Модулятор импульсов

Авторы патента:

Попов Сергей Григорьевич (RU)

Веселов Владислав Викторович (RU)

Малышев Владимир Викторович (RU)

Зыков Александр Викторович (RU)

H03K3/38 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2622862:

Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") (RU)

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления СВЧ-приборами с сеточным управлением. Техническим результатом является упрощение модулятора импульсов и повышение его надежности. Модулятор импульсов содержит СВЧ-прибор с сеточным управлением, модуляторную лампу, генератор управляющих импульсов, импульсный трансформатор, источник смещения управляющей сетки модуляторной лампы, источники открывающего и закрывающего напряжений СВЧ-прибора, диодную сборку, источник коллекторного напряжения СВЧ-прибора, диодно-индуктивную сборку, два согласующих резистора. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления СВЧ-приборами с сеточным управлением (клистроны, ЛБВ, ЛОВ и т.п) в передающих и других электрофизических устройствах.

Известны модуляторы импульсов СВЧ-приборов с сеточным управлением, содержащие два источника питания, закрывающий СВЧ-прибор отрицательной и открывающий положительной полярности [1].

Каждый из этих источников питания подключен к сетке СВЧ-прибора своим ключом, формируя импульсы необходимой длительности и скважности (Фиг. 1). Ключи данного модулятора строятся на базе сборок из мощных MOSFET или IGBT транзисторов, соединенных последовательно. Количество соединенных последовательно транзисторов зависит от рабочего напряжения единичного транзистора и напряжения сетка-катод СВЧ-прибора.

Использование MOSFET или IGBT транзисторов повышает срок службы модуляторов, однако такие устройства имеют недостаточную надежность в связи с неравномерным распределение напряжения по цепочке транзисторов и достаточно сложной схемой управления этими транзисторами.

Другим модулятором импульсов, предназначенным для работы с СВЧ-приборами с сеточным управлением, содержащим два ключевых элемента, является устройство, приведенное в описании к патенту №2034400 C1 (Фиг. 2).

Модулятор импульсов содержит генератор управляющих импульсов, первую и вторую модуляторные лампы, представляющие собой тетроды, первую и вторую параллельные RC цепи, первый и второй электронные ключи, выполненные на транзисторах n-р-n типа, вторые конденсаторы, первые усилители, транзисторные ключи, первые источники питания, вторые источники питания, резисторы, диоды, интегрирующие цепи, нагрузку, дифференцирующую цепь, второй усилитель, трансформатор, дополнительную нагрузку, третьи конденсаторы и третьи резисторы, образующие параллельные RC-цепи, первые конденсаторы и первые резисторы, образующие интегрирующие цепи, четвертый конденсатор и резистор, образующие дифференцирующую цепь (Фиг. 2).

Такие устройства выполняют функции формирования импульсов на управляющих сетках СВЧ-приборов, однако наличие первой и второй модуляторных ламп, выполняющих роль высоковольтных ключей, первого и второго электронного ключа, выполненных на транзисторах, и сложной схемы управления модуляторными лампами, содержащей транзисторные и операционные усилители, а также четыре источника питания, снижают надежность модулятора импульсов такого типа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, взятому в качестве прототипа, является модулятор импульсов, приведенный в описании к патенту РФ №127558 [3], содержащий устройство управления, источник запирания, источник открывающего напряжения, первый и второй ключи, стабилизатор тока, диодную сборку, первый и второй диоды, нагрузку (Фиг. 3).

Первый выход устройства управления соединен с первым входом первого ключа, второй выход устройства управления подключен ко входу второго ключа, второй вход первого ключа подключен к отрицательному выходу источника запирания, положительный вывод источника запирания соединен со входом стабилизатора тока, анодом первого диода, катодом второго диода, выходом источника открывающего напряжения и входом нагрузки. Выход стабилизатора тока соединен со вторым входом второго ключа и подключен к катоду первого диода, выход второго ключа соединен с выходом первого ключа, входом диодной сборки и входом нагрузки, выход диодной сборки подключен к аноду второго диода и отрицательному входу источника открывающего напряжения.

Недостатком прототипа является сложность устройства в связи с наличием двух ключей, стабилизатора тока, двух высоковольтных диодов.

Целью изобретения является упрощение модулятора импульсов и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается исключением одного ключевого устройства, стабилизатора тока, высоковольтных диодов, в соответствии с чем упрощается схема модулятора импульсов и повышается его надежность.

На Фиг. 4 приведена схема предлагаемого модулятора импульсов.

Модулятор импульсов содержит генератор управляющих импульсов (ГУИ) 1, импульсный трансформатор 2, подключенный вторичными обмотками через резисторы 3 и 4 к управляющей и экранной сеткам модуляторной лампы 5, катод которой через резисторы 7 и 8 подключен к управляющей сетке СВЧ-прибора 12, а анод к источнику открывающего напряжения (U_откр) 6, при этом на управляющую сетку модуляторной лампы 5 от источника смещения (U_смещ) 13 через вторичную обмотку 1-2 импульсного трансформатора 2 подается отрицательное запирающее напряжение; к выходу резистора 7, вход которого соединен с катодом модуляторной лампы, подключен анод диодной сборки 10, ее катод соединен с положительным выводом источника закрывающего СВЧ-прибор напряжения (U_закр) 9; источник закрывающего напряжения (U_закр) 9 подключен отрицательным выводом к управляющей сетке СВЧ-прибора через диодно-индуктивную сборку 11 и резистор 8, а положительным - к катоду СВЧ-прибора 12, катоду диодной сборки 10, отрицательному выводу источника открывающего напряжения 6 и отрицательному выводу источника коллекторного напряжения 14, положительный вывод которого заземлен и соединен с коллектором СВЧ-прибора 12.

Модулятор импульсов работает следующим образом. При подаче управляющих импульсов необходимой величины и скважности вырабатываемых ГУИ 1 на первичную обмотку 5, 6 импульсного трансформатора 2, импульсы его вторичных обмоток 1, 2 и 4, 3 открывают модуляторную лампу 5, на анод которой подается напряжение источника открывающего напряжения (U_откр) 6; вследствие этого положительное открывающее напряжение (U_откр) поступает на сетку СВЧ-прибора 12 через резисторы 7, 8, открывая его. При этом диодная сборка 10 замыкает цепь источника закрывающего напряжения (U_закр).

Модулятор импульсов работает надежно при длительностях импульсов в диапазоне от 0,2 до 20 мкс, что подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными в составе объекта.

Литература

1. Высоковольтные импульсные модуляторы. Казанцев В.И., Сергеев В.Г., Платонов С.А. "Наука и Образование" 11 ноября 2011 г. МГТУ им Н.Э. Баумана, г. Москва.

2. Импульсный модулятор. Ростовцев В.И., Тачков Н.И., Чуков П.Н., Полторацкий Б.Ф. Патент на изобретение №2034400 C1.

3. Модулятор импульсов. Давыдов В.Г., Косников А.П., Султанов А.Н., Сулейманов И.Т., Солонин Н.И. Патент на полезную модель №127558.

Модулятор импульсов, содержащий СВЧ-прибор с сеточным управлением, источник анодного напряжения СВЧ-прибора, модуляторную лампу, к управляющей и экранной сетке которой подключен генератор управляющих импульсов через импульсный трансформатор, содержащий первичную обмотку, первую и вторую вторичные обмотки, источник смещения модуляторной лампы, причем анод модуляторной лампы подключен к положительному выводу источника анодного напряжения, а катод через первый и второй согласующие резисторы к управляющей сетке СВЧ-прибора, диодную сборку, отличающийся тем, что диодная сборка подключена анодом к катоду модуляторной лампы через первый согласующий резистор, а к сетке СВЧ-прибора через второй согласующий резистор, катодом к отрицательному выводу источника анодного напряжения; источник смещения, подключенный положительным выводом к отрицательному выводу источника анодного напряжения модуляторной лампы, а отрицательным через диодно-индуктивную сборку и второй согласующий резистор к управляющей сетке СВЧ-прибора.

Изобретение относится к электронной технике в области преобразователей сигналов. Формирователь импульсов содержит микроконтроллеры, блок гальванической развязки, преобразователи питания, регуляторы напряжения, входы напряжения питания и входы сигнала тахометрических датчиков.

Способ зарядки емкостного накопителя электроэнергии и устройство для его реализации в самолетных электроимпульсных комплексах // 2620600

Изобретение относится к электротехнике и импульсной силовой электронике и предназначено для использования в самолетных электроимпульсных комплексах, в частности - в противообледенительных системах и системах питания бортовых проблесковых огней предупреждения.

Устройство управления тиратроном с холодным катодом // 2619779

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для управления тиратроном с холодным катодом серии ТДИ путем формирования импульсов поджига с нормированной крутизной фронта и следующих с высокой частотой следования импульсов.

Магнитный усилитель // 2619142

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в различных отраслях техники в качестве электрического генератора. Магнитный усилитель содержит замкнутый магнитопровод с рабочей обмоткой и источник н.с.

Высоковольтный генератор // 2619061

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в контактном электрошоковом оружии (ЭШО) и дистанционном электрошоковом оружии (ДЭШО), а именно в нелетальном электрошоковом оружии дистанционного действия, для правоохранительных служб и граждан.

Способ формирования импульсов // 2618788

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке средств формирования эталонных сигналов частоты. Технический результат – расширение функциональных возможностей - обеспечен на основе использования эффекта постоянства скорости распространения света в определенной светопроводящей среде, обеспечивающего возможность формирования стабильных по частоте импульсов за счет уменьшения факторов внутренней нестабильности.

Устройство формирования мощных свч-импульсов // 2618601

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных СВЧ-импульсов заданной формы в составе передатчиков радиолокационных станций, использующих СВЧ-приборы с сеточным управлением.

Гистерезисный триггер // 2616874

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Технический результат - повышение надежности гистерезисного триггера, используемого в самосинхронных схемах для построения индикатора окончания в них переходных процессов за счет реализации отказо- и сбоеустойчивости; относительно отказов и сбоев транзисторов; относительно обрывов проводов входов-выходов; относительно отказов источника питания, а также за счет интегрированной отказо- и сбоеустойчивость относительно отказов и сбоев транзисторов, обрывов проводов входов-выходов и отказов источника питания.

Энергоэффективный низковольтный кмоп-триггер // 2611236

Изобретение относится к области микроэлектроники. Технический результат заключается в расширении диапазона допустимых значений напряжений питания, повышении быстродействия и снижении энергопотребления синхронных триггеров.

Способ и устройство генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов с высоковакуумной электронной лампой // 2607234

Изобретение относится к генераторам импульсов. Достигаемый технический результат – осуществление управления количеством энергии, отводимой от накопителя энергии для формирования на выходной нагрузке серий производительных электрических импульсов с переменной амплитудой.

Многозначный триггер // 2624581

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении быстродействия специализированных вычислителей таких как многозначный триггер. Указанный результат достигается за счет использования многозначного триггера, который содержит первый логический элемент с первым и вторым токовыми входами, а также первым и вторым токовыми выходами, второй логический элемент с первым и вторым токовыми входами, а также первым и вторым токовыми выходами, причем первый токовый вход второго логического элемента соединен с первым токовым выходом первого логического элемента, второй токовый вход первого логического элемента соединен с первым входом предустановки логического элемента памяти, второй вход второго логического элемента связан со вторым входом предустановки состояния устройства, второй токовый выход первого логического элемента связан с первым токовым выходом состояния устройства, второй токовый выход второго логического элемента связан со вторым токовым выходом состояния устройства. 3 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 табл.

Способ получения последовательности случайных двоичных чисел и устройство для его осуществления // 2627132

Изобретение относится к области и предназначено для получения последовательности случайных чисел с заданными статистическими характеристиками. Технический результат - повышение независимости вырабатываемой последовательности случайных чисел от параметров источника шума и получение последовательности случайных чисел с заданными статистическими характеристиками. В способе для получения последовательности случайных двоичных чисел используют источник случайных событий - полупроводниковый шумовой диод. Формируют аналоговый сигнал, характеризующий наступление указанных событий, производят обработку сформированного аналогового сигнала и преобразование его в цифровую форму. Задают интервал времени, в течение которого определяют число знакоперемен (0 и 1). В полученном числе выявляют младший бит и записывают его. Из последовательности указанных младших битов формируют выходную последовательность случайных двоичных чисел. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Генератор импульсов тока // 2631969

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться для питания обмоток возбуждения реверсивного двигателя возвратно-поступательного движения. Технический результат – упрощение устройства путем исключения одного источника питания и одного накопительного конденсатора. Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство, накопительный конденсатор, два основных тиристора, две индуктивные нагрузки, коммутирующий конденсатор, два вспомогательных тиристора, два диода. 4 ил.

Индуктивно-емкостный преобразователь // 2632412

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления напряжения. Индуктивно-емкостный преобразователь содержит проводящие обкладки, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком, выполненным из первой и второй секций, причем начало первой проводящей обкладки первой секции подключено к началу первой проводящей обкладки второй секции, конец первой проводящей обкладки первой секции подключен к концу второй проводящей обкладки второй секции, начало второй проводящей обкладки первой секции подключено к началу второй проводящей обкладки второй секции, конец второй проводящей обкладки первой секции подключен к концу второй проводящей обкладки второй секции. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ формирования многочастотного сигнала // 2634188

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано для улучшения линейности усиления многочастотных сигналов. Технический результат заключается в снижении динамического диапазона многочастотных сигналов. Предложенный способ позволяет определить начальные фазы гармонических колебаний многочастотного сигнала, обеспечивающие снижение динамического диапазона его огибающей и, как следствие, улучшение линейности усиления. 2 ил.

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов // 2635218

Предлагаемый способ относится к области измерительной техники и предназначен для преобразования напряжения в частоту следования импульсов. Технический результат заключается в уменьшении абсолютной погрешности дискретности преобразования в код выходной частоты следования импульсов и расширение диапазона входных напряжений. В способе интегрируют преобразуемое напряжение и определяют в моменты синхронизации повторяющиеся периодически результаты интегрирования, и при условии, что в момент синхронизации результат интегрирования преобразуемого напряжения станет меньше заданного уровня, начинают интегрировать импульс стабильной площади, знак которого противоположен знаку преобразуемого напряжения, причем среднее значение площади импульса больше по абсолютной величине, чем любое преобразуемое напряжение из заданного диапазона, импульс стабильной площади действует в течение целого числа N периодов синхронизации, при этом N>1. 5 ил.

Генератор высоковольтных импульсов // 2636108

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Генератор включает зарядную цепь, ограничитель и нагрузку. Зарядная цепь введена в генератор Маркса, содержащий также N1 - звеньев, состоящих из ключей с конденсаторами, соединенных по каскадной схеме умножения напряжения Аркадьева-Маркса. Конденсатор генератора Маркса первого звена подключен к общей шине, а зарядная цепь генератора Маркса подключена к общей шине и к точкам соединения конденсаторов и ключей в каждом из N1 - звеньев. Между последним ключом генератора Маркса и общей шиной последовательно подключены дроссель и импульсный диод с малым временем обратного восстановления. Ограничитель включает зарядную цепь и N2 - звеньев, состоящих из соединенных последовательно дрейфовых диодов и конденсаторов. Конденсатор ограничителя первого звена подключен к общей шине. Зарядная цепь ограничителя подключена к общей шине и к точкам соединения конденсаторов и дрейфовых диодов в каждом звене из N2 - звеньев. Последний дрейфовый диод из N2 - звеньев ограничителя подключен к точке соединения нагрузки и импульсного диода с малым временем обратного восстановления. Параметры зарядных цепей генератора Маркса и ограничителя и количество их звеньев N1 и N2 должны удовлетворять заданным условиям. Технический результат заключается в повышении КПД генератора. 2 ил..

Токовый элемент ограничения многозначной выходной логической переменной // 2640740

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления и передачи информации. Технический результат заключается в возможности в рамках одной и той же архитектуры реализовывать две пороговые логические функции «Ограничение снизу» и «Ограничение сверху» двух многозначных входных переменных ("х", "хогр"). Токовый элемент ограничения многозначной выходной логической переменной содержит: первый (1) и второй (4) источники входного логического тока, соответствующие первой многозначной логической переменной "х", третий (5) источник входного логического тока, соответствующий второй логической переменной "хогр", устанавливающей уровень ограничения выходного тока устройства, первый (8) и второй (9) входные транзисторы, первую (2) и вторую (6) шины источника питания и источник вспомогательного напряжения (10). В схему введены первый (11), второй (12), третий (13) и четвертый (14) дополнительные транзисторы и первый (15) дополнительный источник входного логического тока, соответствующий второй логической переменной "хогр". 4 ил.

Блокинг-генератор для работы в режиме автогенератора // 2640745

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов при оптимальном соотношении КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме. Технический результат заключается в оптимизации соотношения КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме за счет снижения границы насыщения магнитопровода трансформатора. Генератор содержит ключевой транзистор и трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллектором ключевого транзистора и источником питания, вторичная обмотка подключена к базе ключевого транзистора, содержит также регулирующий транзистор, первый, второй, третий и четвертый резисторы и конденсатор, причем первый резистор включен между эмиттером ключевого транзистора и общей землей, параллельно этому резистору включен эмиттерный переход регулирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора соединен с общей землей, а база его подключена к эмиттеру ключевого транзистора и коллектор регулирующего транзистора соединен с базой ключевого транзистора. Конец вторичной обмотки, который не соединен с базой, подключен через второй резистор к схеме смещения из делителя напряжения питания на третьем и четвертом резисторах и конденсатора. 1 ил.

Устройство формирования управляющих напряжений для генератора, управляемого напряжением // 2642405

Изобретение относится к интегральной электронной технике и может быть использовано в составе боков синтезаторов сетки частот, а именно при реализации генератора, управляемого напряжением (ГУН). Технический результат заключается в повышения стабильности частоты выходного сигнала ГУН к действию помех по цепям напряжения питания. Устройство формирования управляющих напряжений для управления частотой выходного сигнала ГУН содержит элемент, корректирующий в зависимости от изменений напряжения питания значение тока, используемого при формировании управляющих напряжений. Элемент, осуществляющий коррекцию, включен последовательно с основным токозадающим элементом, что обеспечивает близкое к постоянному значению относительное изменение тока в широком диапазоне. 11 ил.