Модулятор импульсов

Заявляемая полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована, в частности, для модуляции импульсов (сигналов) управления лучом фазированной антенной решетки (ФАР) мобильной радиолокационной станции (РЛС). Технический результат, который достигается при использовании предлагаемой модели, заключается в создании требуемого напряжения, необходимого для модуляции сигналов управления лучом ФАР мобильной РЛС. Кроме того, предлагаемая полезная модель расширяет арсенал известных средств аналогичного назначения. Заявляемый модулятор импульсов (см. фиг.1) содержит устройство управления 1, ИНПП 2 и ИНОП 3, первый ключ 4 и второй ключ 5. Первый вход устройства управления 1 подключен к шине управления, а его второй вход, вход ИНПП 2 и вход ИНОП 3 подключены к шине электропитания постоянного тока. ИНПП 2 имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. ИНОП 3 также имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. Первый ключ 4 состоит из: транзистора 6 и двух диодов 7 и 8, а второй ключ состоит из: транзистора 9 и двух диодов 10 и 11. Выход ИНПП 2 с напряжением высокого значения соединен с силовым входом транзистора 6, силовой выход которого соединен с анодом диода 7. Выход ИНПП 2 с напряжением низкого значения соединен с анодом диода 8. Катоды диодов 7 и 8 соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки 12. Выход ИНОП 3 с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом транзистора 9, силовой вход которого соединен с катодом диода 10, а выход ИНОП 3 с напряжением низкого значения соединен с катодом диода 11. Аноды диодов 10 и 11 соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки 12. Первый и второй выходы устройства управления 1 соединены с управляющими входами транзисторов 6 и 9.

Заявляемая полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована, в частности, для модуляции импульсов (сигналов) управления лучом фазированной антенной решетки (ФАР) мобильной радиолокационной станции (РЛС).

Известен модулятор (преобразователь) с импульсным выходным напряжением, в котором переход с одного уровня выходного напряжения на другой осуществляется коммутацией первичных обмоток выходных трансформаторов с помощью управляемых ключей переменного тока (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1.188.834, МПК: Н02М 3/335, 1984 г.). Работа схемы основана на перезаряде выходных емкостей. Известный модулятор не обеспечивает требуемой для работы РЛС стабильности значений выходных напряжений и допустимых уровней электромагнитных помех.

Наиболее близким по назначению и технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является сеточный модулятор (см. "Сеточный твердотельный модулятор с широким диапазоном изменения параметров модулирующих импульсов" Монин С.В., Млинник А.Ю., Казанцев В.И. Журнал "Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Приборостроение", 2003, 1, С.106-115, Рис.3), содержащий источник напряжения отпирания положительной полярности, источник напряжения смещения отрицательной полярности, два управляемых транзисторных ключа, схему управления, подмодулятор и импульсный трансформатор. Известный модулятор не создает на выходе каждого из источников напряжения сигнал с двумя уровнями напряжения: высоким и низким, в связи с чем невозможно получить требуемую форму и последовательность импульсов и поэтому данный модулятор нельзя использовать в системе управления лучом ФАР мобильной РЛС.

Технический результат, который достигается при использовании предлагаемой модели, заключается в создании требуемого напряжения, необходимого для модуляции сигналов управления лучом ФАР мобильной РЛС.

Кроме того, предлагаемая полезная модель расширяет арсенал известных средств аналогичного назначения.

Технический результат достигается тем, что в модуляторе импульсов, содержащем устройство управления, источник напряжения положительной полярности (ИНОП), источник напряжения отрицательной полярности (ИНОП) и два ключа, первый вход устройства управления подключен к шине управления, а его второй вход и входы ИНПП и ИНОП подключены к шинам электропитания, ИНПП и ИНОП выполнены с двумя выходами, имеющими напряжения высокого и низкого значений, каждый ключ выполнен в виде двух диодов и транзистора, при этом выход ИНПП с напряжением высокого значения соединен с силовым входом первого транзистора, силовой выход которого соединен с анодом первого диода, а выход ИНПП с напряжением низкого значения соединен с анодом второго диода, катоды первого и второго диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки, при этом выход ИНОП с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом второго транзистора, силовой вход которого соединен с катодом третьего диода, а выход ИНОП с напряжением низкого значения соединен с катодом четвертого диода, аноды третьего и четвертого диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки, причем первый и второй выходы устройства управления соединены с управляющими входами транзисторов.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где:

- на фиг.1 представлена структурная схема модулятора импульсов

- на фиг.2 представлена структурная схема источника импульсного напряжения положительной полярности

- на фиг.3 представлена структурная схема источника импульсного напряжения отрицательной полярности

на фиг.4 представлена диаграмма выходного сигнала модулятора импульсов

Заявляемый модулятор импульсов (см. фиг.1) содержит устройство управления 1, ИНПП 2 и ИНОП 3, первый ключ 4 и второй ключ 5. Первый вход устройства управления 1 подключен к шине управления, а его второй вход, вход ИНПП 2 и вход ИНОП 3 подключены к шине электропитания постоянного тока. ИНПП 2 имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. ИНОП 3 также имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. Первый ключ 4 состоит из: транзистора 6 и двух диодов 7 и 8, а второй ключ состоит из: транзистора 9 и двух диодов 10 и 11. Выход ИНПП 2 с напряжением высокого значения соединен с силовым входом транзистора 6, силовой выход которого соединен с анодом диода 7. Выход ИНПП 2 с напряжением низкого значения соединен с анодом диода 8. Катоды диодов 7 и 8 соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки 12. Выход ИНОП 3 с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом транзистора 9, силовой вход которого соединен с катодом диода 10, а выход ИНОП 3 с напряжением низкого значения соединен с катодом диода 11. Аноды диодов 10 и 11 соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки 12. Первый и второй выходы устройства управления 1 соединены с управляющими входами транзисторов 6 и 9.

ИНПП 2 и ИНОП 3 являются источниками электропитания импульсного действия на базе инверторов. ИНПП 2 может быть выполнен по структурной схеме (см. фиг.2), функциональными элементами которой являются: накопительный фильтр 13, стабилизатор напряжения 14, схема управления 15, два драйвера 16, инвертор 17, устройство обратной связи по току 18, силовой трансформатор 19, выпрямитель 20, выходной фильтр 21 и устройство обратной связи по напряжению 22.

ИНОП 3 может быть выполнен по другой структурной схеме, представленной на фиг.3 и содержащей часть тех же функциональных элементов, что и ИНПП 2, а именно: стабилизатор напряжения 14, схему управления 15, два драйвера 16, инвертор 17, устройство обратной связи по току 18, силовой трансформатор 19, выпрямитель 20, выходной фильтр 21 и устройство обратной связи по напряжению 22. Поскольку для коммутации напряжения отрицательной полярности высокого значения необходимо использовать гальваническую развязку, в ИНОП 3 дополнительно введены последовательно соединенные второй трансформатор 23, второй выпрямитель 24 и второй выходной фильтр 25. При этом первые входы трансформаторов 19 и 23 соединены с выходом устройства обратной связи по току 18, а их вторые входы соединены со вторым выходом инвертора 17. Этим обеспечивается гальваническая развязка входной электрической цепи и выходной электрической цепи напряжения высокого уровня отрицательной полярности.

Модулятор импульсов работает следующим образом. При отсутствии сигналов управления на входах транзисторов 6 и 9 на выходе модулятора импульсов присутствуют напряжения низких значений разной полярности (см. фиг.4). При поступлении сигнала управления заданной длительности с устройства управления 1 на управляющий вход транзистора 6 в момент времени t₁ происходит переключение напряжения положительной полярности с низкого значения на высокое. В момент времени t₂ по команде с устройства управления 1 происходит обратное переключение напряжений положительной полярности с высокого значения на низкое и в этот же момент времени подается команда с устройства управления 1 на управляющий вход транзистора 9, в результате чего происходит переключение напряжения отрицательной полярности с низкого значения на высокое. Затем в момент времени t₃ происходит переключение напряжения отрицательной полярности с высокого значения на низкое и цикл повторяется снова. Тем самым создаются необходимые значения и полярности напряжений для модуляции сигналов управления ФАР мобильной РЛС.

Заявленное устройство может быть технически реализовано по известным правилам из стандартных компонентов, выпускаемых промышленностью, что позволяет сделать вывод о его промышленной применимости.

Модулятор импульсов, содержащий устройство управления, источник напряжения положительной полярности (ИНПП), источник напряжения отрицательной полярности (ИНОП) и два ключа, при этом первый вход устройства управления подключен к шине управления, а его второй вход и первые входы ИНПП и ИНОП подключены к шинам электропитания, отличающийся тем, что ИНПП и ИНОП выполнены с двумя выходами, имеющими напряжения высокого и низкого значений, каждый ключ выполнен в виде двух диодов и транзистора, при этом выход ИНПП с напряжением высокого значения соединен с силовым входом первого транзистора, силовой выход которого соединен с анодом первого диода, а выход ИНПП с напряжением низкого значения соединен с анодом второго диода, катоды первого и второго диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки, при этом выход ИНОП с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом второго транзистора, силовой вход которого соединен с катодом третьего диода, а выход ИНОП с напряжением низкого значения соединен с катодом четвертого диода, аноды третьего и четвертого диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки, причем первый и второй выходы устройства управления соединены с управляющими входами транзисторов соответственно.