SU447824A1 - Multifunctional pulse width modulator - Google Patents

Description

I Изобретение относитс  к импульсным модул торам и может быть использовано в различных измерительных устройствах врем  импульсного типа: множител х, квадраторах , измерительных преобразовател х мощности, счетчиках электрической энергии, измерительных преобразовател х эффективного и среднего значени  напр жени  и тока.The invention relates to pulse modulators and can be used in various measuring devices. Pulse-type time: multipliers, quadrants, power measuring transducers, electric energy meters, effective and average voltage and current measuring transducers.

Известен многофункциональный широтно импульсный модул тор, содержащий 1 льтивибратор с магнитной обратной св зью, управл емой операционным усилителем.A multifunctional pulse width modulator is known, which contains 1 magnetic vibrator with magnetic feedback controlled by an operational amplifier.

Однако этот модул тор имеет погрешность нелинейности пор дка 0,2-0,3 и дальнейшее увеличение точности невозможно сильного вли ни  несимметрии схемы, изменени  характеристик транзисторов и магнитного сердечника от температуры и времени.However, this modulator has an error of non-linearity of the order of 0.2-0.3, and a further increase in accuracy cannot be strongly influenced by the asymmetry of the circuit, the change in the characteristics of the transistors and the magnetic core, on temperature and time.

Целью изобретени   вл етс  по в лиение точности модул тора. The aim of the invention is to increase the accuracy of the modulator.

Это достигаетс  особым соединением обмоток трансформатора мультивибратора, обеспечивающимThis is achieved by a special connection of the windings of the multivibrator transformer, providing

сравнение скорости пере5 магничивани  сердечника мультивибратора с заданной и устранение oiклонени  посредством операционного усилител . Дл  уменьшени  мощности операционного усилител  в трансформатор мультивибратора введена обмотка управлени , соединенна  с источником управл ющего сигналаcomparing the speed of re magnetising the core of a multivibrator with a given one; To reduce the power of the operational amplifier, a control winding is inserted into the multivibrator transformer connected to the control signal source.

На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого модул тора.The drawing shows a functional diagram of the proposed modulator.

Он содержит мультивибратор 1 с магнитной обратной св зью, управл емой операционным усилителем 2, переключатель 3 пол рности источника опорного напр жени , резисторы 4, 5 и 6, переключатель 7 и источник управл ющего сигнала, подключаемый к клешле 8 и общей шине устройства, выходные обмотки 9, 10 и 11 трансформатора мульти вибратора , число которых определ етс  конкретным применением модул тора , и дополнительную обмотку управлени  12 трансформатора мультивибратора . Выходна  обмотка 11 трансформатора мультивибратора 1 соединена с резистором , другой конец которого подсоединен ко входу операционного усмител  2. К операционному усилителю 2 подсоединены также резисторы 5 и б, причем первый из них другим концом соединен со средней точкой переключател  3, соедин ющего выходную обмотку 11 с одним из полюсов источника опорного напр жени , а второй другим концом подсоединен к источнику управл ющего сигнала. Дополнительна  обмотка управлени  12 трансформатора мультивибратора 1 через переключатель 7 соединена с источником управл ющего сигнала.It contains a multivibrator 1 with magnetic feedback, controlled by an operational amplifier 2, a switch 3 of the polarity of the reference voltage source, resistors 4, 5 and 6, a switch 7 and a control signal source connected to the clamp 8 and the device common bus, output windings 9, 10 and 11 of the multi-vibrator transformer, the number of which is determined by the specific application of the modulator, and the additional control winding 12 of the multivibrator transformer. The output winding 11 of the multivibrator 1 transformer is connected to a resistor, the other end of which is connected to the input of operating amplifier 2. Resistors 5 and b are also connected to the operational amplifier 2, the first of which is connected to the midpoint of the switch 3 connecting the output winding 11 with one of the poles of the source of the reference voltage, and the other end connected to the source of the control signal. The additional control winding 12 of the transformer of the multivibrator 1 is connected via a switch 7 to a control signal source.

Модул тор работает следующим образом. Мультивибратор 1 находитс  в одном из своих устойчивых состо ний и на его обмотке 11 генерируетс  некоторое напр жение ITj , которое через резистор 4 воздействует на вход операционного усилител  2. Если ток, протекающий по солротивлаикю резистора 4, не равен cjime токов, протекающих по сопротивлению резисторов 5 и 6, то усилитель воздействует на 1 льтивибратор , устанавлива  равенствоThe modulator operates as follows. Multivibrator 1 is in one of its stable states and its winding 11 generates some voltage ITj, which through resistor 4 acts on the input of opamp 2. If the current flowing through the resistance of the resistor 4 is not equal to cjime of the currents flowing through the resistance of the resistors 5 and 6, the amplifier acts on a 1 vibrator, sets equality

-L 4-L 4

R.   R.

% пб% pb

Е - опорное шпр жение;E is the support groove;

гдеWhere

Л - напр жение управл ющегоL - control voltage

сигнала;signal;

,% и - сопротивлени  резисторов 4, 5 и б. При другом состо нии мультивибратора измен ютс  пол рность напр жени  1/2 на выходной обмотке 11 мультивибратора и пол рность опорного напр жени ,% and - resistance of resistors 4, 5 and b. In the other state of the multivibrator, the polarity of the voltage 1/2 changes on the output winding 11 of the multivibrator and the polarity of the reference voltage

-В Е.Х-E. X

%  %

Пусть сопротивлени  резисторов 4, 5 и б равны. ЕСЛИ учесть, чтоLet the resistances of resistors 4, 5 and b be equal. IF you consider that

,),(э1и,), (eti

ИAND

где jS- сечение сердечникаwhere jS is the core section

трансформатора мультиJQI вибратора; тт - скорость изменени  ин ,2 дукции в сердечникеmultijqi vibrator transformer; tt is the rate of change in, 2 ductions in the core

трансформатора мультивибратора в первом и втором состо них мультивибратора ,multivibrator transformer in the first and second multivibrator states,

то из предыдущих равенств получим, 4ToWcp4f E.Xthen from the previous equations we get, 4ToWcp4f E.X

(3)(3)

%sff),-f-xW% sff) - f-xW

Интегриру  эти равенства в пределах, соответствующих моментам переключени  мультивибратора,Integra these equalities within the limits of the corresponding moments of switching of the multivibrator

20 получим20 we will receive

),)dt (5)),) dt (5)

-В )) (6)-AT 6)

BiBi

))

(7) (7)

Wcpgfвg Б,) (8) с-у-Wcpgfg B,) (8) s-y-

35 И относительна  разность длительностей двух состо ний мультивибратора определ етс  как35 And the relative difference between the durations of the two states of the multivibrator is defined as

7- - - -fc-f - X 7- - - -fc-f - X

(9) 40 (9) 40

Из этого выражени  следует, что если опорное напр жение стабильно и соотношени  (1) и (2) выполн ютс  точно, а это определ 45 атс  только качеством выполнени  операционного усилител , то относительна  разность длительностей Г будет пропорциональна напр жению управл ющего сигнала. Стабилизацию опорного напр жени  осуществить очень просто, так как мощность его мала; вс  же мощность нагрузки, потребл ема  от мультивибратора 1, может потребл тьс  от источника нестабилизированного напр жени  или от грубого стабилизатора. Изменени  напр жени  питани  мультивибратора, изменени  сопротивлений нагрузок, подключаемых к выходным обмоткам, изменени  свойств транзисторов мультивибратора будут компенсироватьс  операционным усилителем, управл ющим мультивибратором. Уменьшение мощности операцион ного усилител  возможно путем управлени  мультивибратором от источника управл ющего сигнала, если его мощность достаточно вели ка. Такое управление осуществл етс  при помощи обмотки 12, котора  подключаетс  к источнику управл ющего сигнала переключателем При подключении к выходу широтно импульсного модул тора амплитудного модул тора, питающегос  от источника управл ющего сигнала , можно получить врем  импульсное множительное устройство, а при выпр млении выходного напр жени  с какой либо обмотки мультивибратора и вычитании из него посто нного опорного напр жени  на выходе можно получить напр жение , пропорциональное квадрату сигнала на входе при высокой точности квалгатиоовани . ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многофункциональный широтно импульсный модул тор, содержащий мультивибратор с магнитной обратной св зью, управл емой операционным усилителем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в нем одна из выходных обмоток транс .форматора мультивибратора соединена с резистором, другой конец которого подсоединен ко входу операционного усилител , к которому подсоединены резистор, другой конец которого подсоединен к источнику управл ющего сигнала, и резистор , другой конец которого подсоединен к средней точке переключател , который соедшен с одним из полюсов источника опорного напр жени . Z. Модул тор по П.1, о т личающийс  тем, что, с целью уменьшени  мощности операционного усилител , в трансформатор мультивибратора введена дополнительна  обмотка управлени , котора  соединена с источником управл ющего сигнала.From this expression, it follows that if the reference voltage is stable and relations (1) and (2) are accurate, and this is determined by 45 PBXs only by the performance quality of the operational amplifier, then the relative difference between the durations Γ will be proportional to the voltage of the control signal. The stabilization of the reference voltage is very simple, since its power is small; However, the load power consumed from multivibrator 1 can be consumed from a source of unstabilized voltage or from a coarse stabilizer. Changes in the supply voltage of the multivibrator, changes in the resistances of the loads connected to the output windings, changes in the properties of the transistors of the multivibrator will be compensated for by the operational amplifier controlling the multivibrator. A decrease in the power of the operational amplifier is possible by controlling the multivibrator from the source of the control signal if its power is sufficiently large. This control is carried out by means of a winding 12, which is connected to a control signal source by a switch. When an amplitude modulator powered by a control source is connected to the output of a pulse-width modulator, and when the output voltage is rectified, From any winding of the multivibrator and subtracting from it a constant reference voltage at the output, you can get a voltage proportional to the square of the signal at the input when high Nost kvalgatioovani. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A multifunctional pulse-width modulator containing a multivibrator with magnetic feedback controlled by an operational amplifier, characterized in that, in order to improve accuracy, one of the output windings of the transformer of the multivibrator is connected to a resistor, the other end of which connected to the input of an operational amplifier, to which a resistor is connected, the other end of which is connected to the control signal source, and a resistor, the other end of which is connected to the middle point A switch that is connected to one of the poles of the voltage source. Z. The modulator according to claim 1, which is the fact that, in order to reduce the power of the operational amplifier, an additional control winding is introduced into the multivibrator transformer, which is connected to the source of the control signal.