Широтно-импульсный функциональный генератор Советский патент 1980 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к генераторам прямоугольных импульсов с цифровым уп равлением, реализующим заданную функциональную зависимость длительности выход ных импульсов, и может быть использовано в системах контроля, управления и в устройствах автоматики и вычислительной техники, Известен управляемый генератор, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты пересчетное устройство, формирующее устройство, три устройства переноса и два датчика, программирующие изменения длительности им пуяьса и интервалов между импульсами, причем для задания длительности импульсов и пауз используются два реверсивных счетчика ГО . Однако для задания закона изменения модулирующей функции необходимо иметь дополнительное внешнее устройство формирования приращений кодов импульса и паузы, что представляет собой отдельную сложную задачу. Известен также генератор, содержащий задающий генератор, дешифратор, состоящий из двух элементов совпадения, счетчик, вход сброса которого подключен-к выходу первого элемента ИЛИ, а счетный вход - к задающему генератору, триггер выхода, входы которого соединены с выходами первого и втчэрого элементов совпадения дешифратора, датчик кода длительности и датчик кода интервала, выходы которого подключены к входам первого и второго элементов совпадения соответственно через дополнительно введенные элементы ИЛИ, другие входы которых соединены с выходами счетчика, а между вьвсодами триггера и входами первого элемента ИЛИ введены дополнительные дифференцирующие nennL2J, Недостатком рассмотренной схемы генератора являются ограниченные функциональные возможности, так как для модулирования длительности выходных импульсов по какокгу-либо закону необходимо разрабатывать дополнительное внешнее устрой374стБО, меняющее код в датчике кода импульса, что в каждом конкретном случае является новой задачей. Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей. Указанная цель ;. достигается тем, что в широтно-импульсный функциональный генератор, содержащий триггер, кварцевый генератор, элемент ИЛИ, , Дешифратор и счетчик, выходы которого соединены со входами дешифратора, введены генератор частоты модуляции, блок управления дешифратором и элемент И, причем выход генератора частоты модуляции соединен со счетным входом триггера, со входом сброса счетчика и со входом блока управления дешифратором, выход триггера и вы ход кварцевого генератора соединены со входами элемента И, выход которого связан со входом счетчика, выходы блока управления дешифратором подключены к разрешающим входам дешифратора, а выходы дешифратора связаны со входами элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входу установки триггера в нуль. На фиг. 1 изображена структурная схема широтно-импульсного функционального генератора; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения схемы генератора. Устройство (фиг. 1 содержит триггер 1, с выхода А которого снимается последовательность модулированных по длитель ности импульсов, являющаяся выходным сигналом генератора. Входы 2 И схемы подключены к выходу А триггера 1 и к выходу кварцевого генератора 3, а вькод к счетному входу счетчика 4. Выходы раз рядов счетчика 4 подключены к входам дешифратора 5, а выходы блока управления дешифратором 8 соединены с разреша ющими входами дешифратора 5. Выходы дешифратора 5 связаны со входами элеме та 6 ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нуль триггера 1. Выхо генератора частоты модуляции 7 соединен со счетным входом триггера1, входом блока 8 управления дешифратором и вхо дом сброса счетчика 4. Последовательность импульсов на выходе А триггера 1 можно представить фо мулой raeTmTj- длительность одного импульса в выходной последовательност R икгеппной последовательност постоянная составляющая длительности импульсов в выходной последовательности; 0 Т; - амплитуда переменной составляющей длительности выходных импульсов в периоде; р - закон модулирующей периодической 4ункции; 7. - частота модулирующей функции; Т - период квантования по времени. Пусть функция Р - симметричная на периоде (например синусоидальная) и оЦГМ 0-Тогда блок 8 управления дешифратором (фиг. 2) может содержать элементы 9 НЕ, 10 и 11 И, триггер 12 реверса, дешифратор 13 блока управления и реверсивный счетчик 14. Пусть в исходном состоянии счетчики 4 и 14 устройства установлены в нуль, триггер 12 реверса установлен в положение Сложение. Триггер 1 установлен в положение О и импульсы с кварцевого генератора 3 на вход счетчика 4 не поступают, С приходом первого импульса с генератора 7 срабатывает триггер 1 и счетчик 4 -начинает заполняться. Одновременно в реверсивном счетчике 14 устанавливается, единица в младщем разряде, при этом через дешифратор 13 блока управления на один из входов элемента совпадения дешифратора 5 подается управляющий потенциал, разрешая его переключение при появлении в счетчике 4 требуемого для срабатывания схемы кода (например кода числа m ). Когда на счетчик 4 поступит m -ньгй импульс с кварцевого генератора 3, срабатывает подготовленный элемент совпадения дешифратора 5 и через элемент 6 ИЛИ триггер 1 устанавливается в нуль, запирая вход счетчика 4 и формируя на выходе первый импульс первого периода модулированной последовательности А, После окончания импульса с генератора 7 счетчик 4 устанавливается в нуль. Второй импульс с генератора 7 вновь переключает триггер 1, а выходной сигнал блока 8 управления подготавливает новый элемент совпадения дешифратора 5 для выделения нового кода в счетчике 4 и т.д. Последний импульс генератора 7 на участке роста модулирующей функции формирует импульс максимальной длительности в выходной последовательности. В момент окончания данного импульса генератора 7 через элементы 9 и 11 формируется импульс установки триггера 12 реверса в положение Вычитание и триггер 12 переключателя. Начиная со следующего импульса генератора 7 до конца периода модулирующей функции, реверсивный счетчик работает на вычитание, подготавливая элементы совпадения дешифратора 5 в обратном порядке для формированк симметричного закона модуляции. По окончании периода триггер . 12 реверса вновь переключается на сложение и т.д. Использование реверсивного счетчика 13 позволяет для получения симметричного закона модуляции уменьшить требуемое число элементов совпадений дешифратора 5. Для формирования несимметричного на периоде модулирующего закона используется тот же блок управления, но в этом случае переключения направления счета в счетчике 3 не происходит, а в конце каждого периода модуляции необходимо устанавливать счетчик 14 блока 8 управления в исход-. ное состояние. Необходимые параметры для построения предлагаемого устройства определяются из уравнения 1 следующим образом: находимТ /Т - количество им-V,-..... пульсов в периоде модулирующей функции, где Т . Отсюда находится частота генератора модуляции f (.од 1/Т Кроме того, величина Tsi/T определяет количество элементов совпадения дешифра тора 5. Количество разрядов основного счетчика 3 выбирается исходя из требу.емого закона модуляции и требуемой точности воспроизведения данного закона} час тота кварцевого генератора определяется по формуле EKBWC/VT где О - дешифрируемый код в счетчике, соответствующий длительности максимального импульса в периоде Отметим также, что еслиТ рлтТ ранно нулю, то в блок управления дешифратс ром необходимо ввести триггер знака функции, состояние которого будет определяться сигналами с выходов дешифратора 13 блока 8 управления. Формула изобретения Широтно-импульсный функциональный генератор, содержащий триггер, кварцевый генератор, элемент ИЛИ, дешифратор и счетчик, выходы которого соединены со входами дешифратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены генератор частоты модуляции, блок управления дешифратором и элемент И, причем выход генератора частоты модуляции соединен со счетным входом триггера, со входом сброса счетчика и со входом блока управления дешифратором, выход триггера и выход кварцевого генератора соединены со входами элемента И, выход которого связан со входом счетчика, выходы блока управления дешифратором подключены к разрешающим входам дешифратора, а выходы дешифратора связаны со входами элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входу установки триггера в нуль. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 439901, кл. Н 03 К 1/12, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 452056, кл, Н 03 К 1/18, 1973.