Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в напряжение заданной формы Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми модуляторами в системах автоматики.

Целью изобретения является повышение точности преобразования о

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг„2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные тактовый генератор 1, счетный триггер 2, фазовращатель 3, интегратор 4, компаратор 5, дискриминатор 6 перемодуляции DMM,

состоящий из двухканального коммутатора, который выполнен на двух элементах И 6-1 и 6-2, и двух счетчиков, собранных на триггерах 6-3, 6-4, 6-5 и 6-6, триггерный блок 7, состоящий из элемента ИЛИ 7-1 и Т-триггера 7-2 и нуль-орган 8„ Выходы дискриминатора 6 и нуль-органа 8 подключены к входам N-канальнагс распределителя 9, состоящего из Г-раэрядного реверсивного регистра 9-1 сдвига, Г1 элементов ИЛИ 9-2 и (N-1) элементов И 9-3. Выходы распределителя 9 являются выходами устройства, которые уп.8

равляют работой последовательно включенных выходных каскадов 10 преобразователя. Выходы первого каскада 10-1 и последнего каскада 10-N подключены к входам демодулятора 11„

На фиг. 2 приведены диаграммы входного сигнала U устройства, и диаграммы сигналов Ui на выходах узлов устройства, индексы которых соответствуют позиционному номеру рассматриваемого узла,

Устройство работает следующим образом

При переходе входного сигнала U через ноль на выходе нуль-органа 8 вырабатывается короткий импульс, устанавливающий регистр 9-1 распределителя 9 в исходное состояние. Триггер 2 переключается по каждому импульсу U1 генератора 1 и на его выходе Нормируется напряжение U2, которое поступает через Фазовращатель 3 на вход интегратора 4, на выходе которого Лормируется однополярное пилообразное напряжение U4. На выход компаратора 5 бормируется сигнал U5 с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), который передается через распределитель импульсов (сигнал U9a) на вход первого выходного каскада 10-1. Усиленный выходным каскадом 10-1 импульсный сигнал поступает на вход демодулятора 11, выделяющего на выходе преобразователя низкочастотные составляющие импульсного сигнала. Пока входной сигнал не превысит амплитуду пилообразного напряжения U4 на выходах дискриминатора 6 сигналы отсутствуют. Это обеспечивается тем, что тактовые импульсы U1

передаются поочередно на счетные и установочные входы триггеров 6-3 и 6-4 с Так как указанные импульсы приходят поочередно во время наличия импульса и паузы на выходе компаратора 5, триггеры 6-5 и 6-6 не изменяют своего состояния

При превышении входным сигналом U амплитуды пилообразного напряжения U4 во время импульса на выходе компаратора 5 на вход дискриминатора 6 поступают подряд два тактовых импульса U1, изменяющих состояние триггера 6-5, что приводит к появлению на первом выходе дискриминатора 6 сигнала U6a, который передается через элемент 7-1 на вход триггера 7-2 блока 7. В результате этого

е10

15

20

25

6460264

триггер 7-2 переключается и на его выходе формируется сигнал U7, и напряжение U4 на выходе интегратора линейно нарастает до удвоенной величины и в дальнейшем линейно изменяется между уровнями U4m и 2 U4m. Одновременно с этим импульс U6a с выхода дискриминатора 6 воздействует на первый вход распределителя 9 и обеспечивает на его первом выходе наличие положительного потенциала сигнала U9a, а на второй выход (сигнал U96) через элементы 9-2 и 9-3 передаются импульсы U5 с выхода компаратора 5. И пока входной сигнал U имеет величину больше амплитуды U4m пилообразного напряжения и меньше его удвоенной амплитуды, на выходе первого каскада 10-1 присутствует положительный потенциал, а на входе второго каскада 10-2 - широтно-мо- дулированный импульс. Благодаря последовательному соединению выходных каскадов по выходу, к входу демодулятора 11 прикладывается суммарный импульсный сигнал каскадов 10, что обеспечивает практически линейное преобразование входного сигнала.

При увеличении входного сигнала выше уровня двойной амплитуды 2 U4m, на первом выходе дискриминатора 6 аналогичным образом формируется импульс, который изменяет Фазу выходного напряжения Лазовращателя 3 и приводит к увеличению напряжения на выходе интегратора 4 до уровня 3U4m, При этом сигнал U6a с выхода дискриминатора 6 воздействует также и на вход распределителя 9, обеспечивая прохождение сигнала с выхода компаратора 5 на вход третьего вы- ходкого каскада и формирование на выходах первых двух каскадов положительного напряжения. При дальнейшем увеличении уровня входного сигнала будет происходить подключение следующих выходных каскадов при одновременном смещении уровня пилообразного напряжения на выходе интегратора 4.

При уменьшении входного сигнала ниже нижнего уровня напряжения U4, во время паузы в напряжении U5 на выходе компаратора на вход дискриминатора 6 с выхода тактового генератора 1 поступает два импульса U1 под30

35

40

45

50

55

ряд, что приводит к появлению сигнала U66 на втором выходе дискриминатора 6. Напряжение U66 обеспечивает изменение фазы импульсного напряжения на выходе фазовращателя 3 и, следовательно, приводит к уменьшению уровня пилообразного напряжения U4 на выходе интегратора 4 и одновременному изменению состояния распределителя 9С При этом выходной каскад с наибольшим номером, который был включен, отключается полностью, а на вход следующего выходного каскада с меньшим номером поступает сигнал с выхода компаратора 5.

Таким образом, в устройстве отсутствуют нелинейные изменения сигнала на входе компаратора, за счет чего исключаются искажения выходного напряжения, связанные с переходом входного сигнала из одной зоны регулирования в другую. Благодаря использованию информации о длительности импульсов сигнала компаратора в устройстве отпадает необходимость применения отрицательной обратной связи при обеспечении линейности преобразования входного сигнала. По этой причине искажения выходного сигнала существенно снижаются, что приводит к повышению точности воспроизведения.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в напряжение заданной формы, состоящим из N выходных каскадов, включенных последовательно, и демодулятора, подключенного к выходам первого и последнего каскадов, содержащее тактовый генератор, N-канальный распределитель, выходы которого использованы выходами устройства, сигнальный вход N-канального распределителя соединен с выходом компаратора, установочный вход - с выходом нуль-органа, вход которого соединен с первым входом компаратора и использован входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, оно снабжено счетным

5

0

5

триггером, Фазовращателем, интегратором, триггерным блоком, состоящим из последовательно включенных входного элемента ИЛИ и выходного Т-тригге- ра, и дискриминатором перемодуляции МИМ, содержащим первый и второй счетчики и двухканальный коммутатор, N- канальный распределитель содержит N JQ элементов ИЛИ, N-1 элементов И и N- разрядный реверсивный регистр сдвига, входы сдвига вправо и влево которого являются первым и вторым входами распределителя, его установочный вход - установочным входом распределителя, причем каждый из выходов регистра сдвига соединен с первым входом соответствующего элемента ИЛИ, каждый 1-й (,2,...,N-1) выход регистра сдвига соединен с первым входом соответствующего элемента И,выход i-ro элемента ИЛИ, кроме первого, соединен с вторым входом (i-l)-ro элемента И,, выход i-ro элемента И является (1+1)-м выходом распределителя, первым выхо- дом которого является выход первого элемента ИЛИ, вторые входы всех элементов ИЛИ соединены и являются сигнальным входом распределителя, пер- 0 вый выход двухканального коммутатора соединен со счетным входом первого и установочным входом второго счетчиков, второй выход двухканального коммутатора соединен со счетным 5 (входом второго и установочным вхо- |дом первого счетчиков, выходы счетчиков являются первым и вторым выходами дискриминатора, управляющий и сигнальный входы двухпозиционного 0 коммутатора являются первым и вторым входами дискриминатора, выход тактового генератора соединен с вторым входом, дискриминатора и входом счетного триггера, выход которого через 5 фазовращатель и интегратор соединен с вторым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу дискриминатора, первый и второй выходы которого соединены с входами триггерного блока и с первым и вторым входами распределителя, а выход , триггерного блока соединен с управляющим входом фазовращателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми модуляторами систем автоматики. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения напряжения . Устройство содержит тактовый генератор, распределитель импульсов, сигнальный вход которого соединен с выходом компаратора, а установочный - с выходом нуль-органа, вход которого является входом устройства, дискриминатор перемодуляции ШИМ, триггерный блок и последовательно соединенные счетный триггер, фазовращатель и интегратор, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с входом нуль-органа, выход же компаратора соединен с первым входом дискриминатора перемодуляции ГОИМ, второй вход которого соединен с входом счетного триггера и выходом тактового генератора, причем выходы дискриминатора перемодуляции ШИМ соединены с первым и вторым входами распределителя импульсов и входами триггерного блока, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя. Цель достигается благодаря переключению выходных каскадов в преобразователе в зависимости от глубины модуляции импульсного сигнала на выходе компаратора, при обеспечении плавного роста выходного сигнала устройства. 2 ил. ё (Л С5 4 сэ

2U4U

Редактор А.Лежнина

Фиг 2

Составитель В.Миронов Техред С.Мигунова

Корректор Т.Палий