Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1979 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных устройствах и в устройствах автоматического регу1шрова11ия.

Известны широтно-импульсные модуляторы, содержащие генератор тактовых импульсов соединенный со входом двух нереверсивных счетчиков, блоки синхронизации, логические элементы И, подключенные входами к выходам нереверсивных счетчиков, а выходы злементов И . подключены к счетному триггеру. Модулятор не позволяет преобразовать разнополярный кодовый входной сигнал в широтно-импульсную

форму ОЭти широтно-импульсные модулятору достаточно сложны и обладают ограниченной областью применения.

Известен также широтно-импульсный модулятор, содержащий три счетчика импульсов, счетный триггер с элементами И, злементы И переписи кодов, причем выход первого счетчика импульсов подключен ко входу счетного триггера и к одному из входов элементов И, к другим входам которых подключены выходы счетного

Триггера. Выходы элементов И подключены к элементам И переписи кодов и к с.четн1 м входам второго и третьего счетчиков импульсов 2.

Недостатком такого широтно-импульсного модулятора является сложность и невозможность преобразования разнополяриых кодовых сигналов.

Целью изобретения является упрощение устройства и обеспечение возможности преобразования разнополяриых кодовых сигналов.

С этой целью в широтно-импульсный модулятор, содержащий первый счетчик, выход которого соед1П ен со счетным входом первого триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, первую и вторую группы злементов И и второй счетчик, выходы разрядов которого соединены с первыми вxoдa И злементов И первой группы, выходы которых соединены со входами соответствующих разрядов первого счетчика, введены второй триггер, формирователь импульсов и блок выбора режимов работы первого счетчика, содержащий Lтриггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, инвертор и элемент ИЛИ, выход которого соединен с дополнительным входом первого счетчика, первый вход соединен с выходом первою элемента И, входы которого соединены с выходами второго счетчика, а второй и третий входы соединены с выходами второго и третьего элементов И, входы которых соединены с одноименными выходами первого триггера и 1Э-триггера, D-вход которого соединен с неинверсным выходом первого .триггера, а С -вход соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого соединены со счетными входом первого счетчика, выходами разрядов первого счетчика и выходом- инвертора, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, счетные входы второго триггера и второго счетчика соединены с выходом элемента И, неинверсный и инверсный выходы ; второго триггера соединены с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены соответственно с S - и Т -входами J) -триггера, а вторые входы элементов И первой и вто рой группы соединены с ВЫХОДОМ1 формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом первого счетчика. .. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого широтно-импульсного модулятор Устройство.содержит счетчики импульсов 1, 2, счетный триггер 3, триггер знака 4, элемент И 5, элементы И переписи кодов 6, 7, формиро

ватель импульсов 8 и блок выбора {зежима работы первого счетчика импульсов 9. Блок выбора режима работы первого счетчика состоит .из Ш-григгера 10, блоков совпадения 11-14, элемента ИЛИ 15 и инвертора 16. Модулятор имеет вход 17, выход 18 и входы управления 19, 20.

И входы 20 разрядов счетчика импульсо подаются соответственно коды знака и величины управляющего сигнала, а все разряды счетчика импульсов 1 устанавливаются в состояние 1.

Режим работы счетчика импульсов 1 определяется в соответствии с таблицей. Выход счетчика импульсов 1 соединен со входами счетного триггера 3 и формирователя импульсов 8, выход которого соединен со входами элементов И 6, 7. Вход и инверсный выход счстного триггера 3 соединены со входами элемента И 5, выход которого соединен с входами записи информации в триггер знака 4 и в счетчик импульсов 2. Счетчик импульсов 2 через элемент И 6 поразрядно соединен со входами разрядов счетчика импульсов 1, а триггер знака 4 прямым и инверсным выходами через элементы 7 подключен К S- и R-входам D-триггера 10. Дополнительный вход счетчика импульсов 1 подключен к выходу элемента ИЛИ 15, входы которого соединены с выходом первого блока совпадения 11, соединенного с выходами разрядов счетчика импульсов 2 и выходами блоков совпадения 12 и 13. Входы блоков совпадения 12 и 13 соединены с одноименными выходами счетного триггера 3 и D-триггера 10, Б-вход которого соединен с прямым выходом счетного триггера 3, а С-вход - с выходом блока совпадения 14. Входы блока совпадения 14 соединены со счетным входом и выходами разрядов счетчика импульсов 1 и выходом инвертора 16, подключенного к Дополнительному входу счетчика импульсов 1. Устройство работает следующим образом. Предварительно триггеры 3 и 10 устанавливаются в состояние О, на вход 19 триггера знака

С Приходом на вход 17 импульса входной частоты F 2 / TQ на входе счетчика импульсов 1 появляется импульс, поступающий на вход счетного триггера 3 и элемента И 5. Выходной сигнал элемента И 5 записывает в триггер знака 4 и счетчик импульсов 2 коды знака и величины управляющего сигнала. По заднему фронту выходного импульса счетчика 1, счетный триггер перебрасывается в состояние 1, а формирователь 8 формирует импульс, переписывающий

коды знака и величины управляющего сигнала из триггера знака 4 и счетчика импульсов 2 в , D-триггер 10 и счетчик импульсов 1.

При этом значение управляющего сигнала N может быть равно нулю, положительным или отрицательным.

Есци значение управляющрто сигнала N равно нулю, то на выходе блока совпадения 11 образуется сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 15, установит в счетчике импульсов 1 режим суммирование. На выходе этого счетчика импульсы будут появляться через время 2 о , а выходной сигнал модулятора будет представлять собой сигнал типа меандр с периоV 2где П- количество разрядов двоичного счетчика импульсов 1. Если значение управляющего сигнала N не равно нулю, а знак его положителен, то сигнал формирователя 8 установит D-триггер в состояние - Г . При этом на выходе блока совпадения 12 образуется сигнал, который, как следует из таблицы, пройдя через схему ИЛИ 15 также устанавливает в счетчике импульсов 1 режим суммирование. На выходе счетчика импульсов 1 следующий импульс теперь появится через время Т С2 -N Тд. Этот импульс перебросит счетный триггер 3 в состояние О, запустит формирователь, импульсы которого, пройдя через схемы 7, 8, вновь установит Dтриггер в состояние 1, а в счетчик импульсов запишет код числа N . Так как состояния триггера 3 и Б-триггера 10 различны, на выходе элемента ИЛИ 15 образуется сигнал, устанавливающий в счетчике импульсов 1 режим вычитание. Когда код в этом счетчике станет равным 1, на выходе блока совпадения 14 при поступлении очередного счетного импульса на вход счетчика 1 образуется сигаал, который, пройдя на С-вход D-триггера5установит его в состояние О. Состояние триггеров 3 и 10 вновь становится одинаковым, а сигнал на выходе элемента ИЛИ 15 вновь соответствует режиму суммирование счетчика импульсов 1. Установка режима суммирование в счетчике 1 произойдет через временной интервалТ Ы-Тд при этом в счетчике 1 будет записан код О. Выходной сигнал счетчика 1, запускающий счетный триггер 3, появится через временной интервал TQ . Период выходного сигнала модулятора равен V 1 V 3--2T. Таким образом, период выходного сигнала моду лятора остается постоянным, а длительность импульса на прямом выходе счетного триггера уменьшается на время, равное NTg , так как последний в течение временного 1штервала ()Тд будет находиться в состоянии 1, а в течение интервала времени в состоянии О. Если значение управляющего сигнала N не равно нулю, а знак его отрицателен, то сигнал формирователя импульсов 8 установит 1)Триг гер в состояние О. На выходе элемента ИЛИ 15 образуется сигнал, соответствуюгдий режиму вычитание счетчика импульсов 1. Через временной интервал Т N-TQ счетчик импульсов установится в режим суммирование, так как D-триггер 10 устшгавливается в состояние 1 сигналом блока совпадения 14, поступившим на С-вход D-триггера 10. Через временной интервал Т - на выходе счетчика импульсов появится сигнал, переписывающий коды знака И величины управляющего сигнала в Dтриггер 10 и счетчик имггульсов 1, устанавливающий счетный триггер 3 в состояние О. В этом случае, поскольку состояния триггеров 3 и 10 одинаковы, на выходе блока совпадения 13 образуется сигнал, который пройдя через элемент ИЛИ 15, установит в счетчике импульсов 1 режим cyм u poвaниe. Импульсы на выходе этого счетчика появятся через временной интервал Т С 2 N1 -TO . Период выходного сигнала модулятора равен M--VT2- V-2 o и, как в рассмотренных выше случаях, остается постоянным. Длительность импульса на прямом выходе счетного триггера 3 увеличивается на времетшой интервал N-T.. Таким образом в предлагаемом ил{ро-гао-импульсном модуляторе изменение даительности импульса на прямом выходе счетного триггера 3 пропорционалыю значению управляющего сигнала. Ф о р м у Л а изобретения Широтно-импульсный модулятор, содержащий первый счетчик, выход которого соединен со счетным входом первого триггера и первым входом элемента И, второй вх-од которого соединен с инверсным выходом первого т{)иггера, первую и вторую группы элемен1ов И и второй счетчик, выходы разрядов которого соединены с первыми входами элементов И первой группь, выходы которых соединены со вхсдами соответствующих разрядов первого счетчика, отличающийся тем, что, с целью упрощения и обеспечения возможности преобразования разнополярных кодовых сигналов, введены второй Т{5иггер, формирователь импульсов и блок выбора режимов работы первого счегщка, содержащий Dтриггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, инвертор и элемент ИЛИ, выход которого соединен с дополнительпь м входом первого счетчика, первый вход соединен с аыходом первого элемента И, входы которого соединены с выходами второго счетчика, ..а второй и третий входы соединены с выходами второго и третьего элементов И, входы которых соединены с одноименными выхода.ми первого триггера и D-триггера, 13-вход которого соединен с неинверсным выходом первого триггера, а С-вход соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого соединены со счетным входом первого счетчика, выходами разрядов первого счетчика и выходом инвертора, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, счетаые входы второго триггера и второго счетчика соединены с выходом элемента И, неинверсный и инверсный выходы второго триггера соединены с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых

соединены соответстве1шо с R-входами Р-триггера, а вторые входы элеменгов И первой и второй гругаты соединены с выходом 4 ормирователя импульсов, вход которого соединен с выходом первого счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское сввдетельство СССР № 415795, Ю1. Н 03 К 7/08, 1971.