PL88751B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest modulator elektroniczny do modulacji czasów trwania impulsów i przerwy miedzy impulsami (w literaturze swiatowej modulacja ta nosi nazwe „Mark-Space") stosowany w ukladach mnozacych zwanych „Time-Division", jak na przyklad w elektronicznych watomierzach czy licznikach energii elektrycznej.

Dotychczas uklady modulacji„Mark-Space" byly realizowane na ukladach multiwibratorowych, które wymagaja modulacji symetrycznym zródlem sygnalu modulujacego, co na przyklad w przypadku stosowania modulacji napieciem o czestotliwosci przemyslowej 50 Hz lub 60 Hz wymagalo stosowania specjalnego, o symetrycznym wyjsciu, przekladnika napieciowego, który jako element idnukcyjny, powoduje bledy prze¬ kladni i przesuniecie fazowe.

W rozwiazaniu wedlug wynalazku modulator zbudowany jest z integratora, ogranicznika dzialajacego na tej zasadzie, ze zmienia stan napiecia na wyjsciu dopiero po przekroczeniu przez napiecie wejsciowe zakresu napiec znajdujacych sie miedzy jego dolnym i górnym poziomem komparacji, wysokostabilnych zródel pradu dodatniego i ujemnego oraz kluczy i ukladu dopasowujacego. Uklad ten polaczony jest w petle dodatniego sprzezenia zwrotnego tworzac generator astabilny o przebiegu piloksztaltnym na wyjsciu integratora i o przebie¬ gu prostokatnym na wyjsciach ogranicznika. Do wejscia integratora podlaczone jest poprzez rezystor dodatkowe zewnetrzne zródlo napiecia modulujacego o dowolnej polaryzacji, przy czym bezwzgledna wartosc pradu modulujacego musi byc mniejsza od pradów zasilania ujemnego i dodatniego.

Uklad wedlug wynalazku umozliwia bardzo dokladne modulowanie „Mark-Space" sygnalami od czestotli¬ wosci zerowej (prad staly) az do czestotliwosci zaleznej od generacji ukladu modulacji i wymaganej dokladnosci, w tym równiez proste modulowanie napieciem o czestotliwosci przemyslowej, przy czym zmiane zakresu napiecia modulujacego uzyskuje sie bardzo latwo, przez zmiane wartosci rezystancji jednego tylko rezystora, zas moc niezbedna do modulacji jest minimalna, rzedu kilku miliwatów.

Przykladowe rozwiazanie modulatora wedlug wynalazku objasnione jest na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia schemat modulatora, fig. 2 - przebiegi pradów na wejsciu integratora oraz napiec na wyjsciach2 88751 integratora i ogranicznika, a fig. 3 — schemat elektronicznego watomierza z zastosowanym modulatorem wedlug wynalazku.

Modulator impulsowy sklada sie z polaczonych w petle dodatniego sprzezenia zwrotnego: integratora 1 zlozonego ze wzmacniacza operacyjnego 2 i kondensatora calkujacego 3, ogranicznika 4 zlozonego z komparato¬ rów 5 i 6 których wyjscia sa polaczone z przerzutnikiem 7 i zródla napiecia 8 wlaczonego pomiedzy wejscia komparatorów 5, 6 oraz z ukladu dopasowujacego 9 i alternatywnie wlaczanych kluczy 10 i 11 zbudowanych na tranzystorach polowych, polaczonych z wejsciem A integratora 1 poprzez rezystor 14 ograniczajacy prad wejsciowy integratora 1. Modulator zawiera ponadto wysokostabilne zródla napiec odniesienia ujemnego 12 i dodatniego 13, dolaczone do kluczy 10 i 11, Do wejscia integratora 1 jest dolaczony rezystor modulujacy 15, poprzez który jest podawane zewnetrzne napiecie modulujace Um. Zródlem napiec odniesienia 12 i 13 sa wysokostabilne diody Zenera. Przy zerowym pradzie modulacji na wejsciu A integratora 1 plynie na przyklad przez klucz dodatni 11 prad lo ze zródla dodatniego 13, ladujac kondensator 3. Napiecie na wyjsciu D integratora 1 maleje liniowo az do osiagniecia wartosci dolnego napiecia porównawczego. W tym momencie komparator 6 powoduje zmiane stanu przerzutnika 7, a tym samym poprzez uklad dopasowujacy 9 wprowadza klucz dodatni 11 wstan zatkania, a klucz ujemny 10 — wstan przewodzenia. Obecnie ze zródla napiecia ujemnego 12 plynie prad ujemny — lo, który laduje kondensator 3 w przeciwnym kierunku. Napiecie na wyjsciu D integratora 1 rosnie liniowo az do osiagniecia zadanego górnego napiecia porównawczego, przy którym ogranicznik 4 powoduje ponowne przelaczenie kluczy 10 i 11 — i pulsacja sie powtarza. Na wyjsciach B iC ogranicznika 4 uzyskuje sie symetryczne fale prostokatne o równych sobie czasach trwania impulsu Tt i przerwy T2.

Modulacje „Mark-Space" to znaczy odpowiednie zróznicowanie czasów trwania impulsów Tt i przerwy T2, osiaga sie poprzez doprowadzenie na wejscie A integratora 1 dodatkowego pradu Im podajac poprzez rezystor modulujacy 15 napiecie modulujace Um. Dla prawidlowej pracy ukladu musi byc zachowana zaleznosc, ze wartosc bezwzgledna pradu modulujacego Im jest mniejsza od wartosci bezwzglednej pradu odniesienia lo.

(ImK(lo) W wyniku zsumowania sie pradów odniesienia lo i —lo z pradem modulujacym Im uzyskuje sie dwa rózne co do wartosci prady (lo + Im) i —do—Im), co powoduje równiez zróznicowanie czasów ladowania i rozladowa¬ nia kondensatora 3, przy czym jest zachowana zaleznosc. (lo-lm) T1 =(lo + Im) T2 to znaczy, ze wspólczynnik modulacji jest proporcjonalny do pradu modulacji Im. (napiecia modulacji Um). W wyniku zróznicowania czasów ladowania kondensatora zmienia sie przebieg napiecia na wyjsciu D integratora 1, uzyskujac ksztalt pilowy niesymetryczny, równiez na wyjsciach Bj C ogranicznika 4 uzyskuje sie fale prostokatne niesymetryczne z tym, ze na jednym wyjsciu B wydluzaja sie czasy trwania impulsów, a skracaja czasy trwania przerw, zas na drugim wyjsciu C — odwrotnie.

Modulator moze miec zastosowania w róznych elektronicznych ukladach mnozacych jak na przyklad w licznikach energii elektrycznej czy w pokazanym na fig. 3 watomierzu. W watomierzu napiecie zmierzonej sieci Uf podawane jest na modulator jako napiecie modulujace zas prad — na przetwornik pradu na napiecie symetryczne 16. Modulator poprzez uklad dopasowujacy 17 steruje alternatywnymi kluczami 18 i 19. Plynace alternatywnie przez klurtz 18 wyjsciem E lub przez klucz 19 wyjsciem F równe co do wartosci lecz o przeciwnych znakach prady sa podawane na filtr dolnoprzepustowy 20, w którym nastepuje ich algebraiczne sumowanie.

Zróznicowanie czasów otwarcia poszczególnych kluczy 18 i 19 powoduje, ze mimo jednakowych wartosci przeciwstawnych pradów przewaza ten , który plynie przez dluzszy czas. Filtr do Ino-przepustowy 20 usrednia prad zsumowany z wyjscia E i F, totez na wyjsciu G otrzymuje sie napiecie stale proporcjonalne do mocy.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Modulator czasów trwania impulsów i przerwy miedzy impulsami do elektronicznych ukladów mnozacych, znamienny tym, ze stanowi go tworzacy astabilny generator uklad polaczonych w petle dodatniego sprzezenia zwrotnego integratora (1), ogranicznika (4) zmiejajacego stan napiecia na wyjsciach (B i C)88751 3 po przekroczeniu przez jego napiecie wejsciowe zakresu napiec okreslajacych jego dolny i górny zakres komparacji oraz wysokostabilnych zródel napiec odniesienia-dodatniego (13) i ujemnego (12) polaczonych z wejsciem (A) integratora (1) alternatywnie wlaczanymi kluczami (11 i 10) sterowanymi przez ogranicznik (4).

2. Modulator wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zewnetrzne napiecie modulujace (Urn) podlaczone jest poprzez rezystor modulujacy (15) na wejscie (A) integratora (1). 13 2 8 4 3» t —* VJU D 1 B C Fi9.2 Ftg.3