Способ преобразования непрерывного сигнала в импульсный Советский патент 1984 года по МПК H03K7/06 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразЬвателях информации, в источниках питания с импульсным регулированием. Известен способ преобразования непрерывного сигнала в импульсный, основанный на периодическом сравнении внутри интервалов дискретизации преобразуемого непрерывного сигнала с эталонным развертьгоающйм и регистрации временных интервалов между тактовыми моментами и моментами равенства сравниваемых сигналов причем перед операцией сравнения вьтояняют одновременное интегрирование преобразуемого непрерьшного и эталон ного развертьшакицего сигналов. В качестве эталонного используется пилообразное напряжение с равными периодами дискретизации, которое одновременно с преобразуемым непрерывным сигналом интегрируется и подается на компаратор. Начало формирования каждого выходного импульса совпадает с началом очередного интервала дискретизации, а его конец определяется моментом равенства сравниваемых интегралов. Посл данного момента происходит интегрирование указанньк сигналов, однако информация о преобразуемом сигнале с этого момента времени до конца периода дискретизации не используется, что приводи к значительному увеличению погрешнос ти воспроизведения преобразуемого не прерывного сигнала. Выходное преобра зованное напряжение представляет пос ледовательность импульсов разной дли тельности с постоянной частотой следования ij . Недостаток этого способа - низкая точность из-за потери информации о преобразуемом сигнале с момента врем ни равенства интегралов напряжений и до конца интервала дискретизации. Наиболее близким по технической сзпцности и достигаемому результату является способ преобразования непре рывного сигнала в импульсный, включающий формирование эталонного прямо угольного сигнала, интегрирование не прерьгоного преобразуемого и эталонного сигналов, сравнение результатов интегрирования и использование эталонного сигнала в качестве выходного, причем интегрирование входного и эта лонного сигналов проводят последовательно, результат этого интегрирования сравнивают с постоянной величиной, а при их равенстве начинают следующий цикл преобразования 21 . Недостаток данного способа заключается также в низкой точности преобразования, особенно в области малых значений входного сигнала, обусловленной включением в интервал преобразования времени интегрирования эталонного сигнала. Цель изобретения - повышение точности преобразования непрерывного сигнала в импульсный. Поставленная цель .достигается тем, что согласно способу преобразования непрерывного сигнала в импульсньй, включающему формирование эталонного прямоугольного сигнала, интегрирование непрерывного преобразуемого и эталонного сигналов, сравнение результатов интегрщ)ования и испопьзо- вание эталонного сигнала в качестве выходного, интегрирование непрерывного преобразуемого и эталонного сигналов проводят одновременно до равенства результатов, после которого сбрасывают эти результаты до нуля и начинают новый цикл преобразования. На чертеже представлена одна из возможных реализаций предлагаемого способа в устройстве для преобразования непрерывного сигнала в импульсный. Устройство содержит два канала, для прохождения преобразуемого и эталонного сигналов. Первый канал содержит источник 1 непрерывного преобразуемого сигнала, выход которо(Го через выпрямитель 2 и интегратор 3 соединен с одним из входов компаратора 4. Второй канал содержит ждущий генератор 5 прямоугольных импульсов, выход которого через интегратор 6 соединен с вторым входом компаратора 4. Выход последнего соединен с входами обнуления интеграторов и входом ждущего генератора 5 прямоугольных импульсов. Выходы источника 1 непрерывного преобразуемого сигнала и ждущего генератора 5 прямоугольных импульсов соединены с входами Двух селекторов 7 и 8, образующих выходную цепь преобразователя. Кроме того, устройство содержит датчик 9 нуля преобразуемого сигнала, включенный между выходом источника 1 преобразуемого сигнала и вторым входом ждущего генератора 5 прямоугольных

импульсов, а также элемент 10 задержки, включенньй между выходами датчика 9 и первым входом ждущего генератора, 5.

Функция селекторов заключается в вьрелекии одной из полуволн преобразуемого двуполярного сигнала, Вьшрямитель 2 и селекторы 7 и 8 необходимы только в случае двуполярного преобразуемого сигнала. При одиополярном сигнале преобразованный сигнал снимается непосредственно с выхода feftyjiefо генератора прямоугольных импульсов, Tie. его выходные импульсы одновременно используются как эталонные и выходные. генератор имеет два входа: первый - для запуска, второй - дл приведения его S исходное (нулевое) состояние. В качестве данного генератора могут быть использованы ждущий блокинг генератор, ждущий мультивибратор и т.д. Датчик нуля 9 и элемент 10 задержки необходимы для приведения схемы в исходное состояние через калдцые полпериода преобразуемого сигнала. Это исключает асимметрию по полупериодам преобразованного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Пусть непрерывный преобразуемый сигнал является синусоидальным. В момент t О сигнал с датчика 9 нуля преобразуемого сигнала поступает на второй вход ждущего генератора 5 прямоугольных импульсов и приводит его в исходное (нулевое) состояние. Кроме того, зтот сигнал задерживается элементом 10 задержки

на время, необходимое для приведения генератора 5 в исходное состояние, и поступает на Входы обнуления интеграторов 3 и 6 и первый вход генератора 5. Последний начинает формировать прямоугольный импульс и одновременмо начинается очередное интегрирование этого импульса и преобразуемого напряжения интеграторами 6 и 3 соответственно. Формирование эталонного сигнала заканчивается, после чего напряжение на выходе интегратора 6 остается постоянным, а на выходе интегратора 3 оно продолжает увеличиваться. Когда напряжения на выходах интеграторов 3 и 6 становятся равными сработает компаратор 4, выходным импульсом обнуляет интеграторы и вновь запускает ждущий генератор 5. Далее процессы в схеме повторяются в описанной последовательности. С помощью селекторов 7 и 8 эталонные сигналы, являющиеся одновременно выходными, разделяются в соответствии с положительными и отрицательными полупериодами преобразуемого сигнала и используются, например, для управления ключами силовой части инвертора с импульсной модуляцией выходного напряжения.

Предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность преобразования за счет равенства интегралов преобразуемого и эталонного сигналов на интервале преобразования, исключения погрешности от потери информации на участках пауз между выходными импульсами и за счет того, что интервал преобразования пропорционален только входному сигналу.

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕПРЕРЬШНОГО СИГНАЛА В ИШУЛЬСНЫЙ, включающий формирование эталонного прямоуго1льного сигнала, интегрирование непрерывного преобразуемого и эталонного сигналов, сравнение результатов интегрирования и использование эталонного сигнала в качестве выходного, отличающийся тем, что, с целью повБшения точности преобразования, интегрирование преобразуемого и эталонного сигналов проводят одновременно до равенства результатов, после которого сбрасьшают эти результаты до нуля и начинают новый цикл § преббразования.