Широтно-импульсный модулятор

Широтно-импульсный модулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

« i,752719 (61) Дополнительное k авт. свид-ву (51)М KB 3

Н 03 К 7/08 (22) Заявлено 110778 (21) 2642035/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3007.80. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 300780

1 осударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. .З7З(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.A.Åðøîâ, В.П.Чекмарев и В.Л.Варго (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЬ Й МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к широтно-импульсным модуляторам (ОНИ) для ключевых стабилизаторов напряжения, и может быть использовано в измерительной технике как основной узел множительно-делительных устройств,измерительных преобразователей среднего и эффективного значений тока1О и напряжения, измерительных преобразователей мощности,а также в электрически управляемых схемах временной saдержки систем автоматического регулирования.

Известен ШИМ, имеющий в своем составе источник вспомогательного треугольного напряжения и компаратор (lg .

Недостатком его является относительно низкая стабильность временных параметров импульсов на его выходе, обусловленная недостаточной стабиль- . ностью амплитуды треугольного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

ШИМ, работающий по принципу автогенерации импульсов, содержащий дифференциольный операционный усилитель 30 (ОУ), цепь положительной обратной связи, включенную на выходе ОУ цепь запаздывающей отрицательной обратной связи, состоящую из резисторов, конденсатора и диода, источник опорного напряжения, подключенный через резистор к неинвертирующему входу ОУ. Входная клемма ШИМ также подключена к неинвертирующему входу Оу (21 .

Недостатком этого ШИМ является низкая стабильность временных параметров выходных импульсов, обусловленная тем, что конденсатор, входящий в состав цепи запаздывающей отрицательной обратной связи, определяет частоту следования выходных импуль.сов ШИМ. Регулировка длительности импульсов осуществляется подачей положительного управляющего напряжения на неинвертирующий вход ОУ. Ввиду того, что время заряда конденсатора определяется уровнем управляющего напряжения, а время разряда — постоянной времени цепи обратной связи, час-! тота выходных импульсов зависит от амплитуды управляющего напряжения.

Цепь изобретения — повышение стабильности временных параметров выходных импульсов.

752779

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий дифференциальный операционный усилитель, конденсатор, одна обкладка которого подключена к выходу операционного усилителя, и выходной клемме, источник опорного напряжения, один вывод которого подключен к общей шине, а другой через

69 резистор - к неинвертирующему входу операционного усилителя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности временных параметров выходных импульсов, в него введен генератор тактовых импульсов

Поставленная цель достигается тем, что в ЫИМ, содержащий дифференциальной операционный усилитель, конденсатор, одна обкладка которого подключена к выходу операционного усилителя, и выходной клемме, источник опорного напряжения, один полюс которого подключен к обшей шине, а другой через резистор — к неинвертирующему входу операционного усилителя,.введен генератор тактовых импульсов, выход которого, а так .;е вторая обкладка конденсатора, подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к входной клемме.

На фиг. 1 приведена структурная схема ШИМ, а на фиг. 2 — его электрическая принципиальная схема.

UHN содержит дифферинциальный операционный усилитель (Оу) 1, к неинвертирующему входу которого подключен генератор 2 тактовых импульсов, через резистор 3 — источник 4 опорного напряжения и одна обкладка конденсатора 5, другая обкладка которого соединена с выходом ОУ, являющимся одновременно выходом ШИМ. Входная клемма ШИМ соединена с инвертирующим входом ОУ.

Генератор 2 тактовых импульсов предназначенный для задания частоты следования выходных импульсов ШИМ, представляет собой высокостабильный генератор импульсов и может быть выполнен, например, на мультивибраторе. Источник 4 опорного напряжения представляет собой параметрический стабилизатор напряжения. Резистор 3 обеспечивает ограничение тока источника 4 опорного напряжения. Конденсатор 5 служит цпя передачи перепада выходной величины сигнала с выхода ОУ íà его неинвертирующий вход.

Величина емкости конденсатора 5 составляет небольшую величину. В сочетании с резистором 3 конденсатор 5 образует дифференциальную цепь с малой постоянной времени.

К входной клеме подключается источник управляющего напряжения положительной полярности (на чертеже не показан).

LlHM работает следующим образом.

Необходимым условием работоспособности схемы является условие превышения величины управляющего напряжения, поступающего на инвертирующий вход ОУ 1, над опорным напряжением, формируемым источником 4 и поступающим на неинвертирующий вход ОУ 1.

При отсутствии тактовых импульсов с генератора 2 на неинвертирующем входе ОУ 1 на его выходе устанавливается низкий потенциал. При поступлении тактового импульса положительной полярности с амплитудой, превышающей входное управляющее напряжение напряжение на выходе ОУ 1 возрастает.

Увеличение напряжения (скачок) через конденсатор 5 передается на неинвертирующий вход ОУ 1. По окончании тактового импульса с генератора 2 потенциал на неинвертирующем входе

ОУ 1 уменьшается с постоянной времениЯС, определяемой сопротивлением резистора 3, емкостью конденсатора

5 и внутренним сопротивлением источщ ника 4 опорного напряжения. Как только потенциал на неинвертирующем входе ОУ 1 становится ниже потенциала на инвертирующем входе, определяемого входным управляющим напряжением, на выходе ОУ 1 вновь появляется низкий потенциал. Таким образом, длительность импульсов положительной полярности на выходе ОУ 1, являющимся выходом ШИМ, меняется в зависимости от входного управляющего нап20 ряжения, а частота их следования равна частоте генератора 2 тактовых импульсов. Следовательно, нестабильность частоты следования выходных импульсов ШИМ определяется лишь нестабильностью частоты генератора 2 тактовых импульсов, и может быть по-. лучена сколь угодно Малой (до тысячных долей процента) с учетом использования современных высокостабильных генераторов (кварцевых, молекулярных и др.). Преимуществом предлагаемого ШИМ является упрощение как его схемного

35 решения так и схемного решения объекt тов его применения. Так, например, при использовании этого ШИМ в стабилизированном источнике питания, последний упрощается за счет совмещения в ШИМ функции схемы сравнения, а также за счет повышения стабильности частоты переключения ключа стабилизатора. Последнее обстоятельство позволяет упростить фильтр на выходе источника питания и, следовательg5 но, уменьшить габариты и материалоемкость фильтра при заданном коэффициенте пульсаций выходного напряжения.

752779

Составитель t0.Жулин

Редактор С. Тимохина Техред И,Ьсталощ Корректор Г.Решетник

Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 47б4/19

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выход которого, а также вторая обкладка конденсатора, подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к входной клемме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головацкий В.A. Транзисторные импульсные усилители и стабилизаторы. постоянного напряжения. М., Советское радио, 1974, с. 144-145.

2. Авторское свидетельство СССР

9 372652, кл Н 03 К 7/08, 25 ° 12 ° 70 (прототип).