Многофункциональный широтно-импульсный модулятор

Многофункциональный широтно-импульсный модулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н 03 К 7/08

Гооударотееииый комитет

СССР ао делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 23. 09. 81 ° Бюллетень Рй 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УЙК 621.376..5(088.8) А.Н. Баранов, В.У. Кизилов и В.M. Ма симов

1 (72) Авторы изобретения

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ

МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения вре. мя-импульсных множительных устройств и частотных квадраторов.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий интегратор, пороговый элемент, источник двухполярного опорного сигнала, электронный ключ Р3.

Недостатком его является сложность конструктивного решения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является широтно-импульсный модулятор, содержащий интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, а также компаратор на операционном усилителе 21.

Недостаток известного устройства— низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсном модуляторе, содержащем интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, компаратор на операционном усилителе, выход интегратора через первый и второй встречно включенные стабилитроны подключены к неинвертирующему входу компаратора, который через первый резистор подключен к общей шине, выход компаратора через третий и четвертый встречно включенные стабилитроны соединен с его инвертирующим входом и через второй резистор — с общей шиной, инвертирующий вход интегратора через третий резистор соединен с выходом компаратора и через четвертый резистор — с неинвертирующим входом компаратора.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит интегратор 1, состоящий из первого операционного усилителя 2, входного резистора 3, 866729 (UcT Оъ) 4

5 0

20

45 конденсатора 4, первый 5 и второй

6 стабилитроны, первый резистор 7, компаратор 8, состоящий из второго операционного усилителя 9, третьего 10 и четвертого ll стабилитронов, второго резистора 1 2, третий резистор

13, четвертый резистор 14.

Устройство .работает следующим образом.

При подаче на операционные усилители напряжения питания компаратор 8 установится в одно из устойчи- вых состояний, соответствующее пробою одного из стабилитронов 10 или 11 °

Напряжение на выходе компаратора будет равно сумме напряжения стабилизации пробитого стабилитрона и падения напряжения на резисторе 7. Включение стабилитронов в цепь отрицательной обратной связи обеспечивает ненасыщенный режим компа.. атора, поэтому потенциалы его обоих входов практически равны. Это напряжение подается также на инвертирующий вход интегратора i через резистор 13. Напряжение на выходе интегратора 1 будет изменяться линейно до уровня, соответствюущего разности напряжения пробоя одного из стабилитронов 5 или 6 и напряжения на резисторе 7. При этом через резистор 7 протечет импульс тока, обусловленный выходным напряжением интегратора 1. Направление тока

35 будет противоположным по отношению к току, протекающему через делитель напряжения на резисторах 14 и 7. Потенциал неинвертирующего входа компаратора 8 при этом изменится и компара40 тор 8 перейдет в другое устойчивое состояние. Далее все процессы в схеме повторятся. Таким образом, в схеме возникнут автоколебания. Если предположить попарную идентичность :стабилитронов 5, 6 и 10, 11, то при отсутствии входного управляющего напря-. жения на выходе устройства будет генерироваться симметричное прямоугольное напряжение. При подаче управляющего напряжения через резистор 3 на вход интегратора 1 выходное напряжение схемы станет асимметричным вследствие уменьшения времени интегрирования в случае, когда напряжение компаратора и управляющее напряжение имеют оди- .55 наковую полярность, и увеличения времени нгтегрирования когда они раэ1 нополярны.

Работа устройства описывается сль дующими соотношениями: где U0 — напряжение на выходе интегратора, С вЂ” емкость интегрирующего конденсатора 4, 0 — напряжение на выходе компаратора, Оц — входное управляющее напряжение, R — сопротивление резистора 13, R — сопротивление резистора 3, U — напряжение стабилизации стабилитронов 5 и 6, U — напряжение на резисторе 7, t — время интегрирования при убывании напряжения на выходе интегратора, t — время интегрирования при возрастании напряжения на выходе интегратора, Определив из уравнений (1) и (2) времена интегрирования t. и 1 0, получим соотношения для относительной разности длительностей 1 и частоты повторения f выходных импульсов + — о ()„ц- 4 Ч и 4Ъ Ст

"- f g - КООц 1 (4)

1 1 К где о 4c R (u — u 1 частота слеФ3 cr — 1 дования выходных импульсов при отсутствии входного управляющего напряжения, Как видно из выражений (3) и (4)1 предлагаемое устройство может использоваться в качестве широтно-импульсного модулятора и в качестве частотного квадратора.

Подключение интегратора I ко входу компаратора 2 через встречно включенные стабилитроны 5 и 6 обеспечивает во-первых, улучшение качества интегрирований, поскольку до момента пробоя одного из стабилитронов 5 или 6 операционный усилитель 2 интегратора

1 нагружен только током перезаряда емкости, во-вторых, улучшается переходный процесс переключения схемы из одного состояния в другое, так

8667

Формула изобретения!

Многофункциональный широтно-импульсный модулятор, содержащий интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, компаратор на операционном усилителе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выход интегратора через первый и второй встречно включенные стабилитроны подключен к неинвертирующему входу компаратора, который чего как напряжение интегратора подается на вход компаратора через малое ди- . намическое сопротивление пробитого стабилитрона, в результате чего уменьшается зависимость момента переключения от нестабильности порога компаратора.

29 6 рез первый резистор подключен к обз щей шине, выход компаратора через третий и четве1 тый встречно включенные стабнлитроны соединен с его инвертирующим входом и через второй резистор — с общей шиной, инвертирующий вход интегратора через третий резистор соединен с выходом компаратора и через четвертый резистор — с неинвертирующим входом компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Кори .Г. и Кори Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины.N., "Мир",. 1967, т. 1, с. 357-361.

2. Conference on precision е1есtromagnetic measurements, Digest, йеи York, N.Y. IEEE, 1978, р, 147148, fig. 2.

Составитель Т. Краснова

Редактор О. Половка Техред Ж,Кастелевич Корректор Н. Швыдкая

Заказ 8100/80 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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