SU809536A1 - Широтно-импульсный модул тор - Google Patents

Description

(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

I

Изобретение относитс  к импульсной технике и может найти применение в системах автоматики, импульсных и цифровых устройствах дл  преобразовани  напр жени  во временной интервал.

Известен шарнирно-импульсный модул тор , содержащий суммирующий интегратор , выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи отрицательно обратной св зи, источник входного аналогового напр жени , два эталонных источника напр жений положительной к отрицательной пол рности к элементы цепи положительной обратной св зи с выхода компаратора на неинвертирующий вход операционного усилител  .

Недостаток известного широтнО мпульсного модул тора - заключаетс  в низкой точности преобразовани  входного сигнала в длительность импульсов из-за нестабильности периода следовани  импульсов, а также относительно высокой сложности устройства.

Известен также щарнирно-импульсный модул тор, содержаший вьшолненные на рперационных усилител х два компарато. ра, выходы которых подключены к двум входам триггера, усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, а выход - к неинвертирующему входу первого компаратора , гфичем одна из обкладок конденсатора , включенного между Входами второго компаратора и щунтированного транзистором , база которого подсоединена . к , выходу второго, компаратора, подключена к источнику посто нного тока, дополнительный ключевой элемент, включенный между выходом источника посто нного тока и неинвертирующим входом усилител , причем вход управлени  дополнительного ключевого элемента подсоединен к выходу триггера, а инверт1фующие входы обоих компараторов объединены 2.

Недостатком данного щиротно-импульсного модул тора  вл етс  низка  точность преобразовани  входного сигнала в длительность импульсов из-за наличи  шунтирующего вли ни  второго ком паратора при изменении напр жени  и температуры, а также относительно высока  сложность в результате использова1ш  в схеме модул тора трех операционных усилителей. Цель изобретени  - повышение точнос ти преобразовани  и упрощение устройства . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широтно-импульсный модул тор, содержащий источник питани , опера-. ционнЫй усилитель, инвертирующий вход которого через конденсатор соединен с общей шиной и через резис:еор - с источником питани , первый ключ, подключенный параллельно конденсатору, по следовательно соединенные второй ключ и резистор, подключенные „между исто ником питани  и неинвертирующим входо операционного усилител , триггер, инвер тор, вход которого соединен с выходом операциошюго усилител  и со счетным входом триггера и делитель напр жени , введены третий и четвертый ключи и элемент И, причем один вывод делител  напр жени  соединен с неинвертирующим входом операционного усилител  и через третий ключ - с общей щшюй, четвертый ключ подключен между средним вы водом делител  напр л ени  и общей щиной , нулевой выход триггера соединен с управл юишми входами второго и четвертого ключей, а единичный - с первым .входом элемента И, со вторым входом которого соединен выход инвертора , а выход элемента И соединен с управл ющими входами первого и третье го ключей. На чертеже представлена структурна  схема широтпо-импульсного .модул то ра. Широтно-импульсный модул тор содержит операционный усипитель 1, инвертирующий вход которого через парал лельно включенные конденсатор 2 и пер вый ключ 3 соединен с общей щиной 4, а через резистор 5 с источником 6 питани . Источник 6 питани  подключен через последовательно соединенньш второй ключ 7 и резистор 8 к неинвертиру щему входу операционного усилител  1, выход которого соединен со входом инве тора 9 и со счетным входом триггера 1 Неинвертирующий вход операционного усилител  1 подключен к общей шине 4 через третий КЛЕОЧ 11, а ко входу 12 64 устройства - через включенные последовательно два резистора 13 и 14, которые общей точкой соединены через четвертый ключ 15 с общей щиной 4. Кроме того, щиротно-импульсный модул тор содержит схему И 16 выход которого подключен к управл ющим входам первого 3 И третьего 11 ключей. Первый вход схемы И соединен с выходом инвертора 9, а второй - с единичным выходом 17 триггера 10. Нулевой выход 18 триггера 10 подключен к управл ющим входам второго 7 и Четвертого 15 ключей. Выходом устройства  вл етс  выход 17 триггера 10. Названи  выходов нулевой и единичный триггера со счетным входом прин ть условно. Широтно-импульсный модул тор работает следующим образом. В исходном- состо нии конденсатор 2 разр жен. .Момент начала зар да конденсатора 2 вл етс  началом формировани  длительности выходного импульса и периода следовани  импульсов. Предположим , что в начальный момент на выходе 18 триггера 10 установлен нулевой потенциал, а на выходе 17 - единичный В этом случае ключи 7 и 15 выключены. На вход 12 устройства подаетс  напр жение положительной пол рности, поэтому на выходе операционного усилител  1 установлен высокий положительный потенциал , который подан на вход инвертора 9. С выхода инвертора 9 нулевой потенциал через схему И подаетс  на управл ющие входы ключей 3 и 11, в результате, чего они выключены. Таким образом, на неинвертирующий вход операциош-юго усилител  подаетс  положительное напр жение входного сигнала, а к инвертирующему входу приложено возрастающее по экспоненциальному закону напр жение на . конденсаторе 2, которое тоже имеет положительную пол рность. После сравнени  этих напр жений на входах опер.ациогшого усилител  1 напр жение на его выходе скачком измен етс  до уровн , при котором переключаетс  триггер 10. В ; результате этого на выходе 17 устанавливаетс  нулевойпотенциал, на выходе 18 единичный . Таким образом, на выходе 17 модул тора сформирован импульс, длительность которого проПоршюнальна входному преобразуемому сигналу. Нулевой потенциал с выхода 17 проходит через схему И 16 и подаетс  на

управл ющий вход ключа 3, в результате чего последний поддерживаетс  в выключенном состо нии. Единичный потециал с выхода 18 включает ключи 7 и 15 и напр жение на неинвертирующем входе операционного усилител  1 скачком устанавливаетс  на более высоком уровне, определ емом соотношением сопротивлений резисторов 8 и 14 и напр жением источника 6 питани . В результате этого напр жение на выходе операционного усилител  1 скачком возвращаетс  к исходному высокому потенциал а напр жение на конденсаторе 2 продолжает возрастать до нового уровн , который установлен на неинвертирующем входе операционного усилител .

После сравнени  указанных напр жени на входах операционного усилител  1 напр жение на его выходе снова измен етс  скачком до уровн , при котором переключаетс  триггер Ю. В результате этого на выходе 17 триггера 10 устанавливаетс  единичный потенциал, а на выходе 18 - нулевой. Таким образо устройство сформировало период следовани  импульсов. Единичный потенциал с выхода 17 поступает на i . вход схемы И 16. Нулевым потенциалом с выход 18 триггера 10 размыкаютс  ключи 7 и 15. На выходе инвертора 9 устанавливаетс  единичный потенциал после достижени  напр жением на выходе операционного усилител  1 нулевого потенциала . Таким образом, на оба входа схемы И 16 поданы единичные потенциалы , на выходе схем И 16 формируетс  единичный потенциал, который подаетс  па ключи 3 и 11. В результате этого ключ 3 открываетс  и разр жает конденсатор 2 до нулевого уровн , так как ключ 11 в это врем  замыкает неинверТирующий вход операционного усилител  1 на общую щину 4.

После разр да кондаенсатора 2 напр жение на выходе операционного усилител  1 вновь устанавливаетс  на высоком положительном потенциале. При этом нулевое напр жение с выхода инвертора 9 через схему И 16 поступает на вход ключей 3 и 11 и выключает их. Цикл преобразовани  закончилс , устройство возвратилось в исходное состо ние.

ЕСЛИ в начальный момент в исходном состо нии на выходе .18 триггера 1О

установлен был единичный потенциал, а на выходе 17 нулевой, то первым сфер- мируетс  период, а далее устройство

работает описанным способом.

Использование новых элементов - триггера со счетным входом, схемы И и ключей с указанными св з ми, позвол ет упростить модул тор, так как в нем примен етс  не три операционных усилител ,

как в известном, а один.

Claims (2)

1. Патент Японии № 50-1618, НКИ 98(5)1Q 32, 20.01.75.

2. Авторское свидетельство СССР № 488338, кл. Н 03 К 7/08, 16.О1.76 (прототип).