SU1596457A1 - Генератор импульсного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может найти применение в радиопередающих и преобразовательных устройствах. Цель изобретени  - повышение стаильности выходного напр жени . Дл  достижени  цели в устройство, содержащее широтно-импульсный модул тор 1, фильтр 2 нижних частот, двухтактный ключевой генератор 3, введены весовой сумматор 4, фильтр 5 нижних частот и диодно-резистивный сумматор 6. На выходе диодно-резистивного сумматора 6 выдел етс  напр жение U ост, равное напр жению на открытых транзисторах в двухтактном ключевом генераторе 3. Обратна  св зь через фильтр 5 и весовой сумматор 4 обеспечивает компенсацию изменений U ост, возникающих из-за различных причин. Тем самым существенно повышаетс  стабильность амплитуды выходного напр жени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может найти применение в радиопередающих и преобразовательных устройствах.

Цель изобретени  - повьшение стабильности выходного напр жени .

На фиг. 1 приведена структурна  схема генератора; на фиг, 2 - временные диаграммыс

Генератор содержит последовательно соединенные широтно-импульсный модул тор 1., первьй фильтр 2 нижних частот и двухтактньй ключевой генератор 3, а также весовой сумматор 4, второй фильтр 5 нижних частот, диодно-резистивный сумматор 6, входную шину 7, первую и вторую выходные шины 8, 9, соединенные соответственно с первым и вторым выходами двухтактного ключевого генератора 3 и соответственно с первым и вторым диодными входами диодно-резистивного сумматора 6, резистивный вход которого соединен с выходом первого фильтра 2, а выход - с входом второго фильтра 5. Входна  пина 7 соединена с первЫм входом весового сумматора 4, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 5, а выход - с входом ширртно-импульсного модул тора 1, вход обратной св зи которого соединен с выходом первого фильтра 2. Двухтактный ключевой генератор 3.содержит задающй генератор 10, пр мой и инверсный выходы которого соединены с базами первого и второго транзисторов 11, 12 соответственно, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а коллекторы  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами двухтактного ключевого генератора 3 и соединены с крайними выводами первичной обмотки трнасформатора 13, средний, вывод которой  вл етс  входом двухтактного ключевого генератора 3.

Весовой сумматор 4 содержит с первого по третий резисторы 14 - 16, первые выводы которых объединены и . образуют выход весового сумматора 4, вторые выводы первого и второго резисторов 14, 15  вл ютс  соответственно первым и вторым входами весового сумматора 4, а второй вывод третьего резистора 16 соединен с .общей шиной.

Диодно-резистивный сумматор 6 содержит первый и второй резисторы 17, 18, первый и второй диоды 19, 20, катоды которых  вл ютс  первым и вторым диодными входами диодно-резистив ного сумматора 6, а аноды объединены с первыми выводами первого и второго резисторов 17, 18 и образуют выход дйодно-резистивного сумматора 6, резисторным входом которого  вл етс  второй вывод первого резистора 17, а второй вывод второго резистора 18 соединен с общей шиной.

Широтно-импульсный модул тор 1 предназначен дл  формировани  мощных импульсов напр жени , относительна  длительность которых пропорциональна входному сигналу (с учетом сигнала обратной св зи). Он может содержать генератор пилообразного напр жени , выход которого подключен к первому входу компаратора, на второй вход которого подаетс  входной сигнал (за вычетом сигнала обратной св зи). Выходной -сигнал компаратора усиливаетс  ключевым усилителем до требуемого уровн  мощности.

В широтно-импульсном модул торе может быть применена внутренн   обратна  св зь дл  стабилизации его характеристик , така  обратна  св зь может быть, достаточно глубокой (до. 20 дБ и более)о

Первый фильтр 2 служит дл  выделени  полезных низкочастотных составл ющих из импульсного сигнала с широтно-импульсной модул цией и, как правило , содержит одно или два LC-звена.

Второй фильтр 5 служит дл  сглаживани  напр жени  с выхода сумматора 6, имеющего короткие выбросы либо проколы в моменты переключени  двухтактного ключевого генератора 3 Этот фильтр 5 может . быть выполнен наRG- или LC-звене с частотой среза, в 10 - 100 раз превышающей частоту переключени  двухтактного ключевого генератора 3с

Устройство работает следующим образом .

Пусть на входную шину 7 подаетс  напр жение U (фиг 2а), тогда на выходе весового сумматора 4 образуетс  напр жение +U5-K,j, где К, и К 2 коэффициенты передачи сумматора 4 по первому и второму входам соответственно; U5 - напр жение на втором входе весового сумматора 4 (с выхода второго фильтра 5), На выходе широтно-импульсного модул тора 1 формируетс  импульсный сигнал U1 (фиг. 26), длительность t импульсов которого пропор1диональна сигналу U4 на входе широтно-импульсного модул тора t Кц, U4, где Т - период следовани  импульсов; К ц, - коэффициент передачи модул тора 1 (с учетом обратной св зи с выхода первого фильтра 2), Фильтр 2 вьщел ет из импульсной последовательности посто нную (низкочастотную ) составл ющую напр жени  (фиг. 2в), где Е - амплитуда импульсов Ulo Напр жение U2 поступает на вход (шину питани ) двухтактного ключевого генератора 3. При этом за счет обратной св зи с выхода первого фильтра 2 (даже сравнительно небольшой глубины: 6 - 8 дБ) и наличи  внутренней обратной св зи в широтно-импульсном модул торе 1 (котора  может быть достаточно глубокой) напр жение на выходе первого фильтра 2 с высокой точностью повтор ет (с коэффициентом пропорциональности К) входное напр жение U4 широтно-импульсного модул тора 1, т.е U2 Кц,. 114. Па выходе двухтактного ключевого генератора 3 формируетс  двухпол рное импульсное напр жение заданной частоты , амплитуда которого в идеальном случае равна напр жению U2 на- выходе первого фильтра 2. Под амплитудой име имеетс  в виду половина размаха напр жени  на обмотке трансформатора .13 За счет су1цествонани  не равного нулю остаточного напр жени  И на клю чевых элементах двухтактного ключевого генератора 3 (завис щего от его сопротивлени  нагрузки, в общем случае нелинейно) амплитуда его выходного напр жени  )2-1;,.. (фиг , 2 г,д) В реальных устройстилх величина U при изменении сопротивлени  нагрузки от холостого хода до номинального может составл ть до 10 - 30% U2 (при изменении U2 от 0,3 до 0,9 Е). В устройствах , работающих на частотах выше нескольких сотен килогерц,в двухтактных ключевых генераторах 3 используетс  только ненасыщенный режим работы транзисторов, характеризую1Г1 1йс  еще более , высоким падением на них напр жени , что приводит к еще большему Таким образом, амплитуда выходного сигнала U3 зависит от U .. , Нап р жени  на первом и втором выходах двухтактного ключевого генератора 3 противофазны и принимают значени  лилибо 2U2-U, Эти сигналы ост i.« ост поступают на диодные входы диодно-резистивного сумматора 6, На его резистивный вход подаетс  напр жение U2, которое с помощью делител  на резисторах 17, 18 образует на выходе диодно-резистивного сумматора 6 напр жение , превьшающее наибольгаее }(.при отключенных его диодных входах либо запертьк транзисторах 11 и 12). При работе устройства напр жение на одном из выходов (относительно общей шины) двухтактного ключевого генератора 3 всегда (за исключением длительности фронтов) принимает значение в результате чего напр жение U6 на выходе диодно-резистивного сумматора также принимает значегше (за. исключением длительности фронтов), т.к, передаетс  на выход диодно-резистивного сумматора 6 через один из диодов 19 или 20о При работе устройства на повьш1енных частотах, когда длительность этапов переключений становитс  соизмеримой с периодом переключений (составл ет единицы процента периода переключений), во врем  этих этапов переключений оба диода диодно-резистивного сумматора 6 закрыты и напр жение на его выходе определ етс  делителем на резисторах 17 и 18о Это вызывает короткие импульсы на фоне U в напр жении U6 (фиг, 2е). Дп  исключени  вли ни  этих выбросов на работу широтно-импульсного модул тора сигнал с вьп:ода диодно-резистивного сумматора 6 поступает через второй фильтр, сглаживающий напр жение U6 (фиг. 2 т). Частота среза этого фильтра выбираетс  существенно большей как рабочей частоты двухтактного ключевого генератора 3, так и частоты переключений широтно-импульсного модул тора 1, и обычно должна составл ть сотни килогерц - единицы мегагерц. Далее сглаженный сигнал ,,. суммируетс  с требуемым весом (К,) с входным сигналом U, чем увеличиваетс  сигнал U4 на входе широтно-импульсного модул тора 1 На величину, необходимую дл  компенсации остаточного напр ени  и, следовательно, обеспечиваетс  стабилизаци  уровн  выходного сигнала устройства независимо .от вёичины и, . Условие полной компенсации ожет бьпь определено из следующих соотношений:

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Генератор импульсного напряжения, 25 содержащий последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор, первый фильтр нижних частот и двухтактный ключевой генератор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, причем выход первого фильтра нижних частот соединен с входом обратной связи широтно-импульсного модулятора, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, в него введены последовательно соединенные диодно-резистивный сумматор, второй фильтр нижних частот и весовой сумматор, первый вход которого соединен с входной шиной, а выход соединен с входом широтно—импульсного модулятора, причем первый и второй диодные входы диодно-резистивного сумматора соединены соответственно с первым и вторым выходами двухтактного ключевого генератора, а резистивный вход диодно-резистивного сумматора со единен с входом’ двухтактного ключевого генератора»

   *