Широтно-импульсный модулятор
Патент 534029
Авторы
Широтно-импульсный модулятор
Иллюстрации
Реферат
(») 534029
ОПИСАНИЕ
ИЗО БР Е ТЕ Н И Я-. оояа ооввтских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.12.73 (21) 1977500/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40
Дата опубликования описания 10.11.76 (51) М. Кл,2 Н ОЗК 7/08
Н 02М 7/537
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам иэобретений и открытий (53) УДК 621.376.54 (088.8) (72) Авторы изобретения
Г. П. Иванова и А. Г. Верховский (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЪ|Й МОДУЛЯТОР
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах автоматики, Известен широтно-импульсный модулятор
11), содержащий магнитно-транзисторный усилитель на одном транзисторе и однотактный магнитный усилитель с самонасыщением, собранный на двух сердечниках. Этот модулятор обладает узким динамическим диапазоном и низкой устойчивостью.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор (2), содержащий магнитнотранзисторный усилитель на двух магнитных сердечниках, коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, каждый из концов которой через последовательно соединенные развязывающий диод и основную базовую обмотку магнитнотранзисторного усилителя соединен с базой коммутирующего транзистора этого усилителя, которая соединена с катодами двух других развязывающих диодов, анод каждого из которых соединен с соответствующим концом дополнительной базой обмотки магнитнотранзисторного усилителя, источник управляющего тока, последовательно соединенный с обмотками управления, расположенными на разных магнитных сердечниках магнитнотранзисторного усилителя, его рабочие обмотки, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим концом одной из рабочих обмоток выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, соединенных последовательно с базовыми обмотками этого трансформатора, нагрузку, включенную в цепь коллектора коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.
Этот широтно-импульсный модулятор обладает сравнительно узким динамическим диапазоном преобразования.
Цель изобретения — расширение динамического диапазона преобразования модулятора.
Для этого в предлагаемый широтно-импульсный модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор и магнитный сердечник с расположенными на нем двумя рабочими и двумя базовыми обмотками, причем одни концы рабочих обмоток формирователя импульсов соединены с коллектором его коммутирующего
25 транзистора, а другие — через диоды с местом соединения рабочих обмоток магнитнотранзисторного усилителя и выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, оазовыс обмотки фор30 мирователя импульсов одними концами сое534029 динены с базой коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другие — через диоды, анод каждого из которых соединен с местам соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импульсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого широтноимпульсного редуктора.
Широтно-импульсный модулятор содержит магнитно-транзисторный усилитель на магнитных сердечниках 1, 2, коммутирующий транзистор 3, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки 4 выходного импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения. Концы обмотки 4 через последовательно соединенные развязывающие диоды 6, 7 и основные базовые обмотки 8, 9,магнитно-транзисторного усилителя соединены с базой коммутирующего транзистора 3. База транзистора 3 соединена с катодами развязывающих диодов 10, 11, аноды которых соединены с соответствующими концами дополнительных базовых обмоток 12, 13 магнитно-транзисторного усилителя.
Источник управляющего тока подключен к клемма м 14, 15, к которым подсоединены последовательно соединенные обмотки управления 16, 17, расположенные на сердечниках 1 и 2 соответственно.
Рабочие обмотки 18, 19 магнитно-транзисторного усилителя одними концами соединены с соответствующими концами рабочих обмоток 20, 21 импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения, соединенных последовательно с соответствующими половинами базовой обмотки 4 трансформатора 5.
Нагрузка 22 включена в цепь коллектора коммутирующего транзистора 3 магнитнотранзисторного усилителя.
В модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор
23 и магнитный сердечник 24 с расположенными на нем рабочими обмотками 25, 26 и базовыми обмотками 27, 28.
Одни концы рабочих обмоток 25, 26 формирователя импульсов соединены с коллектором коммутирующего транзистора 23, а другие концы — через диоды 29, 30 с местами соединений рабочих обмоток 18, 19 магнитнотранзисторного усилителя с рабочими обмотками 20, 21 выходного импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения.
Базовые обмотки 27, 28 формирователя импульсов соединены с базой коммутирующего
15 ю
4О
65 транзистора 23 формироватеЛя импульсов непосредственно, а другими концами — через диоды 31 — 34 и резисторы 35, 36 соответст- венно. Аноды диодов 31 и 32 соединены соответственно с местами соединений основных и дополнительных базовых обмоток 8, 13 и 9, 12, расположенных на разных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток 18 и 19 которого соединены через развязывающие диоды 37 и 38 с коллектором коммутирующего транзистора
23 формирователя импульсов. Вторые концы обмоток 18 и 19 через развязывающие диоды
39 и 40 соответственно соединены с коллектором коммутирующего транзистора 3 магнитно-транзисторного усилителя.
Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.
Формирователь импульсов представляет собой блокинг-генератор с внешним возбуждением, при работе которого сердечник 24 в каждый полупериод перемагничивается по предельной петле гистерезиса.
На сердечник 24 нанесены обмотки 25 — 28.
Транзистор 23 в совокупности с обмотками 26 и 27, включенными в коллекторную и базовую цепи транзистора 23, формирует импульс постоянной длительности в полупериод, в который полярность напряжений на половинах обмотки 4 трансформатора 5 соответствует указанной на чертеже. В следующий полупериод импульс постоянной длительности формируется при помощи обмоток 25 и 28.
В начале полупериода от обмотки 4 трансформатора 5 по схеме формирователя импульсов идет ток по следующей цепи: правая половина обмотки 4 трансформатора 5, диод 32, обмотка 27, резистор 35, диод 33, левая половина обможи 4 трансформатора 5.
При открытом транзисторе 23 к обмотке 26 сердечника 24 через открытый диод 29 прикладывается напряжение с левой половины обмотки 4 трансформатора 5. Формирователь импульсов находится в таком состоянии, пока сердечник 24 не достигнет режима насыщения в противоположном состоянии. При этом происходит блокинг-процесс, в результате которого транзистор 23 закрывается и остается в режиме отсечки до конца полупериода.
Рассмотрим работу модулятора при двух крайних значениях управляющего тока: при токе, равном максимальному значению, и при токе, равном нулю.
При максимальном управляющем токе длительность выходного импульса магнитно-транзисторного усилителя максимальна и равна половине периода.
В начале -рассматриваемого полупериода одновременно открываются транзисторы 3 и
23. За счет открытого транзистора 23 напряжение с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 подается только на часть рабочей обмотки 18 по цепи: эмиттер транзистора 3, переход эмиттер — коллектор транзистора 23, диод 37, обмотка 18 трансформатора 5. На534029
50 пряжение всей обмотки 18 несколько больше напряжения, снимаемого с левой половины обмотки 4 трансформатора 5, за счет эдс, индуктируемой в обмотке 18. Поэтому диод 39 запирается, отключая цепь рабочей обмотки
18 трансформатора 5.
В базовых обмотках 8 и 9 при этом индуцируются повышенные напряжения.
Ток базы транзистора 3 в интервале времени форсированного перемагничивания сердечника 1 практически не меняется, поэтому ток в нагрузке 22 также не .меняется. Диоды 37, 38 закрываются.
До конца,полупериода сердечник 1 перемагнитится напряжением, снимаемым с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 и приложенным к обмотке 18. Среднее напряжение за полупериод, приложенное к обмотке 18, несколько выше напряжения, снимаемого с половины обмотки 4 трансформатора 5.
При управляющем токе, равном нулю, длительность выходного импульса магнитно-транзисторного усилителя минимальна. Перемагничивание сердечника 1 осуществляется напряжением, приложенным к левой части обмотки 18 сердечника 1.
Чем выше отношение величины усредненного напряжения, прикладываемого к рабочей обмотке 18 в начале и конце интервала регулирования, чем больший выигрыш по увеличению динамического диапазона имеет модулятор.
Формула изобретения
Широтно-импульсный модулятор, содержащий магнитно-транзисторный усилитель на двух магнитных сердечниках, коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, каждый из концов которой через последовательно соединенные развязывающий диод и основную базовую обмотку магнитно-транзисторного усилителя соединен с базой коммутирующего транзистора этого усилителя, которая соединена с катодами двух других развязывающих диодов, анод каждого из которых соединен с соответствующим концом дополнительной базовой
3О
6 обмотки магнитно-транзисторного усилителя, источник управляющего тока, последовательно соединенный с обмотками управления, расположенными на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, его рабочие обмотки, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим концом одной из рабочих обмоток выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, соединенных последовательно с базовыми обмотками этого трансформатора, нагрузку, включенную в цепь коллектора коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя, о тл ичающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования, в модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор и магнитный сердечник с расположенными на нем двумя рабочими и двумя базовыми обмотками, причем одни концы рабочих обмоток формирователя импульсов соединены с коллектором его коммутирующего транзистора, а другие — через диоды с местом соединения рабочих обмоток магнитно-транзисторного усилителя и выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, базовые обмотки формирователя импульсов одними концами соединены с базой коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другими — через диоды, анод каждого из которых соединен с местом соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импульсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1, Авт. св. СССР Ко 258391, кл. Н 03F 9/00, 1968 (аналог).
2. Электротехническая аппаратура, т. 1. М., «Энергия», с. 121 (прототип).
534029
Составитель Ю, Еркин
Текред В. Рыбакова
Редактор E. Караулова
Корректор Л. Котова
Типография, lip. Сапунова, 2
Заказ 2311/10 Изд. № 1713 Тираж 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Чинистров СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, )K-35, Раушская паб., д. 4/5