МОДУЛЯТОР ИМПУЛЬСОВ

Заявляемая полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована, в частности, для модуляции импульсов (сигналов) управления лучом фазированной антенной решетки (ФАР) мобильной радиолокационной станции (РЛС).
Известен модулятор (преобразователь) с импульсным выходным напряжением, в котором переход с одного уровня выходного напряжения на другой осуществляется коммутацией первичных обмоток выходных трансформаторов с помощью управляемых ключей переменного тока (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1.188.834, МПК: Н02М 3/335, 1984 г.). Работа схемы основана на перезаряде выходных емкостей. Известный модулятор не обеспечивает требуемой для работы РЛС стабильности значений выходных напряжений и допустимых уровней электромагнитных помех.
Наиболее близким по назначению и технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является сеточный модулятор (см. "Сеточный твердотельный модулятор с широким диапазоном изменения параметров модулирующих импульсов" Монин С.В., Млинник А.Ю., Казанцев В.И. Журнал "Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Приборостроение", 2003, №1, С.106-115, Рис.3), содержащий источник напряжения отпирания положительной полярности, источник напряжения смещения отрицательной полярности, два управляемых транзисторных ключа, схему управления, подмодулятор и импульсный трансформатор. Известный модулятор не создает на выходе каждого из источников напряжения сигнал с двумя уровнями напряжения: высоким и низким, в связи с чем невозможно получить требуемую форму и последовательность импульсов и поэтому данный модулятор нельзя использовать в системе управления лучом ФАР мобильной РЛС.
Технический результат, который достигается при использовании предлагаемой модели, заключается в создании требуемого напряжения, необходимого для модуляции сигналов управления лучом ФАР мобильной РЛС.
Кроме того, предлагаемая полезная модель расширяет арсенал известных средств аналогичного назначения.
Технический результат достигается тем, что в модуляторе импульсов, содержащем устройство управления, источник напряжения положительной полярности (ИНОП), источник напряжения отрицательной полярности (ИНОП) и два ключа, первый вход устройства управления подключен к шине управления, а его второй вход и входы ИНПП и ИНОП подключены к шинам электропитания, ИНПП и ИНОП выполнены с двумя выходами, имеющими напряжения высокого и низкого значений, каждый ключ выполнен в виде двух диодов и транзистора, при этом выход ИНПП с напряжением высокого значения соединен с силовым входом первого транзистора, силовой выход которого соединен с анодом первого диода, а выход ИНПП с напряжением низкого значения соединен с анодом второго диода, катоды первого и второго диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки, при этом выход ИНОП с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом второго транзистора, силовой вход которого соединен с катодом третьего диода, а выход ИНОП с напряжением низкого значения соединен с катодом четвертого диода, аноды третьего и четвертого диодов соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки, причем первый и второй выходы устройства управления соединены с управляющими входами транзисторов.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где:
- на фиг.1 представлена структурная схема модулятора импульсов
- на фиг.2 представлена структурная схема источника импульсного напряжения положительной полярности
- на фиг.3 представлена структурная схема источника импульсного напряжения отрицательной полярности
на фиг.4 представлена диаграмма выходного сигнала модулятора импульсов
Заявляемый модулятор импульсов (см. фиг.1) содержит устройство управления 1, ИНПП 2 и ИНОП 3, первый ключ 4 и второй ключ 5. Первый вход устройства управления 1 подключен к шине управления, а его второй вход, вход ИНПП 2 и вход ИНОП 3 подключены к шине электропитания постоянного тока. ИНПП 2 имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. ИНОП 3 также имеет два выхода с напряжениями высокого и низкого значений. Первый ключ 4 состоит из: транзистора 6 и двух диодов 7 и 8, а второй ключ состоит из: транзистора 9 и двух диодов 10 и 11. Выход ИНПП 2 с напряжением высокого значения соединен с силовым входом транзистора 6, силовой выход которого соединен с анодом диода 7. Выход ИНПП 2 с напряжением низкого значения соединен с анодом диода 8. Катоды диодов 7 и 8 соединены между собой, а точка их соединения подключена к положительному выводу нагрузки 12. Выход ИНОП 3 с напряжением высокого значения соединен с силовым выходом транзистора 9, силовой вход которого соединен с катодом диода 10, а выход ИНОП 3 с напряжением низкого значения соединен с катодом диода 11. Аноды диодов 10 и 11 соединены между собой, а точка их соединения подключена к отрицательному выводу нагрузки 12. Первый и второй выходы устройства управления 1 соединены с управляющими входами транзисторов 6 и 9.
ИНПП 2 и ИНОП 3 являются источниками электропитания импульсного действия на базе инверторов. ИНПП 2 может быть выполнен по структурной схеме (см. фиг.2), функциональными элементами которой являются: накопительный фильтр 13, стабилизатор напряжения 14, схема управления 15, два драйвера 16, инвертор 17, устройство обратной связи по току 18, силовой трансформатор 19, выпрямитель 20, выходной фильтр 21 и устройство обратной связи по напряжению 22.
ИНОП 3 может быть выполнен по другой структурной схеме, представленной на фиг.3 и содержащей часть тех же функциональных элементов, что и ИНПП 2, а именно: стабилизатор напряжения 14, схему управления 15, два драйвера 16, инвертор 17, устройство обратной связи по току 18, силовой трансформатор 19, выпрямитель 20, выходной фильтр 21 и устройство обратной связи по напряжению 22. Поскольку для коммутации напряжения отрицательной полярности высокого значения необходимо использовать гальваническую развязку, в ИНОП 3 дополнительно введены последовательно соединенные второй трансформатор 23, второй выпрямитель 24 и второй выходной фильтр 25. При этом первые входы трансформаторов 19 и 23 соединены с выходом устройства обратной связи по току 18, а их вторые входы соединены со вторым выходом инвертора 17. Этим обеспечивается гальваническая развязка входной электрической цепи и выходной электрической цепи напряжения высокого уровня отрицательной полярности.
1
2
3
Модулятор импульсов работает следующим образом. При отсутствии сигналов управления на входах транзисторов 6 и 9 на выходе модулятора импульсов присутствуют напряжения низких значений разной полярности (см. фиг.4). При поступлении сигнала управления заданной длительности с устройства управления 1 на управляющий вход транзистора 6 в момент времени t происходит переключение напряжения положительной полярности с низкого значения на высокое. В момент времени t по команде с устройства управления 1 происходит обратное переключение напряжений положительной полярности с высокого значения на низкое и в этот же момент времени подается команда с устройства управления 1 на управляющий вход транзистора 9, в результате чего происходит переключение напряжения отрицательной полярности с низкого значения на высокое. Затем в момент времени t происходит переключение напряжения отрицательной полярности с высокого значения на низкое и цикл повторяется снова. Тем самым создаются необходимые значения и полярности напряжений для модуляции сигналов управления ФАР мобильной РЛС.
Заявленное устройство может быть технически реализовано по известным правилам из стандартных компонентов, выпускаемых промышленностью, что позволяет сделать вывод о его промышленной применимости.