SU1614109A1 - Широтно-импульсный модул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитани . Широтно-импульсный модул тор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент обнулени  4, интегрирующее звено 5. Введение пропорционального звена 6 и новых функциональных св зей позвол ет повысить линейность модул ционной характеристики и увеличить диапазон изменени  коэффициента заполнени  выходного сигнала. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

ч ч

Фиг.1

Os

о ю

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках электропитани .

Цель изобретени  - повышение линейности модул ционной характеристики и увеличение диапазона изменени  коэффициента заполнени  выходного сигнала,

На фиг.1 приведена функциональна  схема широтно-импульсного модул тора; на фиг,2 - временные диаграммы его работы; на фиг,3 - пример конкретной реализации широтно-импульсного модул тора.

Широтно-импульсный модул тор содержит задающий генератор 1, триггер 2, пороговый элемент 3, элемент 4 обнулени , интегрирующее звено 5, пропорциональное звено 6, при этом входы пропорционального 6 и интегрирующего 5 звеньев соединены с входной шиной, их выходы - с суммирующими входами порогового элемента 3, вход обнулени  интегрирующего звена 5 - с выходом элемента 4 обнулени , вход которого соединен с одним из выходов триггера 2, другой выход которого соединен с выходной шиной устройства, первый вход-с выходом задающего генератора 1, второй вход - с выходом порогового элемента 3.

Пропорциональное 6 и интегрирующее 5 звень  могут быть выполнены из соединенных последовательно управл емого источника 7 тока, резистора 8 и конденсатора 9, которые включены между шиной источника питани  и общей шиной, при этом управл ющий вход упрал емого источника 7 тока соединен с входной шиной, а триггер 2 и пороговый элемент 3 могут быть выполнены в виде D-триггера на МОП-структуре, D-вход которого соединен с шиной источника питани , С-вход - с выходом задающего генератора 1, R-вход-с объединенными выводами управл емого источника 7 тока и резистора

8,один из выходов - с выходной шиной, другой выход - с входом элемента 4 обнулени , выход которого соединен с объединенными выводами резистора 8 и конденсатора

9.Элемент 4 обнулени  может быть выполнен на основе транзисторного ключа или логического инвертора с открытым коллектором , а задающий генератор I - например, на основе мультивибратора.

Широтно-импульсный модул тор работает следующим образом.

Импульсы задающего генератора 1 (ui), поступают на первый вход триггера 2 (С- вход D-триггера) и устанавливают его в единичное состо ние при условии отсутстви  сигнала на втором входе, т.е. разр женном конденсаторе интегрирующего звена 5 и напр жении на R-входе D-триггера 2, меньшем порогового напр жени , при котором триггер 2 устанавливаетс  в нулевое состо ние по R-входу, либо наход щемс  в начальном состо нии отдельно выполненном

пороговом элементе 3. На втором входе триггера 2 сигнал по вл етс  в те моменты времени , когда напр жение на входе порогового элемента 3 (ивх.з), возраста , сравниваетс  со значением порога (unop). Напр жение unop

 вл етс  внутренним параметром порогового элемента 3 или задаетс  извне. Сигнал на втором входе триггера 2 переводит его в состо ние ивых О, Таким образом, длительность выходного импульса триггера 2

определ етс  разницей во времени по влени  сигналов на его входах. Начало определ етс  началом импульса задающего генератора 1 (ui), конец-моментом переключени  порогового элемента 3 (фиг.2). На вход

порогового элемента 3 поступает суммарное напр жение интегрирующего 5 и пропорционального 6 звеньев (ивх.з), т.е, линейно нарастающее напр жение (интеграл от управл ющего воздействи ) на выходе интегрируюидего звена 5 накладываетс  на напр жение , пропорциональное управл ющему uy на выходе пропорционального звена 6. Таким образом, измен етс  как наклон, так и уровень сигнала на входе порогового элемента 3, и

длительность выходных импульсов модул тора , близка  или равна  нулю, может быть получена уже не при бесконечном по величине воздействии управл ющего напр жени  (uy- со ), а в пределах конечного рабочего

диапазона. При этом модул ционна  характеристика , т,е, зависимость коэффициента заполнени  у (uy), становитс  более линейной, а коэффициент передачи при уменьшении у до нул  остаетс  в заданных пределах. По

окончании выхрдного импульса, т.е. при , элемент 4 обнулени  осуществл ет сброс интегрирующего звена 5.

Поскольку вход S не используетс , то роль триггера 2 может выполн ть тактируемый D-триггер с установкой нул  (DR-триг- гер) или другое аналогичное устройство.

По переднему фронту импульса задающего генератора 1 на выходе Q триггера 2 устанавливаетс  сигнал 1, так как О-вход

соединен с шиной питани , если напр жение на входе порогового элемента 3 не превышает напр жени  внутреннего порога (unop), в данном случае равного половине напр жени  питани . На выходе триггера 2

устанавливаетс  сигнал О в момент сравнени  входного сигнала порогового элемента 3 со значением unop.

Выполнение триггера 2 на МОП-структурах позвол ет повысить уровень порогевЬго напр жени , расширив диапазон входных напр жений, и устранить вли ние входного сопротивлени  R-входа на интегрирующее и пропорциональное звень . Модул ционную характеристику модул тора у и коэффициент передачи К y(ig угла наклона касательной модул ционной характеристики) можно записать в следующем виде:

..-rCUo-Kiuy).

uy .

1ч2

Ку

(y + Ki±)T

rUo

где KI - коэффициент передачи пропорционального звена;

г - г осто нна  времени интегрирующего звена;

Т- период повторени  импульсов задающего генератора,

Uo - напр жение порога.

Из этих выражений.следует, что при из- менении у от О до 1 Ку. мен етс  в узких пределах, что и обеспечивает большую линейность модул ционной характеристики. В модул торе у мин О при uy Uo/Ki,

У макс 1 при Uy

UoT

Таким обраТ + Ki тзом , полный диапазон у- получаетс  в пределах конечного диапазона Uy, величина которого определ етс  соот-ветствующим выбором параметров Ki, г и др.

Таким образом, введение новых элементов и св зей позвол ет повысить линей- но.сть модул ционной характеристики и увеличить диапазон изменени  коэффициента заполнени  выходного сигнала.

10

15

20

5

0

5

0

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Широтно-импульсный модул тор, содержащий триггер, первый выход которого соединен с выходной шиной, первый вход - с выходом задающего генератора, а второй вход - с выходом порогового элемента, интегрирующее звено, вход обнулени  которого соединен с выходом элемента обнулени , вход которого соединен с вторым выходом триггера, отличающийс  тем. что, с целью повышени  линейности модул ционной характеристики и увеличени  диапазона изменени  коэффициента заполнени  выходного сигнала, в него введено пропорциональное звено, вход которого соединен с входной шиной и входом интегрирующего звена, а выход - с суммирующим входом порогового элемента, при этом выход интегрирующего звена также соединен с суммирующим входом порогового элемента.
2. 2. Модул тор по П.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью упрощени  конструкции , пороговый элемент и триггер выполнен из D-триггера на МОП-структурах, D-вход которого соединен с шиной питани , С- вход - с выходом задающего генератора, а интегрирующее и пропорциональное звень  выполнены из соединенных последовательно управл емого источника тока, резистора и конденсатора, включенных между шинами источника питани  и общей, при этом вход управл емого источника тока соединен с входной шиной, объединенные выводы управл емого источника тока и резистора -п R-входом D-триггера на МОП- структурах, один выход которого соединен с выходной шиной, другой выход - с входом элемента обнулени , выход которого соединен с объединенными выводами резистора и конденсатора.

   Фиг. 2

   Фиг.З