемости воздуха. При этом собственная частота зарядной цепи 0 резко возрастает и формирующая линия 4 заряжается до номинального значения в момент времени

rcVC

.

1,

-а.

5 где bjv

- индуктивность зарядного дросселя 2 при замкнутой

дополнительной обмотке. В момент времени ti ток в зарядной цепи (эпюра 12)и напряжение,, 0 наведенное на дополнительной обмотке дросселя 2, становится равным нулю. В этот момент управляемый вентиль 9 закрывается, дополнительная обмотка зарядного дросселя 2 размыкается и индуктивность зарядного