Линейный импульсный модулятор

 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в модуляторах передатчиков , работающих в диапазоне СВЧ, Цель изобретения - повьшение надежности путем исключения сквозных токов через ключевые транзисторы и повьшение частоты коммутации при лучшем использовании характеристик зарядного трансформатора . Для этого в устройство дополнительно введены триггер 14, блок 16 формирования управляющих импульсов , (т+1 )-канальный счетчик - распределитель 17 импульсов, m элементов совпадений 18 и 19 и два элемента ИЛИ 20 и 21. Это позволяет исключить сквозные токи в ключевых транзисторах , работаннцих на зарядный трансформатор , и повысить надежность работы устройства. В устройстве улучшены массо-габаритные характеристики за счет уменьшения массы и габаритов зарядного трансформатора, особенно « при больших длительностях эаряда ли- НИИ формирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, /f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Я1 . Н 03 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4154138/24-21 (22) 01. 12.86

- {46) 15.11.88. Бюл. У 42 (72) В. Г.Черкасов (53) 621.376.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 845278, кл. Н 03 К 7/02, 30.07,79а

Авторское свидетельство СССР и 767960, кл. Н 03 К 7/02, 07.10.77. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в модуляторах передатчиков, работакяцих в диапазоне СВЧ. Цель изобретения -. повышение надежности путем исключения сквозных токов через ключевые транзисторы и повышение

„„SU„„1437985 А 1 частоты коммутации при лучшем испольб зовании характеристик зарядного транс- форматора. Для этого в устройство дополнительно введены триггер 14, блок

16 формирования управляющих импульсов, (гп+1)-канальный счетчик - распределитель 17 импульсов, ш элементов совпадений 18 и 19 и два элемента

ИЛИ 20 и 21. Это позволяет искпючить

"сквозные" токи в ключевых транзисторах, работающих на зарядный трансфор- матор, и повысить надежность работы устроиства. В устройстве улучшены массо-габаритные характеристики за счет, уменьшения массы и габаритов зарядного трансформатора, особенно I при больших длительностях заряда ли-. нии формирования. 1 в.и. ф-лм, 3 ил.

1437985

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в модуляторах СВЧ передатчиков.

Пелью изобретения является повыше5 ние надежности путем исключения сквозных токов через ключевые транзисторы и почьшeниe частоты коммутапии при лу:ureM использовании характеристик зарядного трансформатора. 10

На фиг. 1 представлена функциоHpëüò{HH схема лине@ногo импульсного модулятора; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства IIpH пятикачзльном счетчике-распределителе им- 1q пульсов; на фиг. 3 — временные диаграммы р"..áîòû блока формирования уп— равляющих импульсов для четырехканального счетчика — распределителя импульсов, 20

Линейный импульсный модулятор содержит HctoMHHK 1 IIHTBHHH трансформатор 2. ключевые транзисторы 3 и 4, выпрямитель 5, зарядный дроссепь 6, з":ðÿoír..ré диод 7, формирующую линию 8, 25 нагрузку 9, датчик 10 зарядного тока, коммутатор 11, синхронизатор 12, пепвый выход 13 синхронизатора 12, триг— гер 14, второй выход 15 синхронизато—

pa 12, блок 16 формирования управляю- 30 щих импульсов, m + 1 канальный счетчик-распределитель 17 импульсов, не— четные элементы 18 совпадений, четные элементы 19 совпадений, элементы 20, 21 ИЛИ, при этом одна шина источника

1 IIHTBHIIII соецинена со срецним выводом первичной обмотки трансформатора

2. а другая шина — с общей шиной и эмиттерами ключевых транзисторов 3 и

4,, коллекторы которых соецинены с щ

P крайними выводами первичной обмотки трансформатора 2, вторичная обмотка которого соецинена с выпрямителем

5, один выход которого соединен с обureA шиной непосредственно, а цругой через соединенные последовательно за рядный дроссель 6, зарядный циоц 7, формирующую линию 8, нагрузку 9 идатчик 10 заряцного тока, объединенные выводы зарядного диода 7 и формирующей линии 8 соединены с общей шиной через коммутатор 11, управляющий вход которого соединен с выходом 13 синхронизатора 12, выход 15 которого соединен со счетным входом триггера 14, прямой выход которого соединен со входом блока 16 формирования управляющих импульсов, а инверсный выход — с входом установки в ноль m + 1 каналь— ного счетчика-распределителя 17 импульсов, счетный вход которогс соединен с выходом блока 16 формирования управляющих импульсов и первыми входами элементов 18 и 19 совпадений, нечетные выхоцы с 1 по ш — 1 — со вторыми входами элементов 18 совпадений, четные выходы со 2 по и -ный — со вторыми входами элементов 19 совпадений, а m + 1 выход — со вхоцом установки в ноль триггера 1,, причем выходы элементов 18 совпадений через эл мент

20 ИЛИ соединены е базой ключевого транзистора 3, выходы элементов 19 совпадений через элемент 21 ИЛИ сое— динены с базой ключевого транзистора 4, а выход датчика 10 зарядного тока соединен с третьим входом ш-ного элемента 19 совпадений„

Блок 16 формирсвания управляющих импульсов содержит генератор 22 импульсов, и-канальный счетчик †распре23 HMIIQjIICC|Ir, IIH13epTOp 74о элемент 25 И-НЕ и ичвертор 26, при этом выход генератора 22 импульсов соединен со счетным входом и-канального счетчика-распределителя 23 импульсов, нулевой выход которого соединен через инвертор 24 с выхоцом блока, а г. -ый выход — чере- инвертор 26 с первым входом элемента

25 И-НЕ, выход которого соединен с входом установки в ноль и -канально"го счетчика-распределителя 23 импульсов, а второй вхоц — с входом блока, Линейный импульсный модулятор работает следующим образом.

При подаче кратковременно о положительного запускающего-,импульса с выхода 15 синхронизатора 12 ч: -.. †.етный вход триггера 14 (фиг.2,аj последнии изменяет свое состояние, при этом "1" с прямого выхода триггера (фиг.2,б) поступает на первьж вхсд элемента 25 И-НЕ блока 16 фопмирова— ния управляющих импульсов (фиг,3, б), а с инверсного — "0 на вхоц установки в ноль счетчика 17. Поскольку на втором входе элемента 25 И-НЕ присутствует "1", то сформированный "О" на ее выходе поступает на вхоц установки в ноль счетчика 23. Послеци и начинает счет импульсов, Irocтупающих с выхода генератора 22 (фиг.3.а), при этом выход О счетчика 23 меняет свое состояние на "О" (фиг.3,в) и на выхоце инвертора 24 формируется "1" (фиг,3,г). Состояние " 1" на выходе з 1437985 4

F

2(ь„+ С„) 1 — (n — 1)

u- t

1 о

11

f„

m = °

Т

<-и инвертора 24 сохраняется до тех пор, пока на счетный вход счетчика 23 не поступит и импульсов. При приходе импульса и на выходе и счетчика 23 появляется "1", которая, поступив на вход инвертора 26, изменяет его состояние и "0" с его выхода поступает на второй вход элемента 25 И-НЕ. На выходе элемента 25 появляется "1", которая дает запрет на счет импульсов счетчиком 23 и приводит послецний в исходное состояние. На выходе

0 счетчика 23 появляется "1" и на выходе инвертора 24 — "0". При поступлении n + 1 импульса процесс повторяется, в результате чего на выходе инвертора 24 формируются управляющие импульсы (фиг.3,r) длительность которых равна: 20 где f — частота генератора 22 а пауr Ф

25 эа между импульсами равна

При этом максимальное время задержки t> между началом импульса разрешения счета (фиг.3 б) и началом формирования управляющих импульсов не превышает цлительности периода импульсов генератора 22 Т „

Сформированные импульсы поступают З на. вход счетчика 1 7 (фиг. 2, в), который начинает их счет, так как на его входе установки в ноль присутствует

"0". Импульсы с нечетных вьгхопов 1, |E3„5 ., „m — 1счетчика 17 (фиг,2.г, е) 4О поступают на вторые входы элементов !8, а импульсы с четных выходов 2, 4, 6 ... m (фиг,2,д,ж) — на вторые входы элементов 19, причем на первые входы

1, 2... m элементов 18 и 19 поступа- 45 ют импульсы с выхода блока 16 (фиг.2, в) . Результирующие импульсы с элементов 18 поступают на соответствующие входы эпемента 20 (фиг.2,з), а с элементов 19 — на соответствуюшие 5О входы элемента 21 (фиг.2,и), в результате чего на их выходах формируются парафазные управляюшие импульсы, сцвинутые один относительно другого на величину паузы !„, причем число пар .управляюших импульсов равно m/2. При поступлении m + 1 импульса "1" поступает на вход установки в ноль триггера 14 и перебрасывает последний в противоположное состояние, что приводит к запрету счета импульсов счетчиками

17 и 23 и приводит их в исходное состояние. Процесс формирования управляюших импульсов заканчивается. Управляюшие импульсы с выходов элементов 20 и 21 поступают на базы ключевых транзисторов 3 и 4 соответственно, которые коммутируют первичные полуобмот— ки трансформатора 2 с частотой, равной

В результате на вторичной обмотке трансформатора 2 формируются раэнополярные импульсы напряжения равнойдлительности (фиг.2,к), которые выпрямляются выпрямителем 5 и через зарядный дроссель 6 и зарядный диод 7 подаются на формирующую линию 8 (фиг.2,л). Происходит резонансный заряд линии (фиг.2,м). Если длительность заряда линии равна Т, то

После полного заряда линии 8 с выхода 13 синхронизатора 12 подается импульс запуска на управляющий электрод коммутатооа 11 (фиг. 2,и), последний открывается и линия разряжается на нагрузку 9, формируя на ней модулирующий импульс „

Если m Г„> Т,то при окончании полного заряда линии 8 (фиг,2,м, т.А) датчик зарядного тока 10 формирует

"0", который подается на третий вход

m-ного элемента 19, укорачивая тем самым длительность последнего зарядного импульса (фиг.2,и), что приводит в соответствие суммарную цлительность зарядных импульсов и длительность заряда линии.

Таким образом. введение новых элементов и связей в линейный импульсный модулятор позволяет исключить за счет формирования паузы межцу управляющими импульсами "сквозные" токи в ключевых транзисторах, работающих на заряцный трансформатор, что повышает надежность работы устройства, а воэможность выбора повышенной частоты коммутации ключевых транзисторов значительно улучшает массогабаритные характеристики модулятора за счет умень1437985

trz9y

d 4

0. и

4ЖаМ

ug jr

Ии Р ° с Ржи ию

2у

44цг%

OÆ/@) и шения массы и габаритов зарядного трансформатора, особенно при больших длительностях заряда линии формирования .

Формул а изобретения

1. Линейный импульсный модулятор, содержащий трансформатор, крайние выводы первичной обмотки которого соединены с коллекторами ключевых транзисторов, средний вывод — с одной шиной источника питания, другая шина которого соединена с эмиттерами ключевых транзисторов и общей шиной, а вторичная обмотка трансформатора соединена с выпрямителем, один выход которого соединен с общей шиной непосредственно, а второй — через соединенные последовательно зарядный дроссель, зарядный диод, формирующую линию, нагрузку и датчик зарядного тока, и коммутатор, вход которого соединен с объединенными выводами зарядного диода и формирующей линии, выход — с общей, риной, а управляющий вход — с первым выходом синхронизатора,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных характеристик, в него дополнительно введены триггер, блок формирования управляющих импульсов, m + 1-канальный счетчик-распределитель импульсов, m элементов совпадений и два элемента ИЛИ, при этом второй выход синхронизатора соединен со счетным входом триггера, прямой выход которого соединен с входом блока формирования управляющих импульсов, а инверсный выход — с вхо5 дом установки нуля m + 1-канального счетчика-распределителя импульсов, счетный вход которого соединен с выходом блока формирования управляющих импульсов и первыми входами ш

10 элементов совпадений, нечетные выходы с 1 по m — — со вторыми входами нечетных элементов совпадений, счетные выходы со 2 по m — с вторыми входами четных элементов совпадения, а

15 m + 1 †вых — с входом установки нуля триггера, причем выходы нечетных элементов совпадения через первый элемент ИЛИ соединены с базой перво го ключевого транзистора, выходы чет20 ных элементов совпадений через второй элемент ИЛИ соединены с базой второго ключевого транзистора, а выход датчика зарядного тока соединен с третьим входом m-го элемента совпадений, .

2. Модулятор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в нем блок формирования управляющих импульсов содержит генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом

Зо и-канального счетчика-распределителя импульсов, нулевой выход которого через первый инвертор соединен с выходом блока, и-й выход через второй инвертор — с первым входом элемента

З5 И-НЕ, второй вход которого соединен с входом блока, а выход — с входом установки в "О" и-канального счетчика— распределителя импупьсов.

143 7985

Составитель Е.Борзов

Техред Л.Олийнык

Корр ектор M.Äåì÷èê

Редактор Н.Горват

Заказ 5968/55

Тираж 929

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенчй и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4