Авторы:

И. М. Болотин Б. А. Левинсон В. А. Павленко М. Г. Цикерман
И. М. Болотин Б. А. Левинсон В. А. Павленко М. Г. Цикерман

Заявитель:

Государственный научно исследовательский институт теплоэнергетического приборостроени
Государственный научно исследовательский институт теплоэнергетического приборостроени

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ

Номер патента: 271918


271918

****** 3 ******

4

синхронизирующих импульсов, а выход соединен со входом детектора через два
последовательно включенных диода.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 —
принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 3 — восемь
временных диаграмм напряжений в различных местах схемы, отмеченных на фиг. 3
точками А, В, С, Е, Я, К, Е.
Блок-схема содержит модулятор 1, усилитель 2 переменного тока, детектор 3,
фильтр, 4 несущей частоты, инвертор 5, цепь 6 знакопеременной обратной связи,
фильтр 7 частоты релаксации в цепи отрицательной обратной связи,
дифференцирующее звено 8, симметричный триггер 9, источник 10 синхронизирующих
импульсов.
Пример выполнения преобразователя по указанной блок-схеме приведен на фиг.
2, где — резистор делителя цепи 6 знакопеременной обратной связи;
Я2 — входной резистор;
Яз — резистор цепи отрицательной обратной связи;
/?4, —дополнительные резисторы варикап-ного моста;
Я& — резистор делителя цепи 6 знакопеременной обратной связи;
Я~! — коллекторная нагрузка детектора <3; Д\, Дг, С\, С2—элементы модулятора /;
Ти Т2—транзисторы усилителя 2 переменного тока;
Тъ—транзистор детектора 3\
Т4—транзистор инвертора 5;
Т5, Т6—транзисторы    симметричного
триггера Р;
Гр—выходной трансформатор усилителя 2 переменного тока;
С3—входной конденсатор усилителя 2 переменного тока;
С4, С5—конденсаторы цепи внутренней обратной связи усилителя 2;
С6—конденсатор цепи 6 знакопеременной обратной связи;
С'ь Дг—элементы фильтра 4 несущей частоты;
С8, Я в—элементы фильтра 7 частоты релаксации;
Сд, Я$—элементы дифференцирующего звена 8;
Д4, Дь—входные диоды симметричного триггера 9;
Дз, Д7—развязывающие диоды.
Принцип действия преобразователя заключается в у следующем. Медленно
изменяющееся входное напряжение £/вх прикладывается к варикапно-емкостному
модулятору 1 через резисторы Я2, Яи Я4, Яг и, изменяя емкости р—«-элементов
модулятора Д\ и Д2, разбалансирует мост. Питание моста осуществляется через
конденсаторы С4 и С5 от обмотки II трансформатора Тр, т. е. схема находится
в режиме автогенерации на несущей частоте. Переменное напряжение с выхода
модулятора усиливается двухкаскадным усилителем 2 на транзисторах Т\ и Т2.
От обмотки III питается детектор 3 на транзисторе Г3, на выходе которого
элементы С7 и Дз являются фильтром 4 несущей частоты. Конденсатор С? шунтирует
транзистор Г3, а диод Дз препятствует всплескам напряжения на конденсаторе
отпирать транзистор 74 инвертора — 5, меняющий полярность проходящего сигнала.
Сигнал Пвх вызывает закрытие транзистора Т4 инвертора 5 и появление «плюсового»
потенциала на его коллекторе, в результате чего создается ток в цепи С6—7?е—Яi
знакопеременной обратной связи. Разность потенциалов, возникающая при
прохождении тока через резистор Р1, прикладывается к мосту в той же полярности,
что и U вх . В схеме происходит лавинообразный процесс, транзистор Г4 полностью
закрывается, и с этого момента начинает заряжаться конденсатор Се. В период
заряда на мост действует сигнал, равный сумме входного напряжения, напряжения
отрицательной обратной связи и напряжения, возникающего на резисторе Яi при
прохождении по нему зарядного тока.
Когда уменьшение зарядного тока приведет к тому, что коэффициент усиления
усилителя 2 станет больше единицы, снова происходит лавинообразный процесс и
напряжение в точке Д на выходе инвертора 5 скачком падает до нуля. Задний фронт
импульса воздействует через дифференцирующее звено 8 (С9— —Я9) на один из
входов триггера 9 через диод Д4, в результате чего транзистор Ге триггера 9
открывается, а транзистор Г5 закрывается. Как только транзистор Г4 инвертора 5
откроется, начинает ¡разряжаться конденсатор С6, и разрядный ток создает на
резисторе ЯI падение напряжения обратной полярности по сравнению с UBX , что
поддерживает усилитель 2 в запертом состоянии. Когда разрядный ток уменьшится
настолько, что суммарное напряжение на входе усилителя 2 в точке А изменит знак
и коэффициент усиления усилителя 2 станет больше единицы, в усилителе возникнут
автоколебания на несущей частоте. Однако сигнал на обмотке III на входе
детектора 3 не в состоянии открыть транзистор Тз, так как последний заперт
от рицательным потенциалом транзистора Ть триггера 9, приложенным через диоды
Д6 и Д7 к транзистору Тз. На второй вход триггера 9 (точка F) к диоду До
поступают импульсы фиксированной частоты. В качестве источника таких импульсов
используется например блс-кинг-генератор, период следования импульсов которого
незначительно превышает максимальную длительность выходных импульсов.
Открытие транзистора То произойдет в момент подачи на второй вход триггера 9 в
точку F очередного синхронизирующего импульса, и потенциал коллектора Тъ (точка
К) станет близкой к нулю. Диоды Дъ, Д? служат для того, чтобы напряжение,
поступающее с обмотки III трансформатора на вход детектора 3 не шунтировалось
открытым р—«-переходом транзистора То. Поэтому каждая положитель-


271918

5

б

йая полуволна синусоидального напряжения на выходе усилителя 2 в точке В
полностью открывает транзистор 7'3, на выходе которого осуществляется
фильтрация продетектиро-ванного сигнала несущей частоты.    5
Таким образом, знакопеременная обратная связь по цепи С6—/?е—вызывает в
системе релаксационные колебания в виде прямоугольных импульсов, а
использованные в схеме триггер 9 и источник 10 синхронизирующих импульсов
позволяют фиксировать во времени момент возникновения переднего фронта
этих импульсов.
При стабилизированном напряжении питания 0Н постоянное напряжение на выходе
фильтра 7 (/?8—С8) пропорционально коэффициенту заполнения импульсов, а при
стабилизированном периоде их следования также пропорционально и длительности
импульсов. Для получения линейной зависимости высокого класса между названными
параметрами и ТД

напряжение с фильтра 7 заводится на вход моста модулятора 1 через резистор ¡Ъ в
качестве сигнала отрицательной обратной связи.
Предмет изобретения
Преобразователь постоянного напряжения в длительность импульсов, содержащий
модулятор, усилитель переменного тока, детектор, фильтр несущей частоты,
инвертор, последовательное ИС-звено п фильтр частоты релаксации, отличающийся
тем, что, с целью повышения точности преобразования, он дополнительно содержит
дифференцирующее 15 звено, источник синхронизирующих импульсов, триггер, причем
дифференцирующее звено включено между выходом инвертора и входом триггера,
второй вход которого подключен к источнику синхронизирующих им пуль-20 сов, а
выход соединен со входом детектора через два последовательно включенных диода.

дгт
ю

9 \

Щ»

\\

а-и

.мПи

з

<Рие-1