CS237638B1 - Zapojení modulátoru pro pulsní šířkovou modulaci - Google Patents

Description

Vynález ae týká modulátoru pro impulsní šířkovou modulaci signálu, u něhož se při modulaci využívá vybíjecí doby kondenzátoru přes řiditelný odpor.

Dosud známá zapojení modulátorů používají operačních zesilovačů zapojených jako integrátory, komparátory, omezovače apod. Šířkově modulovaný impulsní signál se vytváří komparací pilovitého nebo trojúhelníkového průběhu signálu vytvářeného v integrátoru s modulačním signálem v komparátoru. Tyto modulátory lze použít pouze pro nízké nosné frekvence a jejich dalěí nevýhodou je. použití analogové techniky.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení modulátoru pro impulsní šířkovou modulaci podle vynálezu, jehož podstatou je takové zapojení generátoru nosné frekvence, tvarovače impulsů zpožďovacího a řídicího obvodu a úrovňovým detektorem, že výstup generátoru nosná frekvence je spojen se vstupem tvarovače impulsů, přičemž výstup tvarovače impulsů je spojen přes ventil se zpožďovacím obvodem tvořeným paralelním zapojením odporu a kondenzátoru. Současně je zpožďovací obvod spojen t výstupní svorkou řídicího obvddu a vstupem úrovňového detektorů. Z výstupu úrovňového detektoru se odebírá impulsní šířkově modulovaný signál, přičemž modulační signál je připojen na vstupní svorku řídicího obvodu.

Předností uvedeného zapojení je použiti prvků číslicové techniky pro zapojení modulátoru, čímž se rozěíří oblast použití modulátoru k vyšším frekvencím. Zapojení je jednoduché, a tím i spolehlivé. Zavedením záporné zpětné vazby z výstupu modulátoru na vstup řídicího obvodu lze dosáhnout lineární závislosti mezi vstupním modulačním a výstupním modulovaným signálem.

Na výkresech jsou uvedena zapojení modulátorů pro impulsní šířkovou modulaci, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení obvodů modulátoru, na obr. 2 je zapojení modulátoru s raonostabilnlm klopným obvodem a na obr. 3 je uvedeno zapojení modulátoru s třístavovým hradlem a se zápornou zpětnou vazbou.

Obdélníkové napětí z generátoru nosná frekvence £ /obr. 1/ je přivedeno na vstup tvarovače impulsů 2 kde se vytvářejí impulsy nosné frekvence konstantní amplitudy, ale krátkého trváni, potřebná právě pro nabití kondensátoru 52 zpožďovacího obvodu 2· Zpožďovací obvod 2 tvoři odpor 51 a kondensátor 52 zapojený paralelně. Nabíjení kondenzátoru 52 probíhá z výstupu tvarovače impulsů 2 přes ventil J. Po nabití kondenzátoru 52 překlopí úrovňový detektor 6 svoje výstupní napětí, nebol jeho vstup je připojen paralelně ke kondenzátoru 22« Následuje vybíjení kondenzátoru 52 přes odpor 51 a paralelně připojen řídicí obvod £. Doba vybíjení je takto řízena modulačním napětím připojeným na vstupní svorku 41 řídicího obvodu £. Na konci vybíjení kondenzátoru 52 překlopí úrovňový detektor 6 opět své výstupní napětí na původní hodnotu, takže se vytvoří šířkově modulovaný impuls. Šířka impulsu je úměrná velikosti modulačního napětí. Průběhy napětí v jednotlivých bodech modulátoru jsou znázorněny rovněž na obr. 1.

Tvarovaě impulsů 2 modulátoru je řešen monostabilním klopným obvodem /obr. 2/ tvořeným např. derivačním kondenzátorem 21. derivačním odporem 22 a hradlem 23 /nebo hradlem s otevřeným kolektorem/. Jako ventil £ slouží dioda. Řídicím obvodem £ je bipolárni nebo unipolární tranzistor 43 spojený kolektorem s výstupní svorkou 42 řídicího členu £. Báze tranzistoru 43 je spojena ae vstupní everkou 41 řídicího členu £, takže tranzistor 43 se chová jako řiditelný odpor. Změna odporu je úměrná modulačnímu napětí připojenému na bázi tranzistoru. Pracovní bod tranzistoru 43 se nastaví předpětím báze (neznázorněno). Úrovňovým detektorem 2 je Schaittův klopný obvod.

Použití třístavového hradla jako tvarovače impulsů 2 v zapojení modulátoru /obr. 3/ umožňuje sdružit funkei tvarovače impulsů 2 a ventilu J. Impulsy napětí nesně frekvence z generátoru nesně frekvence £ jsou přivedeny na vstupní svorku 25 hradla s třístavovým výstupem 2. Na jeho řídicí svorku 26 je zapojen výstup z úrovňového detektoru. V okamžiku, kdy impuls na vstupní svorce 25 hradla s třístavovým výstupem 2 mi nízkou úroveň L a současně na řídicí svorce 26 je vysoká úroveň H, generuje se na výstupu třístavového hradla 2 krátký impuls, jímž se nabíjí kondenzátor 52 zpoždovacího členu £. Nabitím kondenzátoru 52 překlopí úrovňový detektor 6 své výstupní napětí na úroveň L. Po vybití kondenzátoru 52 zpožďovacího obvodu 5 se objeví na výstupu úrovňového detektoru 6 opět úroveň H, která trvá až do příchodu dalžího impulsu úrovně I* z generátoru nosné frekvence £. Úrovňovým detektorem 6 je zde hradlo NAND. Modulační signál je připojen na vstupní svorku 41 řídicího obvodu £. Příchodem dalšího impulsu úrovně L z generátoru nosné frekvence J se činnost zařízení opakuje.

Zapojení modulátoru pro impulsní šířkovou modulaci může být doplněno /obr. 3 čárkovaně/ zápornou zpětnou vazbou z výstupu úrovňového detektoru 6 přes dolnopropustný filtr Z, ve funkci demodulátoru, na zpětnovazební vstup 82 regulátoru 8. Přitom na řídicí vstup 81 regulátoru 8 je zapojeno mddulační napětí a výstup regulátoru 8 je spojen se vstupem řídicího obvodu 4 se svorkou 41.

Zapojení modulátoru pro impulsní Šířkovou modulaci může být použito vo všech oblastech elektrotechniky především pro regulaci a řízení, regulované elektrické pohony, v elektronice a telekomunikacích. Zapojeni Izo rovněž použít jako neřízený nebo řízený tvarovač impulsů /prodlužovač nebo zkracovač impulsů/, přičemž místo řídicího obvodu lze rovněž použít nastavitelného odporu případně kondenzátoru. Některé části modulátoru lze též řešit použitím tranzistorových obvodů nebo modulátor zhotovit jako integrovaný obvod. Při použití výkonového zesilovače modulovaného signálu se zpětná záporná vazba přes dolnopropustný filtr odebírá až z výstupu výkonového zesilovače, který se zapojuje za úrovňový detektor.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení modulátoru pro impulsní šířkovou modulaci s generátorem nosné frekvence, tvarovačom, úrovňovým detektorem, zpožďovacím a řídicím obvodem, vyznačené tím, že výstup generátoru nosné frekvence /1/ jo spojen so vstupem tvarovače impulsů /2/, přičemž výstup tvarovače impulsů /2/ jo připojen přes ventil /3/ jednak na zpožďovací obvod /5/, který je tvořen paralelně zapojeným odporem /51/ a kondenzátorem /52/, a současně na výstupní svorku /42/ řídicího obvodu /4/ a dálo na vstup úrovňového detektoru /6/, a žo z výstupu úrovňového detektoru /6/ so odebírá impulsní šířkově modulovaný signál, přičemž modulační napštl je připojeno na vstupní svorku /41/ řídicího obvodu /4/.
2. 2. Zapojení modulátoru podle bodu 1, vyznačené tím, že tvarovač impulsů /2/ tvoři monoetabilnl klopný obvod a že řidieí obvod /4/ tvoří bipolární nebo unipolární tranzistor /43/ zapojený svým kolektorem na výstupní svorku /42/ řídicího členu /4/, přičemž báze tranzistoru /43/ je spojena se vstupní svorkou /41/ řídicího obvodu /4/, a že úrovňový detektor /6/ tvoří hradlo.
3. 3. Zapojení modulátoru podle bodu 1, vyznačené tím, že tvarovač impulsů /2/ spolu s ventilem /3/ tvoři hradlo a třístavovým výstupem, na jehož vstupní svorku /25/ je zapojen výstup generátoru nosné frekvence /1/, přičemž na jeho řídicí svorku /26/ je zapojen výstup úrovňového detektoru /6/ a že úrovňový detektor tvoři Schmittův klopný obvod.
4. 4. Zapojeni modulátoru podle hodu 1, vyznačená tím, že zapojení je doplnáno zápornou zpětnou vazbou zapojenou z výstupu úrovňového detektoru /6/, přes dolnopropustný filtr /7/ na zpětnovazební vstup /82/ regulátoru /8/, přičemž řídicí vstup /81/ regulátoru /8/ je zapojen na modulační napětí, a že výstup Regulátoru /8/'je spojen se vstupní svorkou /41/ řídicího obvodu /4/.