Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управления для формирования высокостабильного широтно-импульсного сигнала. Цель изобретения - расширение области использования. Широтно-импульсный модулятор содержит шину 1 тактовых импульсов, шину 2 преобразуемого напряжения, операционные усилители 3, 8 и 9, конденсатор 4, источники 5 и 6 тока, управляемые напряжением, инвертор 7, диоды 10-12, компаратор 13, шину 14 выходных импульсов и шину 15 установочного напряжения. Введение в устройство новых элементов 6, 8 - 13 позволило повысить точность, стабильность и расширить диапазон преобразуемого напряжения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (i9) SU(Ii) (51) 5 Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Я °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4182052/24-21 (22) 16.01.87 (46) 23.01.90, Бюл. М 3 (75) В.И.Турченков (53) 621.376.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1148106, кл. Н 03 К 7/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР и 489213, кл. Н 03 К 7/08, 1974. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управления для формирования

2 высокостабильного широтно-импульсного сигнала. Цель изобретения - расши» рение области использования ° Широтноимпульсный модулятор содержит шину 1 тактовых импульсов, шину 2 преобразуемого напряжения, операционные усилители 3,8 и 9, конденсатор 4, источники 5 и 6 тока, управляемые напряжением, инвертор 7, диоды 10-12, компаратор 13, шину 14 выходных импульсов и шину 15 установочного напряжения. Введение в устройство новых элементов 6,8-13 позволило повысить точность, стабильность и расширить диапазон преобразуемого напряжения. 2 ил.

1538241

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в прецизионных системах автоматического управления -для формирования высо-5 костабильного широтно-импульсного сигнала.

Целью изобретения является расширение области использования.

На фиг, 1 приведена принципиальная 10 электрическая схема широтно-импульс ного модулятора на фиг. 2 - временt ,ные диаграммы напряжений.

Широтно-импульсный модулятор содер кит шину 1 тактовых импульсов, шину

2 преобразуемого напряжения, первый

Операционный усилитель 3, конденса тор 4,.первый 5 и второй 6 источники

1ока, инвертор 7,второй 8 и третий

9 операционные усилители, первый 10, 20 второй 11 и третий 12 диоды, компара"гор 13, шину 14 выходных импульсов

И шину 15 установочного напряжения.

Источники тока 5 и 6 выполнены управляемыми напряжением и могут пред-25 ставлять собой, например, высокоомНый резистор.

Шина 2 соединена с неинвертирующим входом усилителя 3, инвертирую1ций вход которого соединен с пер- З0 вым выводом конденсатора 4 и с выМодом источника 5 тока. Аноды диодов ,10-12 подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных уси)лителей 8,3 и 9, с выходами которых соединены соответственно катоды диодов. Второй вывод конденсатора 4 соединен с выходом источника 6 тока и с инвертирующим входом усилителя 8, Неинвертирующий вход которого соеди- 40 нен с шиной 1, а выход - с входом источника 6 тока и с входом инвертора 7. Выход инвертора 7 подключен к неинвертирующему входу усилителя 9, инвертирующий вход которого соединен 45 с первым выводом конденсатора 4, а выход подключен к входу источника 5 тока. Шина 15 соединена с инвертирующим входом компаратора 13, неинвертирующий вход которого подключен к выходу усилителя 3, а выход соединен с шиной 14.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

В отсутствии напряжений на шинах

1 и 2 напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 8 поддерживается равным нулю эа счет напряжения с выхода усилителя 8 и глубокой обратной связи через диоды 10.

Напряжение с выхода инвертора 7 положительное, а следовательно, и положительное напряжение на выходе операционного усилителя 9 ° Диод 12 смещен в обратном направлении и ток через него равен нулю.

Током с источника 5 операционный усилитель 3 поддерживается в состоянии, когда на его выходе отрицательное напряжение равно падению напряжения на открытом диоде 11, через который протекает ток источника 5 тока. На выходе компаратора 18 напряжение равно нулю или же отрицательное„ что зависит от типа используемого компаратора.

В моменты присутствия тактовых импульсов положительной полярности на шине 1 напряжение с выхода усилителя

8 положительное, с выхода 7 равно нулю, а на выходе усилителя 9 напряжение отрицательное и равно падению напряжения на открытом диоде 12, Потенциал в точке А равен нулю и напряжения с выходов усилителя 3 и компаратора 13 остаются неизменными и равными нулю.

Предположим, что начиная с момента времени t (фиг.2б) напряжение

U „ на шине 2 начинает резко возрастать. При возрастании напряжения

U q диод 11 подзапирается. Током источника 5 тока происходит заряд конденсатора 4 через диод 10 и выход

| усилителя 8. Постоянная времени заряда конденсатора 4 устанавливается такой, чтобы она была меньше самого быстрого возможного измерения напряжения U „ на шине 2. Этим обеспечивается то, что напряжение на первом выводе конденсатора 4 (точка А) отслеживает напряжение U „ и напряжеwe на выходе операционного усилителя

3 повторяет напряжение U qq с точностью до падения напряжения на диоде

11.

В момент времени t на шину l приходит очередной тактовый импульс и напряжение с выхода усилителя 8 становится положительным. На выходе инвертора 7 напряжение равно нулю и напряжение на первом выводе конденсатора 4 (точка А) скачком устанавливается равным нулю, а так как на неинвертирующем входе усилителя 3

1538241 присутствует положительное напряжение, то на его выходе скачком появляется напряжение положительной полярности максимально возможной амплитуды °

Установочное напряжение U шины

15 устанавливается несколько меньшим максимально возможного напряжения с выхода усилителя 3, поэтому компаратор 13 срабатывает и на шине 14 формируется передний фронт выходного импульса. Вследствие понижения напряжения на первом выводе конденсатора

4 на втором выводе конденсатора 4 формируется напряжение отрицательной полярности, которым операционный усилитель 8 удерживается в состоянии, при котором на его выходе остается напряжение положительной полярности 20 и при прекращении тактового импульса.

После момента времени t конденсатор 4 разряжается током от источника

6 тока, протекающим через диод 12 на 25 выход операционного усилителя 9.

В момент времени -t напряжение на втором выводе конденсатора 4 становится. более положительным, чем напряжение на, неинвертирующем входе усилите- З0 ля 8. На выходе усилителя 8 формируется отрицательное напряжение и током через диод 10 обеспечивается поддержание потенциала второго вывода конденсатора, равным нулю.

Начиная с. момента времени t конденсатор 4 заряжается от источника 5 тока через диод 10 и выход усилителя

8.

В момент времени tq напряжение на первом выводе конденсатора 4 становится более положительным, чем напряжение U „ на шине 2, и напряжение на выходе усилителя 3 снижается до напряжения U . Компаратор 13 срабатывает и на шине 14 формируется задний фронт выходного импульса 0 ых. После этого все процессы повторяются.

В некоторых областях применения широтно-импульсного модулятора удобнее снимать выходной сигнал не с шины 14, а с точки А.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий шину тактовых импульсов, шину выходных импульсов, шину преобразуемого напряжения, соединенную с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом конденсатора и с выходом первого источника тока, инвертор, о т л ич а ю шийся .тем, что, с целью расширения области использования, в него введены второй источник тока, второй и третий операционные усилители, первый, второй и третий диоды, шина установочного напряжения, компаратор, причем источники тока выполнены управляемыми напряжением, аноды диодов подключены к инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей, с выходами которых соединены соответственно катоды диодов, второй вывод конденсатора соединен с выходом второго источника тока и с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход - с входом второго источника тока и с входом инвертора, выход которого подключен к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с первым выводом конденсатора, а выход подключен к входу первого источника тока, шина установочного напряжения соединена с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого подкпючен к выходу первого операционного усилителя, а выход соединен шиной выходного сигнала.

Составитель В.Егоркин.

Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова . Корректор С.Ыекмар ,Заказ 173 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

С Р

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д ° 4/5

Производственно-издательскии комбинат Патент, г.ужгород, ул..Гагар

1! 1! л..Гага ина 191