Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1982 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий операционные усилители, резистор, датчик аналогового сигнала и компаратор tl3 .

Недостатком устройства является невысокая точность преобразования аналогового сигнала в длительность импульса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является широтно- импульсный модулятор, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены конденсатор и резистор, неинвертирующий компаратор и нуль-индикатор Г23 .

Конденсатор заряжается до величины напряжения насыщения операхшонного усилителя. Так как положительное и отрицательное напряжения насыщения операционного усилителя не одинаковы по абсолю- ной величине, время перезар5ща конденсатора также не одинаково. Это приводит к появлению в выходном сигнале погрешности, обусловленной несимметричностью работы операционного усилителя.

11елью изобретения является повышение точности преобразования аналогового сигнала в длительность импульса.

Поставленная дель достигается тем, что в широтно-импульсный модулятор, со1Гдержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены конденсатор и резистор обратной связи, введены два ключа и два источника эталонного напряжения, причем выход опера15ционного усилителя подключен к входам соединенных последовательно ключей, каждый из которых соединен с соответствующим источником эталонного напряжения, объединенный вывод ключей, являющийся

20 выходом щиротно-импульсного модулятора подключен через резистор обратной связи к инвертирующему входу операционного усилителя и непосредственно к резистор396ному делителю напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной, а средний вьшод - с неинвергирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого через .конденсатор соединен с общей шиной и через резистор - с входом широтно-импульсного модулятора. На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсного модулятора. Выход операционного усилителя 1 подключен к входам двух соединенных последо вательно электронных ключей 2 и 3. Ключ 2 подключен к эталонному источнику положительного напряжения (+Е),аключ3 к эталонному источнику отрицательного напряжения (- Ед ). Общая точка соединения ключей подключена через резистор 4 обратной связи к инвертирующему входу 5 операционного усилителя 1, к выходу модулятора и к делителю напряжения на резисторах 6 и 7, второй конец которого соединен с общей,шиной. Объединенный вьшод резисторов 6 и 7 соединен с неинвертирующим входом 8 операционного усилителя 1. Инвертирующий вход 5 опера- ционного усилителя 1 через резистор 9 соединен с входом широгно-импульсного модулятора и через конденсатор 10 с общей шиной. Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом. Пусть при подаче Тна схему питающего напряжения Ef,, на выходе операционного усилителя 1 устанавливается положительное напряжение насыщения, открьгоающее ключ 2. Через открытый ключ 2 част положительного эталонного напряжения + БЭТ. снимаемая с делителя на резисторах 6 и 7, подается на неинвертирующий вход 8 операционного усилителя 1, осуществляя положительную обратную связь и поддерживая на его выходе положительное напряжение насыщения. Одновременно начинается заряд конденсатора 10 от эталонного источника положительного напряжения через открытый ключ 2 и резистор 4 обратной связи. В момент, когда напряжение на конденсаторе 10 дости гает величины, равной напряжению на неинвертирующем входе 8 операционного усилителя 1, напряжение насыщения на его выходе изменяет свою полярность. При этом происходит закрьшание ключа 2 и открывание ключа 3. Конденсатор 10 начинает разряжаться через резистор 4 обратной связи, открытый ключ 3 и ис44точник отрицательного напряжения. При достижении равенства напряжения на конденсаторе 1О и на неинвертирующем входе 8 операционного усилителя 1 происходит смена полярности напряжения насыщения на его выходе. Снова открьшается ключ 2, а ключ .3 закрьшается, и процесс повторяется. Поскольку заряд и разряд конденсатора 10 происходит через идентичиые ключи 2 и 3 от эталонных источников напряжения, на выходе модулятора присутствует последовательность чередующихся положительных и отрицательных прямоугольных импульсов одинаковой дли-. тельности и амплитуды. При подаче на вход устройства аналогового сигнала oi носительная разность длительностей че редующйхся импульсов на его выходе пропорциональна величине входного сигнала. Относительная разность длительностей чередующихся импульсов на выходе известного устройства, при отсутствии входного сигнала, может достигать 1О%. Эта же величи.-а в предлагаемом устройстве составляет 0,1 -0,О1% в зависи- мости от идентичности параметров ключей 2 и 3. Таким образом, в предлагаемом устройстве существенно повьпиается точность преобразования аналогового сигнала в длительность импульсов. Формула изобретения . Широтно-импульсный модулятор, содержащий операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключены конденсатор и резистор обратной связи, отличающийся тем, что, с яелью повьпиения точности, в него введены два ключа и два источника эталонного напряжения, причем выход операционного усилителя подключен к входам . соединенных последовательно ключей, каждый из которых соединен с соответствующим источником эталонного напряжения, объединенный вывод ключей, являющийся выходом широтно-импульсного модулятора, подключен через резистор обратной связи к шшертирующему входу операционного усилителя и непосредственно к резисторному делителю напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной, а средний вывод - с неинвертирующим входом операционного усилителя, инвертирующий вход которого через конденсатор со-

59611344

единен с общей шиной и через резистор -1. Авторское свидетельство СССР

с входом широтно-импульсного модулятора. Nb 523525, кл. Н 03 К 7/О8, 24.О2.75.

Источники информации,№ 430501, кп. Н 03 К 7/08, 10.03.72

принятые во внимание при экспертизеs (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР

9 Е„