Цифровой широтно-импульсный модулятор Советский патент 1991 года по МПК H03K7/08 H03M1/82 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управления и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N: 1478316.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 и 2 представлена структурная электрическая схема модулятора.

Цифровой широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, счетные триггеры 3-5, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, элементы 8-11 совпадения, формирователи 12 и 13 импульсов, инвертор 14, элементы ИЛИ 15- 17, коммутаторы 18 и 19, блок 20 ограничения, блок 21 сброса, шину 22 знака, шины 23 входного сигнала, элементы И-НЕ 24-27,

элементы 28-35 гальванической развязки, силовые ключи 36-39, датчики 40-43 тока, шину 44 питания, шины 45 нагрузки и шину 46 нулевого потенциала.

Модулятор работает следующим образом.

После включения напряжения питания блок 21 сброса формирует сигнал, который устанавливает в ноль счетные триггеры 4 и 5, стробирует через элемент 11 совпадения счетчики 1 и 2 и далее стробирует через инвертор 14 триггер 6 знака. При этом входной сигнал, пройдя через блок 20 ограничения, записывается в прямом (при положительном знаке сигнала) или в обратном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 1, а код знака этого сигнала записывается в триггер 6 знака.

О Ј XI

оо со

КЗ

В зависимости от знака входного сигнала на шине 22 импульсы генератора 7 прямоугольных импульсов с частотой f0 проходят либо через элемент ИЛИ 15 (знак положительный), либо через элемент 16 ИЛИ (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход прямого счета, либо на вход обратного счета счетчика 1. В зависимости от величины мантиссы входного сигнала на выходах переноса (либо на прямом, либо на обратном) счетчика 1 через промежуток времени

(2n-N),

где п - количество разрядов двоичного счетчика;

N - мантисса входного числа, после начальной установки (стробиро- вания) появляется отрицательный импульс.

Этот отрицательный импульс с выхода счетчика 1, пройдя через элементы 8, 17 и 9, поступает на вход счетного триггера 4 и переключает его. Этот же импульс, пройдя через элементы 12 и 10, поступает на вход счетного триггера 5 и переключает его с задержкой по времени т относительно переключения триггера 4. Время т задержки определяется формирователем 12 импульсов. Прямоугольные импульсы с генератора 17 прямоугольных импульсов поступают также на вход счетного триггера 3, который производит деление частоты f0 на 2. Прямо. fo

угольные импульсы с частотой со счетного триггера 3 подаются на счетный вход счетчика 2. На выходе переноса счетчика 2

2п +1

через промежуток времени --гпо

То

еле начальной установки появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент 10 совпадения, поступает на вход счетного триггера 5 и возвращает его в исходное состояние- Этот же импульс, пройдя через формирователь 13 импульсов и элемент 9 совпадения, с выдержкой времени Т2определяемой формирователем 13, поступает на вход счетного триггера 4 и также возвращает его в исходное состояние. Отрицательный импульс с выхода счетчика 2 через элемент 11 совпадения является стро- бирующим для счетчиков 1 и 2 и через инвертор 14 для триггера 6 знака Далее процесс повторяется. Таким образом, устройство входит в режим автоматического стробирования. При этом с выходов коммутаторов 18, 19 поступают прямая и инверсная последовательности импульсов с периодом:

Т t2 -

п +1 а

Причем, учитывая, что с триггера 4 на первые входы коммутаторов 18,19 поступает инверсный сигнал, а с триггера 5 на их вторые входы - прямой сигнал, то между фронтами прямой и инверсной последова- - тельности импульсов образуются раздвижки длительностью т и Га. Очевидно, что

(2n-N)

5

0

0

5

должно быть больше ti иначе произойдет срыв широтно-импульсной модуляции. Для

g обеспечения этого условия в устройство введен блок 20 ограничения, который не допускает превышения входным сигналом на шинах 23 заранее определенного значения NAon.

QСигналы с выходов коммутаторов 18 и

19 через элементы И-НЕ 24 и 25 через элементы 32-35 гальванической развязки поступают на входы управления силовых ключей 36-39 (например, транзисторных), в замкнутую цепь которых включены датчики 40-43 тока, соединенные через элементы 28-31 гальванической развязки с элементами И-НЕ 26 и 27, которые сравнивают токи в диагоналях силового моста. В аварийной

„ ситуации, когда в обеих диагоналях моста одновременно начинают протекать токи, то на выходе элементов И-НЕ 26 и 27 формируется сигнал логического нуля, поступающий на входы элементов И-НЕ 24 и 25.

с Этот сигнал является запретным для управляющего сигнала и на выходе элементов И-НЕ 24 и 25 постоянно присутствует сигнал высокого уровня до тех пор, пока в обеих диагоналях моста одновременно протекают токи. Таким образом, обеспечивается предотвращение возникновения режимов короткого замыкания за счет контроля тока, протекающего через силовые ключи, что повышает надежность рабог ты устройства

Формула изобретения Цифровой широтно-импульсный модулятор по авт.св. Мг 1478316, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности в работе модулятора, в него введены первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы гальванической развязки, первый, второй, третий и четвертый силовые ключи и первый, второй, т ретий и четвертый датчики тока, входы которых соединены с выходами соответствующих силовых ключей, а первые выходы через соответствующие элементы гальванической развязки

подключены сответственно к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ и к первому и второму входам четвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ. вторые входы которых объединены и подключены к выноду третьего элемента И-НЕ, а третьи входыt соответственно соединены с выходами первого и второго коммутаторов, при этом информационные входы первого и четвертого силовых ключей объединены и являются шиной питания, информационные входы второго и третьего силовых ключей подключены соответственно к вторым выходам первого и четД5

ФФ -iJ0

5

вертого датчиков тока и являются шинами нагрузки, вторые выходы второго и третьего датчиков тока объединены и являются шиной нулевого потенциала, причем входы пятого и шестого элементов гальванической развязки объединены и подключены к выходу первого элемента И-НЕ, а выходы соответственно соединены с входами управления первого и третьего силовых ключей, входы седьмого и восьмого элементов гальванической развязки объединены и подключены к выходу второго элемента И- НЕ, а выходы соответственно соединены с входами управления четвертого и второго силовых ключей.

Фиг 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управления и является усовершенствованием устройства. описанного в авт.св.№1478316. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Устройство содержит два счетчика импульсов, три счетных триггера, генератор прямоугольных импульсов, четыре элемента совпадений, два формирователя импульсов, инвертор, три элемента ИЛИ, два коммутатора, блок ограничения, блок сброса, шину знака, шины входного сигнала, четыре элемента И-НЕ, восемь элементов гальванической развязки, четыре силовых ключа, четыре датчика тока, шину питания, шины нагрузки и шину нулевого потенциала. Поставленная цель достигается за счет предотвращения возникновения режимов короткого замыкания в силовой части путем контроля тока, протекающего через силовые ключи. 2 ил.