Преобразователь код-ШИМ Советский патент 1987 года по МПК H03M1/82 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифрвых системах управления электропривдами промышленных роботов и станков с ЧПУ.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения за счет обеспечения возможности работы с .силовыми внешними устройствами.

На фиг.1 представлена структурна электрическая схема предлагаемого преобразователя код - ШИМ; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие прицип работы преобразователя; на фиг. цифровой элемент задержки.

Преобразователь содержит генерат 1 импульсов, реверсивный счетчик 2, триггер 3, элемент И-НЕ 4, триггеры 5 и б, регистр 7, цифровой элемент задержки, сумматор 9 по модулю два, элементы И-НЕ 10-12, шины 13 входного кода, шину 14 Запись, шину 15 Начальная установка, шину 16 установки логической единицы и выходные шины 1 7 и 18.

Цифровой элемент 8 задержки мо- быть выполнен (фиг.З) на элементе И, вычитающем счетчике, элементе ИЛИ и элементе задержки.

Устройство работает следующим образом.

35

45

Элементы преобразователя выполняют следуюш;ие функции. В регистре 7 хранится дополнительный код Ы„ сиг3 X

нала, который преобразуется в длительность импульсов, Знак числа хранится в старшем разряде. Запись преобразу- 0 емого кода в регистр 7 осуществляется при подаче на его второй вход поло- жительрюго перепада. Сумматор 9 по модулю два совместно с триггерами 5 и 6 управляет перезаписью информации с выхода регистра 7 в реверсивный счетчик 2. На выходе сумматора 9 по модулю два появляется низкий уровень при одинаковых уровнях сигналов на его входах. На выходах триггеров 5 и 6 имеем широтно-модулированный сиг нал, эти же триггеры совместно с элементами И-НЕ Пи 12 управляют подключением выхода генератора 1 импульсов соответственно к cyммиpi oIцe- у либо вычитающему входам реверсивого счетчика 2. Триггер 3, а также элементы. И-НЕ 4 и 10 управляют пе- реключением триггеров 5 и 6 по сигна50

55

ш

чик

55232

лам с выхода цифрового элемента 8 задержки . ,

Цифровой элемент В задержки формирует короткий импульс, через время после того, как на его первом и втором входах появятся уровни логической единицы, где f l/T(, - частота генератора 1 импульсов, N - коэффициент деления счетчика в цифровом элементе 8 задержки.

Работа преобразователя начинается с поступления игушульса (фиг.2а) по

чик

шине Начальная установка , который обнуляет регистр 7, реверсивный счет2, а также устанавливает триггеры 5 и 6 соответственно в состояния логической единицы к нуля (фит.2г,д) Таким образом, на один вход элемента И-НЕ 12 поступает высокий уровень с выхода триггера 5, разрешающий по другому входу элемента 12 прохождение импульсов от генератора 1 на вычитающий вход реверсивного счетчика 2 (фиг.2к).

По первому же 1Ф1пульсу от генера- тора 1 на втором выходе реверсивного счетчика 2 появится импульс заема, по которому триггеры 3 и 5 переходят в состояние логическох о нуля-. Цри этом

на выходе сумматора 9 по модулю два

5

5

0

0

5

(фиг .26) появится низкий уровень, записывающий в реверсивный счетчик 2 преобразуемый код с выхода регистра 7. Через время на выходе элемента 8 цифровой задержки появится .импульс (фиг,2з), который через открытый элемент И-НЕ IО установит триггер 6 в 1 (фиг.2д). После чего на выходе сумматора 8 по --юдулю два nor явится уровень 1, разрешая тем самым режим счета для реверсивного счетчика 2. Импульсы генератора 1 импульсов через открыть;й элемент И-ИЕ 1 I поступают на с ммирурощий вход реверсивного счетчика 2 (фиг,2и)5 изменяя его состояние (фиг.2л).

При появлении на первом выходе ре- в.рсив1Ю1 о счетчика 2 импульсов переноса триггер 3 переключается в 1 (фиг.2в), а триггер б - в О. При этом, на выходе сумматора 9 по модулю два появится низкий уровень (фиг.26), В этот момент произойдет повторная запись кода с регистра 7 в реверсивный счетчик 2, а через время S на выходе элемента 8 цифровой задержки появится импульс, который через открытый элемент И-НЕ 4 установит

второй 5 триггер в 1 (фиг.2г). После этого появляется высокий уровень на выходе сумматора 9 по модулю два, разрешающий режим счета и импульсы от генератора 1 импульсов через от- крытый элемент И-НЕ 2 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 2 (фиг.2к). При появлении импульса заема на его втором выходе триггеры 3 и 5 переходят в . О. На выхо- де сумматора 9 по модулю два появится низкий уровень, записывающий в реверсивный счетчик 2 новую информацию и таким образом цикл повторяется.

В регистре 7 хранится преобразуе- мая информация в дополнительном -коде при этом для положительного сигнала в знаковом Jразряде записан О, а для отрицательного - 1. Поскольку вход старшего разряда реверсивного счетчика 2 соединен с инверсным выходом старшего разряда регистра 7, то в случае, когда в регистре 7 записан нулевой код, в реверсивный счетчик 2 запишется код N,, 10...0. При этом длительности импульсов на выходных шинах 17 и 18 преобразователя код-ШИМ будут равны. Этому случаю соответствует первый цикл t е -« L - временной диаграмме фиг.2. На втором цикле t е Ct , tg приведен случай, когда в регистре 7 записан код отрицательного числа. При этом длительность импульса , t5- t5 (N8x + NjTo на выходе триггера 6 больше длительное- ти импульса Т, tg - t (К,-Ы8х)Т„ на выходе второго триггера 5 (фиг.2г,д). Если в регистре 7 записан положительный код, то д.питель- ность импульса на выходе триггера 5 больше длительности импульса на выходе триггера 6 на величину -с, 2ToN, .

Таким-образом, устройство реали- зует симметричный закон широтно-им- пульсной модуляции.

Формула изобретения

Преобразователь код-ШШ, содержащий генератор импульсов, первый и второй триггеры, регистр, информаци- ; онные входы которого являются соответствующими шинами входного кода, а 55 выходы разрядов, кроме старшего, соот5О

0 5

5

5

0

0

5 ветственно подключены к информационным входам реверсивного счетчика, первый и. второй выходы переполнения которого соответственно соединены с S- и R-входами первого триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения преобразователя за счет обеспечения возможности работы с силовыми внешн1 ш устройствами, в него введены цифровой элемент задержки, сумматор по модулю два, первый, второй, третий и четвертый элементы И-МЕ и третий триггер, D- вход которого является шиной нулевого потенциала, С-вход объединен с С-входом второго триггера, входами обн гления регистра и реверсивного счетчика и является шиной Начальная установка, а R-вход третьего триггера подключен к первому выходу переполнения реверсивного счетчика,второй выход переполнения которого соединен с R-входом второго триггера, информационный вход старшего разряда - с инверсным выходом старшего разряда регистра, а суммирующий и вычитающий входа реверс лзпот о счетчика соединены с выходами .оответственно третьего п четвертого элементов И-НЕ, первые входы которых соответственно подключены к npHMbiM выходам третьего и второго триггеров и являются первой и второй выходными шинами, а вторые входы объединены с первым входом цифрового элемента задержки и подключены к выходу генератора.импульсов, при выход сумматора по модулю два со- соединен с входом разрешения записи реверсивного счетчика, а первый и второй входы соответственно объединены с вторым и третьим входами цифрового элемента задержки и подключены к инверсным выходам второго и третьего триггеров. S-входы которых соответственно подключены к выходам первого и второго элементов И-НЕ, первые входы которых объединены и подключены к выходу цифрового элемента задержки, а вторые входь соответственно соединены с прямым и инверсным выходами первого триггера, причем вход разрешения записи регистра является шиной Запись, а D-вход второго триггера - шиной установки логической единиц1)1.

iott ч-tg ie

фиг Z

Редактор С.Патрушева

Составитель Б,Войтов

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Рршкр.

Заказ 628/62Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

Изобретение может быть использовано в цифровых системах управления электроприводами. Цель изобретения состоит в повышении точности и расширении области применения за счет обеспечения возможности работы с силовыми внешними устройствами. Формирование длительности импульса и периода ШИМ производится от одного генератора 1 импульсов за счет того, что преобразуемый код из регистра 7 переписывается в реверсивный счетчик 2 в момент начала .периода ШИМ, а также в момент окончания сформированного импульса на выходе триггера 3. Триггеры 5,,6 совместно с элементами И-НЕ П, 12 на время формирования импульса управления обеспечивают прохождение импульсов от генератора 1 импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, а в момент паузы - на суммирующий вход. Последовательно с формированием, импульсов управления при помощи цифрового элемента 8 задержки и элементов И-НЕ 4, 10 формируются задержки выходного ШИМ-сигна- ла. На время задержки сумматор 9 по модулю два запрещает счет в реверсивном счетчике 2. Преобразуемый сигнал представлен в дополнительном коде и может быть знакопеременньш. 3 ил. i СО