Цифровой дифференциальный широтно-импульсный модулятор Советский патент 1977 года по МПК H03K7/08 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.

Известен цифровой дифференциальный широта о-импульсный модулятор, содержащий блоки синхронизации, счетчик импульсов, элементы И, триггер и генератор тактовых импульсов, два выхода которого соединены со входами блоков синхронизации, а третий выход - со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с одним из входов триггера l .

Однако этот модулятор обладает сравнительно узкими функциональными возможностями.

Цель изобретения - расширение фушсциональных возможностей модулятора.

Для этого в цифровой дифференциальный широтно-импульсный модулятор, содержащий блоки синхронизации, счетчик импульсов, эле менты И, триггер и генератор тактовых импульсов, два выхода которого соединены со входами блоков синхронизации, а третий выход - со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с одним из входов

триггера, дополнительно введены элемент ИЛИ, цифровой компаратор, элемент задержки, элементы запрета, ключ и реверсивный счетчик, при этом входы реверсивного счетчика через соответствующие элемеиты запрета подключены к выходам элементов И и к выходам блоков синхронизации, выходы реверсивного счетчика подключены ко входам элементов Инк первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, а выход цифрового компаратора через ключ соединен с другим входом триггера, второй вход ключа соединен через элемент задержки с выходом элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам генератора тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема модулятора.

Цифровой дифференциальный широтно-импульсньгй модулятор содержит блоки синхронизации 1, 2, счетчик импульсов 3, элементы И 4, 5, триггер 6 и генератор тактовых импульсов 7, два выхода которого соединены со входами блоков синхронизации 1, 2,а третий выход - со входом счетчика импульсов 3 выход которого соединен с одним из входов триггера 6. В цифровой дифференциальный широтно-импульсный модулятор дополнительно введены элемент ИЛИ 8, цифровой компаратор 9, эле мент задержки 10, элементы запрета 11, 12, ключ 13 и реверсивный счетчик 14. Выходы реверсивного счетчика 14 через элементы запрета 11, 12 подключены к выходам элементов И 4, 5 соответственно и к выходам блоков синхронизации 1, 2. Выходы реверсивного счетчика 14 подключены ко входам элементов И 4, 5 и к первым вхо дам цифрового компаратора 9, вторые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов 3, а, выход цифрового компаратора 9 через ключ 13 соединен с другими входами триггера 6. Второй вход ключа 13 соединен через элемент задержки 10 с выходом элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам генератора тактовых импуль сов 7. Цифровой дифференциальный широтно-импульсный модулятор работает следующим обГенератор тактовых импульсов 7 непрерывно генерирует на выходе 15 короткие однополярные импульсы с периодом Т. Эти же импульсы, задержанные на время Т/3 и 2Т/3, появляются соответственно на выходах 16, 17. Пусть сначала импульсы на входах 18, 19 отсутствуют. В исходном состоянии счетчик 3 очищен и находится в нулевом состояНИИ (ООО. . . .0), реверсивный счетчик 14 заполнен наполовину (ОО. . .01), триггер 6 установлен в единичное состояние. Ключ 13 закрыт, так как содержимые счетчиков 3 14 не равны, и сигналы на выходах элементов запрета 11 и 12 отсутствуют. Импульсы с выхода 15 генератора тактовых импульсов 7 заполняют счетчик 3, а так же через элемент ИЛИ 8 и элемент задержки 10 с соответствующей небольшой задержкой поступают на вход ключа 13. После поступления импульсов с выхода 15 генератора тактовых импульсов 7 счетчик 3 достигнет состояния 00. . .01, т.е. будет достигнуто равенство содержимых счетчиков 3 и 14. При этом на выходе цифрового компаратора 9 появится единичный си нал, который откроет ключ 13, и импульс с выхода 15 генератора тактовых импульсов 7 поступит на нулевой вход триггера 6. На этот же вход поступят импульсы с выходов 16 и 17 генератора тактовых импульсов 7. Следующий импульс с выхода 15 генератора тактовых импульсов 7 нарушит равенст-бО во содержимых счетчиков 3 и 14, и ключ 13 закроется. Импульс переполнения счетчика 3 при переходе его в нулевое состояние (ОО. . .О) возвратит триггер 6 в единичное состояние. После этого работа схемы протекает- аналогично. Результатом работы схемы на выходе 20 будет периодический сигнал прямоугольной формы с периодом % 2Т с длительностью Тц TO/2 2Т со скважностью 0,5. Скважность (Т„- Ту) :Тд. Пусть теперь импульс поступает на вход 18. Он будет введен в реверсивный счетчик 14 синхронно с импульсом с выхода 17 генератора тактовых импульсов 7. Если это случилось до момента достижения равенства содержимых счетчиков 3 и 14, то момент их равенства будет достигнут на время Т позже. Длительность импульса на вькоде 20 будет равна Т Т,( -1). Соответственно увеличится скважность выходного сигнала. Если импульс на вход 18 поступит после момента равенства содержимых счетчиков 3 и 14, то уменьшение длительности импульса Тц произойдет в следующем периоде выходного сигнала. При поступлении импульса на вход 19 аналогичным образом будет уменьшаться скважность выходного сигнала. В этом случае равенство содержимых счетчиков 3 и 14 будет достигаться на время Т раньше, а возврат трштера 6 в единичное состояние будет по-прежнему осуществляться в те же моменты с интервалами ТоПри приходе импульсов на входы 18 и 19 период выходного сигнала остается постоянным, равным 2 Т, независимо от час. входных сигналов и величины рассогласования л , а моменты начала периодов (моменты возврата триггера 6 в единичное состояние) заранее фиксированы. Нулевому рассогласованию соответствует скважность, равная О, 5. Отклонение скважности от этого значения пропорционально рассогласованию Д в интервале - 1, после чего наступает насьпдение на уровнях ос 2 и оС 1- 2 при Д -i О и Д О соответственно. Реверсивный счетчик 14 фиксирует при этом величину рассогласования в указанных пределах. Формула изобретения Цифровой дифференциальный широтно-импульсный модулятор, содержащий блоки синхронизации, счетчик импульсов, элементы И, триггер и генератор тактовых импульсов,

два выхода которого соединены со входами блоков синхронизации, а третий выход - со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с одним из входов триггера, о тличаюшийся тем, что, с целью pac-s ширения функциональных возможностей, в него дополяятельно введены элемент ИЛИ, цифровой компаратор, элемент задержки, элементы запрета, ключ и реверсивный счетчик, при этом входы реверсивного счетчика через Ю соответствующие элементы запрета подключены к выходам элементов И и к выходам блоков синхронизации, выходы реверсивного

счетчика подключены ко входам элементов И

и ic первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, а выход цифрового компаратора через ключ соединен с другим входом триггера, второй вход ключа соединен через элемент задержки с выходом элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР № 403044, М.Кл. Н 03 К 7/08, 1973 (прототип).