Импульсный модулятор

Импульсный модулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИМПУЛЬСНЫЙ.Ж ДУЛЯТОе по авт.св. 467458, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения частоты повторения импульсов в него введены две цепочки,состоящие из последовательно соединенных истода, резистора и дросселя, причем каждая цепочка подключена парсшлельно зарядному конденсатору в непроводящем по постоянному току направлении , при этом должно выполняться условие , где суммарная емкость зарядных конденсаторов; п - коэффициент трансформации повышающего трансформатора} . емкость линии фО1 шрОвания. 5 сл 00 to ч СО

„„ у„„,1053279

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ)УБЛИК

3(50 Н 03 К 3 53

ГОС)ЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} 467458 ("21 ) 3463456/18-21 (22) 05.07.82 (46) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) Б.С.Истомин н Н.В.Репин (53) .621.376.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство-СССР

В 467458, кл. Н 03 К 7/02, опублик.

1975. (54 ) (57 ) ИМПУЛЬСНЫЙ, МОДУЛЯТОР по авт.св. 9 467458, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения частоты повторения импульсов„в него введены две цепочки, состоящие из последовательно соединенных диода, резистора и дросселя, причем каждая цепочка подключена параллельно зарядному конденсатору в непроводящем по постоянному току направлении, при этом должно выполняться условие С3>, п2Сэр, где СЗ- суммар- ная емкость зарядных конденсаторов, n - -коэффициент трансформации повышающего трансформатора CÄ4,- eM" кость линии формирования.

105327$

Изобретение относится к импульсным радиопередающим устройствам радиотехнических средств различного назначения.

По основному авт.св. 9 467458, известен модулятор, содержащий 5 источник питания, параллельно которому включены два последовательно соединенных зарядных конденсатора, повышающий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого соединен с объединенными выводами зарядных конденсаторов, а между крайними выводами которой и выходом источника питания в.проводящем направлении подключены два тиристора, соединенные управляющими электродами с соответствующими выходами генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к,объединенным выво дам генератора запускающих импульсов и входа элемента задержки, выход которого через подмодулятор соединен с управляющим входом коммутатора, а параллельно вторичной обмотке повышающего трансформатора включены коммутатор и последовательно соединенные линия формирования и нагрузка f1 1.

Недостатком известного импульсного модулятора является невысокая частота повторения выходных импульсов вследствие большого времени восстановления при пробоях в нагрузке или случайном включении коммутатора во время процесса заряда линии формирования. 35

Целью изобретения является повышение частоты повторения импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий источник питания, парал- 40 лельио которому включены два последовательно соединенных зарядных койденсатора, повышающий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого соединен с объединенными выводами зарядных конденсаторов, а между крайними выводами которой и выходом источника питания в проводящем направлении подключены два тиристора, соединенные управляющими электродами с соответствующими выходами генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к объединенным выводам выхода генератора запускающих импульсов и входа элемента задержки, выход которого 55 через подмодулятор соединен с управляющим входом коммутатора, а параллельно вторичной обмотке повышающего трансформатора включены коммутатор и последовательно соединенные ли; @) ния формирования и нагрузка, введены две цепочки, состоящие из последовательно соединенных диода, резистора и дросселя, причем каждая цепочка подключена параллельно заряднснму конденсатору в непроводящем по постоянному току направлении, при этом должно выполняться условие

С> Ъо С„Ф, где С вЂ” суммарная емЯ кость з арядных конденсаторов; пкоэффициент трансформации повышающего трансформатора C„4,- емкость линии формирования.

На Фиг.1 приведена схема импульсного, модулятора, на Фиг.2 — упрощенная эквивалентная схема цепи заряда линии Формирования упри заряде зарядного конденсатора на

Фиг.3 — то же, при разряде зарядного конденсатора; на фиг.4 — эпюры напряжений в узловых точках схемы модулятора.

Импульсный модулятор содержит источник 1 питания, цепочки 2 и 3 возврата энергии, в которые входят соответственно диоды 4 и 5, дроссели б и 7, резисторы 8. и 9, зарядные конденсаторы 10 и 11, тиристоры 12 и 13, повышающий трансформатор 14 с первичной 15 и вторичной 1б обмотками, линия 17 Формирования, нагрузка 18, коммутатор 19, генератор 20 запускающих импуль-. сов, генератор 21 управляющих имI пульсов, элемент 22 задержки и подмодулятор 23. Параллельно источнику 1 питания включены два после довательно соединенных зарядных конденсатора 10 и 11, к объединенным выводам которых подключен средний. вывод первичной обмотки 15 повышающего трансформатора 14, крайние выводы которой через тиристоры 12 и.13 подключены к источнику 1 питания, вторйчная обмотка 16 повышающего трансформатора 14 зашунтирована линией 17 и последовательно соединенными нагрузкой 18 и коммутатором 19. Выход генератора 20 запускающих импульсов соединен с уп1 равляющими электродами тиристоров 12 и 13 через генератор 21 управляющих импульсов, а с управляющим входом коммутатора 18 — через последовательно соединенные элементы 22 задержки и подмодулятор 23 °

Импульсный модулятор работает сле дующим образом.

Импульсы U „запуска модулятора (фиг. 4а ) c выхода генератора 20 посту. пают одновременно на вход элемента 22 и на вход генератора 21. Выходными импульсами генератора 21, которые по времени совпадают с запускающими, поо« чередно поджигаются тиристоры 12 и 13, При этом зарядные конденсаторы 10 и

11 заряжаются до напряжения источника питания или разряжаются до нуля через соответствующую половину первичной обмотки 15 повышающего трансформатора 14..

Процессы в схеме не нарушаются, если зарядный конденсатор 11 будет

1053279 подключен параллельно зарядному конденсатору 1д или наоборот .(так,как

;это изображено сплошной линией йа фиг.1). При этом при поджиге тиристора 12 происходит заряд конденсатора 11, а при поджиге тиристора 135 его разряд. Поэтому дальнейшие пояснения работы схемы относятся именно к этому случаю.

В момент времени 1„, когда заряд- ный конденсатор 11 разряжен (фиг.4в), 1О а напряжения и токи в схеме равны нулю, первым импульсом запуска поджигается тиристор 12. При этом зарядный конденсатор 11.заряжается по цепиг плюс источника 1 — тиристор 12 - 15 верхняя половина первичной обмотки 15 повышающего трансформатора — минус источника 1.

Во время заряда зарядного конденсатора 11 происходит заряд линии 17 то- 2О .ком, протекающим через вторичную обмотку 16 повышающего трансформатора. Заряд линии .формироэания и заряд зарядного конденсатора протекают в эквивалентной схеме, представлен- 5 ной на фиг.2, на которой суммарная емкость ячеек линии формирования обозначенаемкостью С„ф, емкость зарядного конденсатора — емкостью С,а ин3 дуктивность рассеяния повышающего трансформатора — индуктивностью

Э

Элементы схемы пересчитаны в первичную обмотку повышающего трансформатора.

Из эквивалентной схемы видно, что заряд последовательно соедийенных 5 емкости Сэ и емкости С протекает в цепи RLC, и в зависимости от доброт ,ности этой цепи напряжение U теоретически может достигать двойного напряжения источника питания,т.е. 4О

Ос = 2 Е °

Напряжение U> на емкости Сэ и напряжение .О ф на емкости С фобратно пропорциональны величинам этих емкостей. Поэтому, чтобы после окончания процесса заряда С > и С„ не было раз-. ряда емкости С э через цепь 2 возврата энергии (U < Е ), величина емкости

С выбирается большей или равной емкости С„ф, т.е. при пересчете емкости линий формирования в первичную обмотку повышающего трансформато. ра должно выполняться условие С >„2,.С,.

При С 3 = СлФ э

Под действием обратного напряжения Uò = 0.с - 0сз = E прило- 55 женного к тиристору 12, последний выключается в момент времени 42 (фиг.4в и 4г ). С этого момента вре мени начинается разряд линии форми-. рования через вторичную обмотку. 16 . 60 повышающего трансформатора — через индуктивность намагничивания Ь,„,но так как L »,, то к.моменту времени 1э прихода с выхода подмодулятора 23 импульса 0„О,„ фиг.4б задержанного элементом 22; напряжение V„4, фиг.4r практически не успевает измениться.

ИмпульсЦ, „поджигает коммутатор 19 линия. 17 разряжается, а на нагрузке

18 формируется импульс 0 (фиг.Зд I.

Следующий цикл заряда линии 17 начинается в момент времениФ прихода второго импульса запуска Ц,„(фиг.4al

В этот момент времени поджигается тиристор 13 и происходит разряд зарядного конденсатора 11 через нижнюю половину первичной обмотки 15 повышающего трансформатора и одновременный заряд линии 17. Разряд зарядного конденсатора и заряд линии формирования протекает в данном случае в эквивалентной схеме (фиг.Зб).

В начальный момент времени 0 = Е

0ny = 0 и 0 = + Е, полярность заряда конденсаторов указана на эквивалентной схеме. K концу процесса U = -Е и при Сэ = Сф, U>= О, à0ф= Е. После окончания разряда емкости Сэ к тиристору прикладывается обратное напряжение 0 = о = -К, под действис ем которого он выключается. В момент времени 1 прихода импульсаЦ, (фиг.4б) происходит разряд линии формирования

04 (фиг.4г) и формирование импульса на нагрузке (фиг. 4д ).

Третий цикл заряда линии формирования и заряда зарядного конденсатора начинается в момент времени t6 и протекает точно также, как и в первом случае при включенном тиристоре

12.

При разряде линии формирования через нагрузку 18 и коммутатор 19 в момент временн1 в нагрузке происходит пробой. В этом случае линия формирования разряжается практически на короткозамкнутую нагрузку и поэто му напряжение на линии формирования к концу ее разряда становится отрицательным и равным по величине начальному, т.е. О„ф = -Е (фиг.4б )..

После перезаряда линии формирования начинается медленный ее разряд через вторичную обмотку повышающего трансформатора (пунктир на фиг.4г ) и к мо менry времени t.> начала четвертого цикла заряда напряжение на линии формирования изменяется незначительно.

Заряд линии формирования протекает при включении тиристора 13 в эквивалентной схеме (фиг.3) прн начальwx условиях 0 = +Е, 0„4,= -Е.

В этом случае к концу процесса заряда линии формирования напряжения (44= 2Е, 0> = +E, а Ц=

-Е (фйг. Зг и Зв ), полярность указана в скобках на эквивалентной схеме (фиг.З). В момент времени Фз линия формирования разряжается, на нагрузке формиРуется импульс., а емкость С3 перезаряжается через цепь 3 возврата энергии до напряжения Оэ =+E

1053279 (фиг4в). Очередной, пятый, цикл заряда линии формирования и выходной импульс модулятора, в данном случае будут отсутствовать, так как при под жиге тиристора 12 последний не включится, ибо к его катоду приложено напряжение .U = +Е.

Заряд линии формирования будет иметь место только при поджиге тиристора 12 в момент времени С„д, при включении которого зарядный конден- 10 сатор 11 разряжается (фиг.4в). Аналогично будут протекать процессы в схеме, если линия формирования перезарядится в результате пробоя в нагрузке перед включением тиристо- 15 ра 12 (момент времени С„„1 В этом случае после заряда линии формирова- . ния напряжение О ф = +Е, а ).) =+2Е фиг.4в, 4г и эквивалентную схему 2). Под действием напряжения

U -0„ = +Е, приложенного к цепи воз врата энергии 2, происходит полный разряд конденсатора С через данную цепь и возврат энергии в источник питания. Поэтому при последующем включении тиристора 13 снова будет отсутствовать заряд линии формирования и, следовательно, импульс на выходе модулятора. Последующая работа модулятора протекает нормально.

Процессы, протекающие в схеме модулятора в случае произвольного включения коммутатора 19 во впемя заряда линии формирования, понятны при рас-, смотрении процессов в эквивалентнйх схемах:(фиг.2 и 3). 35

При йоджиге тиристора 12 (фиг. 2) и закороченнбй емкости С ф включен-. ным коммутатором 19 происходит заряд емкости зарядного конденсатора

С до напряжения - 0 = 2Е, после чв

ro происходит его разряд до напряжения U> = E через цепь 2 возврата энергии и возврат энергии в источник питания. Аналогично протекают процессы при случайном включении коммутатора 19, когда заряд линии формирования протекает при включенном тиристоре, 13 (фиг.3), в этом случае про- исходит перезаряд емкости зарядного конденсатора С (полярность указана в скобках ) и последующий его разряд через цепь 3 возврата энергии.

Подключение параллельно зарядным конденсаторам цепи возврата энергии, содержащей последовательно соединенные диод, резистор и индуктивность, выгодно отличает предложенную схему от известных.

Во-первых, время восстановления модуляТора после пробоя в нагрузке практически определяется величиной ,индуктивности цепи возврата энергии, которая может быть сделана малой., и в результате максимальная частота повторения импульсов может быть повышена. Во-вторых, цепь возврата энер гии включена в низковольтной цепи.и не снижает надежности модулятора иэза возможности возникновения воздуш-, ного или поверхностного пробоя, и

:наконец, в-третьих, энергия, запасен. ная в линии формирования перед пробоем в нагрузке, и энергия, запа сенная в зарядном конденсаторе при

„случайном поджиге коммутатора, вторично .используются в очередном цикле заряда, повышая тем самым КПД моду» лятора.

1053279

Ьлй

Составитель В.Егоркин

Техред Т. Фанта Корректор A. дэятко

Редактор В.Иванова

Закаэ 8900/5б Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4