Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1987 года по МПК H03K7/08 

11

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике и системах автоматического регулирования.

Цель изобретения - распшрение функциональных возможностей и упрощение широтно-импульсного модулятора за счет использования блоков набора кодов и программируемых делителей частоты для задания текущих рабочих характеристик модулятора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - форма выходного напряжения модулятора (а), и возможные модуляционные характеристики устройства (б, в ).

Устройство содержит первый 1 , вто рой 2 и третий 3 счетчики импульсов первый триггер 4, блок 5 сравнения кодов, ключ 6, первый 7 и второй 8 программируемые делители частоты, элемент И 9, второй триггер 10, элемент 1 задержки, первый 12 и второй 13 блоки набора кода, первый 14 и второй 15 входы модулятора, выход 15 модулятора. На фиг. 2 обозначены f,- модулирующая частота; f - опорная частота; tp - длительность модулированного импульса; о - период повторения выходной импульсной последова

н

тельности; t - текущее время; f, зона нечувствительности модуляционной характеристики; А,, А,., , А ,2 начальные значения модуляционных характеристик 1, 1-1 и 1-2 (фиг. 2б) при неизменной крутизне; 1, 2 и 3 (фиг, 2в) - при различной крутизне характеристики.

Устройство работает следующим образом.

На выходе первого программируемого делителя 7 частоты формируется v последовательность импульсов с периодом . Эти импульсы позволяют осуществить последовательно сменяющиеся циклы измерения входной частоты f и преобразование полученного при этом результата в широтно-импульсную форму, а именно: при постугшении в схему очередного импульса в счетчик 3 записывается содержимое счетчика 1, представляющее собой код N, , величина которого равна числу периодов входной частоты f (за интервал времени с; ). Одновременно блок 5 сравнивает величину этого кода с кодовой командой Нзн установленной на выходной шине блока 12 набора кода и представляющей выбранную величину зоны нечувствительности модулятора f (фиг. 26, в). Если N,N , на выходе блока 5 формируется электрический сигнал, соответствующий логической 1, который поступает на вход эле

мента И 9 и разрешает прохождение стробирующего импульса с выхода программируемого делителя 7 на первый вход триггера 4. Триггер 4 переключается в единичное состояние и на его выходе появляется напряжение, являющееся выходным сигналом модулятора.

Кроме того, стробирующим импульсом с выхода программируемого делителя 7 устанавливается в единичное состояние триггер 10, подключая вход вычитания счетчика 3 непосредственно к второму входу 15 модулятора, а в счетчик 2 переписывается код уставки блока 13 набора кода. Затем через промежуток времени, равный настройке элемента 11 задержки, обнуляется счетчик 1, после чего цикл подсчета импульсов входной частоты повто-

ряется.

Начальная уставка счетчика 2 определяет насколько уменьшается дли30 тельность каждого выходного импульса за пределами зоны нечувствительности модулятора. Это численное значение выбирается в пределах от О до N , что соответствует точкам ,. ра35 бочей характеристики модулятора

(фиг. 26). При уменьшении содержимого счетчика 2 до нуля на его выходе формируется импульс напряжения, который устанавливает триггер 10 в ну40 лессе состояние, при этом на выходе ключа 6 появляется напряжение с выхода программируемого делителя 8. На такую же величину в пределах от О до N,, уменьшается содержимое счет45 чика 3, вход вычитания которого до изменения состояния триггера 10 был подключен к второму входу 15 устройства параллельно аналогичному входу счетчика 2. Интенсивность считывания

50 остатка содержимого счетчика 3, а следовательно, и скважность модулированных импульсов, формируемых триггером 4, зависят от установленного коэффициента программируемого дели55 теля В частоты. При уменьшении содержимого счетчика 3 до нуля на его выходе формируется импульс напряжения, который поступает на второй вход

триггера 4 и переключает его в нулевое состояние, оканчивая тем самым формирование выходного импульса.

Таким образом, длительность tp импульсов (фиг. 2а), формируемых на выходе триггера 4, пропорциональна текущим значениям входной частоты ff, (эта зависимость для различных значений параметров выходного сигнала показана на фиг. 26, в). С помо- щью блока 5 сравнения кодов и блока 12 набора кода устанавливается зона нечувствительности модулятора, в пределах которой его выходной сигнал равен нулю. Посредством счетчи- ка 2 и блока 13 набора кода выбирается минимально необходимая длительность модулированных импул сов, возбуждаемых триггером 4 на пороге зоны нечувствительности модулятора (А, -А, на фиг. 2б). Задание коэффициента счета программируемого делител.я 8 частоты определяет крутизну рабочей характеристики модулятора, а также скважность модулированных импульсов (фиг, 2в). Кроме того, изменением коэффициента счета программируемого делителя 7 частоты можно задать требуемую длительность цикла измерения -t .

Введение программируемых делителей частоты и блоков набора кода позволяет упростить широтно-импульсный модулятор и оперативно изменять мо- дуляционную характеристику устройства в процессе настройки контура систем автоматического регулирования с ШИМ.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий первый и второй счетчики импульсов, входы которых соединены с первой и второй входными шинами

модулятора соответственно, а первая группа выходов первого счетчика соединена с первой группой входов блока сравнения кодов, и первый триггер выход которого является выходом модулятора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения оперативной перестройки параметров выходного сигнала, в него введены третий счетчик, первый и второй блоки набора кода, ключ, элемент И, второй триггер, элемент задержки, первый и второй программируемые делители частоты, входы которых соединены с первым входом ключа и подключены к второй входной шине модулято- ра, первый вход второго триггера соединен с выходом второго счетчика, причем выход первого программируемого делителя частоты соединен с вхо- дами записи кода второго и третнего счетчиков, с вторым входом второго триггера, с первым входом элемента И и с входом элемента задержки, выход которого подключен к входу записи кода первого счетчика, выход второ- го программируемого делителя частоты соединен с вторым входом ключа, вход у гравлення которого подключен к выходу второго триггера, а выход ключа соединен с вычитающим входом третьего счетчика, выход которого соединен с первым входом первого триггера, соединенного своим вторым входом с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, вторая группа входов которого и группа входов кода предустановки второго счетчика соединены с группами выходов первого и второго блоков набора кода соответственно, а группа входов кода предустановки третьего счетчика соединена с первой группой выходов первого счетчика.

I

fex const

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике и системах автоматического регулирования. Цель изобретения - упрощение широтно-импульсного модулятора - достигается за счет использования блоков набора кодов и программируемых делителей частоты для задания текущих рабочих характеристик модулятора. Устройство содержит счетчики 1, 2 и 3 импульсов, триггеры 4 и 10, блок 5 сравнения кодов, ключ 6, программируемые делители 7 и 8 частоты, элемент И 9, элемент 11 задержки, блоки 12 и 13 набора кодов, входы 14 и 15 и выход 16 модулятора. В модуляторе обеспечивается оперативное изменение модуляционной характеристики в процессе настройки контура систем автоматического регулирования с ши- ротно-импульсной модуляцией, 2 ил. ю (Л

}

fe

6}

вл

Фиг. 2

Редактор A. Петров

Составитель С. Телемохин Техред Л.Сердюкова

Заказ 7823/58 Тираж 922Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раз -шская наб., д. 4/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Н. Король