CS273357B1 - Modulator connection - Google Patents

Description

cs 273357 Bl

Vynález no týká znpojoní modulátoru, nopříklod pro klíčování olnuoových kmitů, zejména v oblasti nízkých kmitočtů.

Existující zapojení modulátorů lze rozdělit podle způsobu vyvážení na modulátory s vyvažovacím prvkem, zpravidla potenoiometrickým trimrem a modulátory bez vyvažovacího prvku, kde potřebná hodnota vyvážení je dána již samotným řešením daného zapojení.

Modulátory s vyvažovacím prvkem jsou používány hlavně pro svou obvodovou jednoduchost a snadnou opravítelnost. Další jejich výhodou je vysoká přebuditelnost vstupním signálem, která mnohdy chybí modulátorům bez vyvažovacího prvku.

Pro nastavení požadované hodnoty vyvážení vyvažovacím prvkem lze využít některou z nepřímých měřicích metod, kterou je možné nahradit přesnou a jednoznačnou metodu s použitím drahého a těžko dostupného spektrálního analyzátoru. Závažným nedostatkem těchto jednoduchých zapojení modulátoru s vyvažovacím prvkem je časová nestálost nastavených parametrů a zvýšená pracnost nastavování samotného obvodu bez ohledu no použitou měřicí metodu.

Některé existující zapojení vyváženého modulátoru bez vyvažovacího prvku, kde odpadá pracné nastavení vyvážení obvodu modulátoru, vykazují pro evůj relativně vysoký zisk velmi nízkou přebuditelnost výstupním signálem, oož v některých aplikacích může činit obvod nepoužitelným. Jinou nevýhodou vyvážených modulátorů bez vyvažovacího prvku je nevhodné připojení spínačů, které při sepnutém a rozepnutém stavu nezachovávají konstantní poměry uvnitř obvodu. Dochází tak k nežádoucím změnám zatěžovací ch impedancí, z hlediska zdroje signálu na vstupu obvodu, jakož i k rozdílnému zisku obvodu v jednotlivých fázích spínání spínačů, což přímo ovlivňuje dosažitelnost požadované hodnoty vyvážení. Právě tato hodnota je klíčovým parametrem pro posouzení kvality vyváženého modulátoru. Kompenzace uvedených nesymetrií v zisku a impedanci se významně podílí na zhoršené opakovatelnosti dosahovaných parametrů.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení modulátoru podle vynálezu, kde je použito tří operačních zesilovačů, přičemž první a druhý operační zesilovač je zapojen jako převodník impedance, třetí operační zesilovač jako symetrický zesilovač s jednotným ziskem při invertujícím a neinvertujícím přenosu. Z výstupu jednotlivých impedančních převodníků je napájen invertující a neinvertující vstup symetrického zesilovače. Podstata vynálezu spočívá v připojení modulačního signálu přímo na vstupy dvou analogových spínačů., z jejichž výstupů jsou signály vedeny přes vazební kondenzátory do neinvertujících vstupů jednotlivých impedančních převodníků.

Účinek vynálezu spočívá v připojení impedančního převodníku před invertující a neinvertující vstup diferenčního zesilovače, čímž je zajištěn konstantní, jednoznačně definovaný zisk diferenčního zesilovače nezávisle na impedanci zdroje signálu, dále v sériovém zapojeni spínačů mezi zdroj modulačního signálu a vstupy impedančních převodníků. Tak je vytvořena dostatečně vysoká a konstantní zatěžovací impedance pro zdroj modulačního signálu v jednotlivých fázích spínání obou spínačů, což je nezbytné pro dokonalou shodnost zisku diferenčního zesilovače při jeho invertujícím, respektive neinvertujícím přenosu. Jen tak lze dosáhnout dokonalé vyváženosti a stability celého obvodu vyváženého modulátoru. Toto zapojení předčí známá zapojení modulátorů v jednoznačně definované úrovni vyvážení při značné obvodové jednoduchosti, z čeho lze odvodit značnou spolehlivost v opakovatelnosti požadovaných parametrů, ve vysoké přebuditelnosti obvodu modulátoru vstupním signálem a v jednoduchosti nastavení,-které spočívá pouze v oživení respektive uvedení obvodu modulátoru do chodu.

Vynález bude blíže objasněn na připojeném obrázku. Modulační signál je přiveden na vstup vyváženého modulátoru přes první vstupní svorku 60, na první vstup 12 prvniho spínače 1 a prvni vstup 22 druhého spínače 2, přičemž stejnosměrný potenciál «?· ji»· •ifrCS .^73357 Bl těchto pi-opojených vstupů 12 a 22 je určen prvním odporem 70, zapojeným mezi propojené vstupy 12 a 22 a zápornou svorku 63 napájecího napětí a druhým odporem 71 zapojeným mezi pxxjpojené vstupy 12 a 22 a kladnou svorku 65 napájecího napětí. Digitální signál pro přepínání prvního a druhého spínače 1 a 2 je přiveden přes druhou vstupní svorku 61 na ovládací vstup 21 druhého spínače” 2 a přes třetí vstupní svorku 62 na ovládací vstup 11 prvniho spínače 1 vzájemně v protifázi tak, aby modulační signál procházel v daném okamžiku pouze jedním spínačem.' Takto modulovaný signál jé veden z výstupu 13 prvního spínače 1 přes první kondenzátor 74 do neinvertujícího vstupu 31 prvniho operačního zesilovače 3, zapojeného jako převodník impedance propojením jeho invertujícího vstupu 32 s jeho výstupem 33. Stejně tak z výstupu 23 druhého spínače 2 je modulovaný signál veden přes druhý kondenzátor 75 do neinvertujícího vstupu 41 druhého operačního zesilovače 4, zapojeného jako převodník impedance, propojením jeho invertujícího vstupu 42 s jeho výstupem 43. Jednotlivé převodníky impedance s dostatečnou rezervou oddělují invertující a neinvertující vstup následujícího diferenčního zesilovače, tvořeného třetím operačním zesilovačem 5, od zdroje modulačního signálu připojeného no vstupní svorku 60. Signál z výstupu 43 druhého operačního zesilovače 4 je přiveden přes osmý odpor 80 do invertujícího vstupu 52 třetího operačního zesilovače 5 a signál z výstupu 33 prvniho operačního zesilovače 3 je přiveden přes sedmý odpor 79 do neinvertujícího vstupu 51 třetího operačního zesilovače 5. Zisk třetího operačního zesilovače 5 je určen desátým odporem 82, zapojeným z výstupu 53 třetího operačního zesilovače 5 do jeho invertujícího vstupu 52. Shodnost zisku při invertujícím a neinvertujícím přenosu třetího operačního zesilovače 5 je zajištěna devátým odporem 81, zapojeným z neinvertujícího vstupu 51 třetího operačního zesilovače 5 do středu' odporového děliče s odpory 72 a 73, přičemž třetí odpor 72 je propojen na zápornou svorku 63 napájecího napětí, čtvrtý odpor 73 je propojen na kladnou svorku 65 napájecího napětí a střed tohoto děliče je pro střídavé signály uzemněn přes třetí kondenzátor 77 na zápornou svorku 63 napájecího napětí. Pracovní bod prvniho a druhého operačního zesilovače 3 a 4 je určen stejnosměrným potenciálem odporového děliče s odpory 72 a 73, který je přiveden přes pátý odpor 76 do neinvertujícího vstupu 41 druhého operačního zesilovače 4 a přes šestý odpor 78 do neinvertujícího vstupu 31 prvního operačního zesilovače 3. Výstup obvodu modulátoru je vyveden z výstupu 53 třetího operačního zesilovače 5 na výstupní svorku 64.

' a·

Navrhované zapojení modulátoru jeⁱmožno použít v zařízeních, kde je požadováno jednoduché nastavení a uvedení do chod‘$, vysoká přebuditelnost při dostatečném odstupu signálu od šumu, obvodová jednoduchost a snadná opravitelnost. Mezní pracovní kmitočet obvodu je dán použitými operačními zesilovači. Zapojení modulátoru nevyžaduje ut· symetrické napájení napětí. _fír cs ss

Claims (1)

1. PŘEDMĚT ^VYNÁLEZU

   Zapojení modulátoru, kde je použito tří operačních zesilovačů, přičemž první a druhý operační zesilovač·- je zapojen jako převodník impedance, třetí operační zesilovač jako symetrický zesilovač, jehož vstupy jsou napájeny z výstupů uvedených impedančních převodníků, vyznačující se tím, že první vstup (12) prvního spínače (1) je propojen s prvním vstupem (22) druhého spínače (2) a přes druhý odpor (71) je propojen na kladnou svorku (65) napájecího napětí, a přes první odpor (70) je připojen r,a

   CS 273357 Bl zápornou svorku (63) napájecího napětí, potom výstup (13) prvního spínače (1) je propojen přes první kondenzátor (74) do neinvertujícího vstupu (31) prvního operačního zesilovače (3), také potom výstup (23) druhého spínače (2) je propojen přes druhý kondensátor (75) s neinvertujícím vstupem (41) druhého operačního zesilovače (4).

   1 výkres