ШЙРОТНО-ЙМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР Советский патент 1967 года по МПК H03K7/08 G06J3/00 

Известны широтно-имнульсные модуляторы, содержащие задающий генератор, формирователи, преобразователи, счетчики, кольцевой регистр.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем входы младших разрядов триггерных счетчиков соединены с одним выходом кольцевого регистра непосредственно и через схемы синхронизации - с другими выходами регистра, а выходы старших разрядов счетчиков через стробирующне схемы подключены к выходному реверсивному счетчику. Это дает возможность получать прямоугольные импульсы напряжения с глубоким регулированием их скважности при длительности фронта и среза импульсов пе более 1 мксек.

На фиг. 1 изображена схема широтно-импульсного модулятора; на фиг. 2 - диаграмма времени.

Модулятор состоит из генератора 1 незатухающих синусоидальных колебаний, частоту F которого можно выбирать в щироких пределах в зависимости от условий применения; формирователя тактов 2, преобразующего синусоидальные колебания в однополярные импульсы частотой р2 и F-л, сдвипутые на половину периода колебаний генератора; кольцевого регистра на четырех однотипных элементах 8-6, позволяющего получить однополярные импульсы частотой из каждых

двух Периодов колебаний генератора; 7 и 8, преобразующих величины одной физнческой природы в напряженне постоянного тока; аиалого-дискретных преобразователей Э и 10, преобразующих выходные напряжения датчиков в импульсы, частоты F и F которых в общем случае линейно зависят от входного напряжения (наличие блоков 7-10 необязательно, если входные снгналы нредставлены в импульсной форме); схем синхроннзацни и и 12, представляющих собой логические схемы «И с запоминанием информации, поступающей на их входы от преобразователей; двух триггерных счетчиков, состоящих из триггеров 13-15 и 16-18 соответственно, выполняющих роль запоминающих, интегрирующих и множительных устройств; триггера 19, обеспечивающего получение широтно-модулированных имнульсиых сигналов; двух схем импульсного стробирования 20 и 21, создаюидих на своих выходах отрицательные импульсы в момент появления на нх входах отрицательных перенадов напряжения с триггеров 15 и 18 соответственно; двух схем импульсного стробнрования 22 и 23, вырабатывающих иа своих выходах короткие положительные импульсы напряженпя в момепты появления на их входах высоких отрицательных потенциалов с триггера 19; реверсивного счетсно-потенциалы1ых логических элементов 28- 55 типа импульсно-потенциальпых логических элементов 36-39 типа «ИЛР1 ; выходного триггера 40, управляющего исиолиительным устройством системы автоматического регулирования, системы телемеханики и т. д.

При отсутствии сигналов датчиков 7 и S генератор 1, формирователь тактов 2 и кольцевой регистр на четырех элементах 3-6 нериоднчески вырабатывают имиульсиое напряжение Pi-Fii (фиг. 2).

Импульсы напряжения с частотой 4, поступив на счетные входы триггеров 13 и 16, заполняют соответственно счетчики на триггерах 13-15 и 16-18 (на фиг. 2 это TFis). Перенолиеиие счетчиков наступает после п импульсов напряжения тактовой частоты fi. Благодаря тому, что до начала счета триггер 15 имел единичную начальную установку, выходное имнульсное напряжение с триггера 19 примет вид широтиомодулированных импульсов со скважностью, равной 2 (TFi на фиг. 2).

Кроме того, через стробирующие схемы 20 и

21с триггеров 15 и 18 подаются управляющие сигналы па логические схемы 28-35 «И.

По другим входам логические элементы «И открываются высокими отрицательными потенциалами триггеров .реверсивного счетчика на триггерах 24-27.

Пмпульсные напряжения с выхода триггера 19 через схемы импульсного стробирования

22и 23 управляют триггерами 24-27.

В рассматриваемом режиме, при отсутствии напряжения датчиков 7 н 8, первый импульс появится с выхода триггера 15, так как при установке начальных условий в нем была записана информация. Следовательно, состояние триггера 19 изменится, стробирующая схема 22 выработает положительный импульс, который подтвердит состояние триггера 27 и изменит состояние триггера 25 па противоположное. Одновременно стробнрующая схема 20 выработает отрицательный импульс напряжения, поступающий па один из входов 29-35 схемы «И. На короткий промежуток времени схема «И окажется открытой, и ее выходиой импульс через схему 37 «ИЛИ изменит состояние триггера 26 на нротивоположное. Одновременно через эту же схему изменится состояние выходного триггера 40. Затем ноявится импульс с выхода триггера 18 и аналогичным образом будут работать стробирующие схемы 21 и 23.

При этом триггер 26 изменит свое состояние и через схемы 32 «И и 36 «ИЛИ вернет триггер 55 в исходное состояние. Одновременно через схему 36 «ИЛР1 вернется в исходное состояиие выходной триггер 40.

Для обеспечепия синхронности работы схемы импульсы управления запоминаются схемой синхронизации 12 и вводятся в схему триггера 16 только с импульсным напрял еинем третьего такта (частота FU на фиг. 2). Состояние триггера 16 изменится на противоположное, и в дальнейплем триггерный счетчик, состоящий из триггеров 16-18 будет заполняться импульсами только опорной частоты

Fi, так как частота импульсов управления F ниже опорной частоты и в пределе может равняться частоте F. Как видно на фиг. 2 ( ТГм), выходное имнульсное напряжение триггера 19 окажется промодулированным но длительности, скважность которого будет зависеть от числа импульсов управления.

Аналогично работает система и при введении управляющих импульсов от датчика 7. При большой скорости ввода управляющих

импульсов по одному из каналов 7, 9 н 11 или 8, 10 и 12 один из счетчиков может (в предельном случае) заполниться в два раза быстрее другого. Это приведет к изменению фазы выходных импульсов триггера 19 на 180° и,

как следствие, к реверсу исполнительного устройства, управляемого триггером 40.

В случае двойного срабатывания триггера 15 стробирующая схема 20 создает отрицательные импульсы иа входах схем 29, 31, 33,

55 «И, а иоложительный импульс стробирующей схемы 23 подтвердит состояние триггера 24 и изменит состояние триггера 26. При этом через схему 33 «И и схему 55 «ИЛИ пройдет импульс на изменение состояния триггер а 27.

Выходной триггер 40 останется в прежнем состоянии, и фаза его импульсного нанряжения не изменится, исполнительное устройство не реверсируется.

РЬшульс триггера 18 вызовет срабатывание стробирующих схем 21 и 22, которые через схемы 34 «И и 57 «ИЛИ изменят состояние триггера 26 и, следовательно, возвратят всю схему реверсивного регистра и выходного

триггера 40 в нормальный режим работы.

Предмет изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий задающий генератор, соединенный через формирователи с кольцевым регистром, датчики с аналого-цифровыми преобразователями и схемами синхронизации, триггерные счетчики, выходной реверсивный счетчик и стробирующие схемы, отличающийся тем, что, с целью расширения дианазона регулирования скважности выходных импульсов при сохранении их прямоугольной формы, входы младщих разрядов триггерных счетчиков соединены с одним выходом кольцевого регистра непосредственно и через схемы синхронизации- с другими выходами кольцевого регистра, а выходы старших разрядов счетчиков через стробирующие схемы подключены к выходF

Fu

Ff,

15

1

U

22

T

//С

lln

вд:

g;

iM

Г24

-

7

(f

Фиг.1

|А А и Н и А А д.

Л АА ЛА А А А А А А л .г;

о -----

АА А АА АА А А А А А А А гFS

,( А А А А А А А А А А А А А А/

ГГ,8.

rr,3i

0 « - - ///////////j

А Д /ид ДАЛ А ДА

тш:

1////////////

Фиг.2