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

3

нительного комларатора, а выход - С первой выходной клеммой.

Для получения дополнительно нмлульсов, длительность 1которых пропорциональ-ча превышению величины oinop-Horo сигнала над величиной входного, з широтно-кмпульсный модулятор введены дололнительный ин(верто;р, вход которого подключен к выходу дополнительноло Компаратора, и дополнительный элемент И, первый вход которого соедргнен с выходом дополнительного инвертора, вто.рой вход - е выходом входного ко-мларатора, а выход подключел ло второй выходной клемме.

Для получения дополнительно импульсов, длительность которых пропорциональна абсолютной величине разности между зеличинами входного и опорного сигналов, Зторой вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента PI, а выход - с третьей выходной клеммой.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема широтно-имдульсного модулятора, на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Широтно-импульсный модулятор содержит генератор пилообразного напряжения 1, выход которого соединен с первым вхо,дом компарапора 2, второй вход комиаратора подключен к источнику входного сигнала 3, выход компаратора -соединен через инвертор 4 с первым входом элемента И 5, первый вход дополнительно введенного компаратора 6 соединен .свыходом генератора пилообразного напрял ения, второй вход KOMnaipaTopa соединен с источником олорлого напряжения 7, выход второго комларатора (Подключен ко вто,рому входу элемента И, выход которого 8 являетея выходом модулятора.

Для получения дополнительно импульсов, длительность которых пропорциональ: а превышению величины опорного сигнала над величиной входного, введены ин1зе: тор 9 и логический элемент И W, выход элемента И является выходом /i/ модулятора.

Для получения импульсов, длительность которых лролорциональна абсолютной величине разности между величинами входного и о;п0(рл0го сигналов, дополнительно введен логический элемент ИЛИ 12, входы хоторого соединены с выходами элементов И, а выход является выходом ,/5 модулятора.

Широтно-импульсный модулятор .работает сладую-щим образом.

Пилообразное напряжение с выхода генератора пилообразного напрялсения / подается на входы кО(Мпараторов 2 и 6 (см. :юз. 14 на фиг. 2), яа другие входы компараторов лодается напряжение сигнала (15, фиг. 2) и опорное напряжение (16, фиг. 2).

На выходе компаратора 2 появляется импульс, длительность .которого лилейло

4

связана с величиной выходного сигнала (см. /7 на фиг. 2). На выходе комларатора 6 длительность импульса линейно связана с величиной опорного лалряжения (J8 на

фиг. 2). На выходе инвертора 4 образуется импульс, доказанный на диаграмме 19 ф-иг. 2, лри этом ла выходе модулятора 8 появляется имлзльс (20 на флг. 2), длительность которого Пропорциональна inpeзьипению величины входного сигнала над величиной опорного. Зто происходит за счет вычитания из длительности «опорного импульса длительности «сигнального Импульса, Одновременно существенно сннжаются погрещности, связанные с нестабильностью постоянной составляющей пилообразного напряжения.

Действительно, длительность импульсов на выходе компаратора 2

Тз 5f/nx + To,

где S - крутизна модулятора; (вх - величина входного на1Прял ения;

TO - длительность импульса лри

и„, 0.

Длительность имлульсов на выходе компаратора 6

;

Т4 SUon +т:о,

где Uon - величина опорного лапряжения. Длительность импульсов на выходе 5 модулятора

т в:« Т2-Т4 5(f/B, -С/оп) , Т. е. ЯрН .,((7зх -f/on), f/B. вых 0.

На фиг. 2 слева призедепа диаграмма для и,, /7о„, а оправа - для U., }„„.

.Получение импульсов, длительность которых пропорциональна превыщению величины опорного сигнала над величиной входного, поясняется диаграммами 21-27 фтг. 2. На диаграмме 31 - величина опорного напряжения равла нулю; 15 - входное лапряжение; 22 - импульс на выходе первого компаратора, длительность которого линейно связана с величиной входного сигнала; 23 - имлульс ла выходе второго

жомпаратора; 24 - импульс на выходе инвертора 4; 25 - имлульс на выходе 8 модулятора, Пропорциональный лревыщению величины входного напряжения лад величиной опорного напряжения; 26 :- импульс

на выходе инвертора 9; 27 - импульс л а выходе модулятора //, пролорциолальный превыщению величины опорного напряжелия над величиной входного.

Длительность имлульсов на выходе //

модулятора Твых 4-Т2 S(Uan -t/вх) . Т. е. У. оых 5(t/on-a«J, вх.с Длительность импульсов на выходе 13 модулятора (фиг. 2, диаграмма 28) пропорциональна абсолютной 1величине разпости между величинами iвxoднoгo и опорного сигналов. В данном случае, при опорном напряжении, равном лулю, длительность импульсов на выходе 13 модулятора пропорциональна абсолютной величине (т. е. модулю) входного сигнала, т. е. модулятор ОСзодествляет функциональное преобразование вида - 9 U/ I вым - о j - вх 1 Предлагаемый широтно-импульсный мо. дулятор имеет расширенные функциональ; ные возможности, а именно, он позволяет получить на одном выходе импульсы, длительность .которых пропорциональна превышению величины входного сигнала над величиной опорного, на другом - превышению величины опорного сигнала над величиной входного, а на третьем - пролорциояальна абсолютной величине разности между входным и опорным сигналами. Применение такого .модулятора в радиоэлектронных устройствах, использующих принцип широтной модуляции, позволит за счет исключения схем, выпол.няюш,их указанные функции, уменьшить габариты, потребляемую мощность и увеличить их точность. Фор-мула изоб.ретения 1. Широтно-импульсный модулятор, со.держащий генератор пилообразного напряжения, входной компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй ВХОД - с клеммой источника входного сигнала, элемент И и элемент ИЛИ,- первый вход которого подключен к выходу элемента И, отличающий с,я тем, что, с Целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход - с клеммой источника опорного напрялсения, инвертор, 1ВХОД которого подключен к выходу входного компаратора, а выход - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом дополнительного компаратора, а выход - с первой выходной клеммой. ,2. Модулятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения импульсов, длительность которых пропорциональна превышению величины опорного сигнала над величиной входного сигнала, в него введены дополнительный инвертор, вход которого подключен к выходу дополнительного компаратора, и дополнительный элемент И, первый вход которого соединен с выходом дополнительного инвертора, второй ВХОД - с выходом входного компаратора, а выход подключен ко второй ;выходной клемме. 3. Модулятор по п. 2, отличающийс я тем, что, с целью получения импульсов, длительность которых пропорциональна абсолютной величине разности между величинами входного и опорного сигналов, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход с третьей выходной клеммой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 244385, кл. Н 03 К 7/08, 21.05.69. 2 Авторское свидетельство СССР № 529556, кл. И 03 К 7/08, 25.09.76 (прототип).