Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1986 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, устройствах автоматического управления и связи. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия, а также расширение функциональных возможностей за счет формирования дополнительного сигнала фазово-импульсной модуляции, а также реверсивных сигналов для широтно-импульс ной и фазово-импульсной модуляции. На фиг. 1-представлена функциональная схема широтно-импульсного модулятора с дополнительным выходом фазово-импульсного сигнала;на фиг.2 функциональная схема устройства с реверсивными выходами широтно- и фа зово-импульсной модуляции; на фиг.З рабочие характеристики предлагаемого устройства для случая 4-разрядно входной шины модулятора; на фиг,4 эпюры выходного сигнала широтноимпульсной .модуляции (4а) и фазовоимпульсной модуляции (46);на фиг.5 эпюры выходных сигналов на прямых выходах шиpoтнo-и myльcнoй (5а) и фазово-импульсной (5f) модуляции, а также на реверсивных выходах широтно-импульсной (55) и фазово-импульсной (5г) модуляции, Широтно-импульсный модулятор по П.1 формулы содержит генератор 1 тактовых импульсов, К-разрядньш сум матор 2, (N-1)-разрядный счетчик 3, прямой выход 4 сигнала широтно-импулвеной модуляции, прямой выход 5 сигнала фазово-импульсной модуляхщи входные шины 6 модулятора, Т °- период преобразования; 1 длительность выходного импульса; Ч фазовый сдвиг выходного сигнала; N разрядность входного кода; десятичный эквивалент входного кода В устройстве по П.1 формулы выхо генератора 1 тактовых импульсов сое динен со счетным входом (N-1)-разря ного счетчика 3 и с первым разрядом первой входной шины N-разрядного сумматора 2. Выходная шина (N-1)разрядного сшетчика 3 подключена в порядке возрастания номера разряда к второй входной шине N-разрядного сумматора 2, начиная с его 2-го раз ряда. Первьй разряд входной шины 6 модулятора подключен к входу перено са N-разрядного сумматора 2, а раз82яды с второго по (N+1) входной шины 6 модулятора подключены, в поряде возрастания номера разряда, к второй входной шине N-разрядного сумматора 2. Выход переноса N-разрядного сумматора 2 является прямым 4 выходом сигнала широтно-импульсной модуляции, а выход старшего разряда выходной шины N-разрядного сумматора 2 является выходом 5 сигнала фазовоимпульсной модуляции. Модулятор по п.2 формулы содержит генератор 1 тактовых импульсов, Nразрядньй сумматор 2 (N-1)-разрядный счетчик 3, второй N-разрядный сумматор 4, элемент НЕ 5, прямой выход 6 и реверсивный выход 7 сигнала широтно-импульсной модуляции, прямой выход 8 и реверсивный выход 9 сигнала фазово-импульсной модуляции,входные шины 10 модулятора. В устройстве по п.2 формулы выход генератора 1 тактовых импульсов соединен со счетным входом (N-1)-разрядного счетчика 3 и с первым разрядом первого N-разрядного сумматора 2, а также с входом элемента НЕ 5, выход которого соединен с первым разрядом второго N-разрядного сумматора 4. (N-1)-разрядньш счетчик 3 имеет прямую и инверсную выходные шины, которые подключены в порядке возрастания номера разряда к первым входным шинам соответственно первого и второго N-разрядных сумматоров 2 и 4, начиная с вторых разрядов шин сумматоров 2 и 4. Первый разряд входной шины 10 модулятора подключен к входам переноса первого 2 и второго 4 Nразрядных: сумматоров,а разряды с второго по (Nfl)-й входной шины 10 подключены параллельно в порядке возрастания номера, разряда к разрядам с первого по N-и вторых входных шин Nразрядных сумматоров 2 и 4. Выходы переноса первого 2 и второго 4 Nразрядных сумматоров являются соответственно прямым 6 и рев1ерсивным 7 входами сигнала ииротно-импульсной модуляции. Выходы старших разрядов выходных шин первого 2 и второго 4 N-разрядных сумматоров являются соответственно прямым 8 и реверсивным 9 выходами сигнал:а фазово-импульсной модуляции. На фиг.3-5 приняты обозначения: Т - период преобразования; длительность выходного импульса; Ч) фазовый сдвиг выходного сигнала; N разрядность входного кода; lAj десятичный эквивалент входного кода Устройство по п, 1 работа(;т следу ющим образом. От генератора 1 на счетный вход счетчика 3 поступают импульсы, в ре зультате на (N-1)-разрядной выходно шине счетчика 3 формируется натурал ный двоичный код, который поступает на первую входную шину сумматора 2, на первый разряд этой входной шины подается последовательность прямоугольных импульсов со скважностью 2 от генератора 1. Таким образом, на первой входной шине N-разрядного сумматора 2 формируется в порядке возрастания полная система натураль ных двоичных N-разрядных кодов. Ког да сумма двоичных кодов на первой и второй входных шинах сумматора 2 (с учетом входа переноса) достигает значения 2 - формируется сигнал переноса и на выходе 4 удерживается сигнал высокого уровня до тех пор, пока на первой входной шине суммато ра 2 вновь не установится код О. Подключение первого разряда входной шины 6 к входу переноса позволяет получить длительность выходного импульса, равной периоду преобразования Т, и, кроме того, сигнал на выходе старшего разряда выходной шины сумматора 3, представляклцей меандр с периодом Т, получает в зависимоети от значения входного кода фазовой сдвиг (по отношению к моменту установки счетчика 3 в ) в интервале от до - иг . Для случая 4-разрядного входного кода на фиг. 3 показана зависимость относительной длительности импульса на выходе 4 и фазового сдвига меандра на выходе 5, а на фиг. 4 представлены эпюры сигналов на выходе 6 (фиг.4а) и выходе 7 (фиг.45) для 10, где А, десятичньй эквивалент входного кода. Устройство по п.2 формулы работает аналогично описанному выше с той разницей, что на первую входную шину сумматора 4 поступает полная система натуральных двоичных разрядных кодов в порядке уменьшения, что достигается за счет инверсии кода на первой входной шине второго сумматора 4. В результате, если на выходе 6 длительность импульса будет увеличиваться, то на выходе 7 длительность выходного импульса будет уменьшаться, а при увеличении фазового сдвига меандра на выходе 8 фазовый сдвиг для сигнала на выходе 9 будет уменьшаться на ту же величину. Это и определяет реверсивньц1 характер сигналов на выходах 7 и 9 по отношению к выходам 6 и 8 соответственно. Подключение выхода генератора 1 к первому разряду первой входной шины сумматора 2(4) позволяет без удвоения номинала тактовой частоты уменьшить в два раза время преобразования, при этом за счет подключения первого разряда входной шины 10 к входу переноса сумматоров 2(4) скважность выходного сигнала широтноимпульсной модуляции может быть установлена равной 1, а на выходе Nго разряда выходной шины сумматора 2(4) формируется сигнал фазово-импульсной модуляции, что с учетом реверсивных выходов 7 и 9 расширяет функционалыи 1е возможности устройства. Формула изобретения 1. Широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор тактовых импульсов, N-разрядньш сумматор и счетчик импульсов, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первой шиной N-разрядного сумматора, выход переноса которого является выходом модулятора,отличающийся тем, что, с целью повышения его точности и быстродействия, первый разряд первой входной шины N-разрядного сумматора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый разряд входной шины модулятора подключен к входу переноса N-разрядного сумматора, а разряды с второго по (N+1)-й входной шины модуля тор а соединены со- ответственно с разрядами с первого по N-й второй входной шины N-разрядного сумматора. 2. Модулятор ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования реверсивных сигналов широтно- и фазовоимпульсной модуляции, в него введены элемент НЕ и второй N-разрядный сум51

матор, причем выход генератора тактовых импульсов подключен через элемент НЕ к первому разряду первой входной шины второго N-разрядного сумматора, а разряды с первого по (Ы-1)-й инверсной выходной шины двоичного счетчика подключены соответственно к разрядам с второго по N-й первой входной шины второго N-разрядного сумматора, вторая входная шина которого подключена параллельно второй входной шине первого N69248 6

разрядного сумматора, вход переноса которого соединен с входом переноса второго двоичного счетчика, при этом выходы переноса nepisoro и второго 5 N-разрядных сумматоров являются реверсивными выходами широтно-модулированного сигнала, а- Выходы старших разрядов выходных шин первого и второго У -разр5Здных сумiG маторов являются реверсивными выходами фазово-модулированного .сигнала ,

Изобретение может быть использовано в измерительной технике, устройствах автоматического управления и связи. Цель изобретения - повьшение точности и быстродействия устройства, а также расширение его функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, N-разрядный сумматор 2, (N-1)-разрядньш счетчик 3, входные и выходные шины. Образование новых связей между элементами устройства позволяет формировать дополнительный сигнал фазово-импульсной модуляции и реверсивные сигналы для широтно-импульсной и фазово-импульсной модуляции. Исключение N-pазрядного запоминающего регистра позволяет снизить стоимость модулятора на 15-20%. 1.3.п. ф-лы, 5 ид S

l)ff

. Ч

,о

фиг. 5