Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1982 года по МПК H03K7/08 

) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных системах, системах автоматического управления с широтноимпульсными преобразователями.

Известен широтно-импульсный модулятор, длительность выходного импульса которого модулируется по закону f(x). Модулятор содержит два счетчика, дешифратор, элемент ИЛИ и три)- гер причем первый счетчик устанавливает частоту повторения выходных импульсов, а второй - длительность импульса Г1 3Недостатком этого модулятора является сложность и низкая надежность для периодических модулирующих сигналов.

Наиболее близким по технической, сущности к изобретению является широтно-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, блок совпадения кодов, ци(Ьровой функциональный преобразователь и триггер, причем

ВХОДЫ блока совпадения кодов соеди ены с разрядными выходами первого счетчика и выходами цифрового функционального преобразователя, входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, а входы триггера соединены с выходами блока совпадения кодов и первого счетми-ка Г2 3. .

Недостатком этого широтно-импуль10сного модулятора является большое число разрядов счетчиков и сложность цифрового функционального преобразователя при работе с периодическими модулируощими функциями.и, как следст15вие этого, низкая надежность устройства.

Цель изобретения - повышение на.дежности устройства.

Поставленная цель достигается

20 тем, что в широтмо-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, цифровой Функциональный преобразователь, блок совпадения кодови триггер, выход которого соединен с выходной шиной устройства, входы счетчиков соединены с входными шинами устройства входы блока совпадения кодов соединены с разрядными .выходами первого счетчика и выходами цифрового функционального преобразователя, входы котрого соединены с разрядными выходами второго счетчика, дополнительно введены три триггера, два элемента совпадения и элемент ИЛИ, причем вхо первого триггера соединен с выходом первого счетчика, выход второго счетчика соединен с входом второго триггра, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика и входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элемента совпадеНИИ, второй вход которого соединен с выходом блока совпадений кодов и первым входом второго элемента совпаденич, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера , выходы элементов совпадении соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом первого элемента совпадений и прямым выходом первого триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента совпадений.

На чертеже представлена блок-схема широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, р азрядные выходы счетчика 2 соединены с входами цифрового функционального преобразователя 3. Разрядные выходы счетчика 1 и выходы цифрового функционального преобразователя 3 соединены с входами блока k совпадения кодов.

Выход счетчика 1 соединен с входом триггера 5. Прямой выход триггера 5 соединен с первым входом выходного триггера 6 и первым входом элемента 7 совпадений. Инверсный выход триггера 5 соединен с первым входом элемента 8 совпадений.

Выход счетчика 2 соединен с входом триггера 9,выход которого соединен с входом управления реверсом счетчика 2 и с входом триггела 10.

Прямой выход триггера 10 соединен с входом управления реверсом счетчика 1 и с третьим входом элемента 7 совпадений, инверсный выход триггера 10 соединен с третьим входом элемента 8 совпадений. Вторые входы элементов 7 и 8 совпадений соединены с выходом блока совпадений кодов.

Выходы элементов 7 и 8 совпадений соединены с входами элемента ИЛИ 11 выход которого подсоединен ко второму входу выходного триггера 6. Один из выходов выходного триггера 6 соединен с выходной шиной широтноимпульсного модулятора, входные шины которого соединены с входами счетчиков 1 и 2.

Модулятор работает следующим образом.

В начальный момент времени счетчики 1. и 2, триггеры и .10 и выходной триггер 6 находятся в нулевом состоянии. На вход счетчика 1 поступают импульсы частоты F, а на вход счетчика 2- F. Для надежной работы модулятора для F v, и Fo должно выполняться условие F 7/2NFrj, где N - число состояний счетчика 1.

Пока триггеры 9 и 10 находятся в состоянии О счетчики 1 и 2 работают в режиме сложения. Импульсыпереполнения счетчика 1 поступают на вход триггера 5. С выхода триггера 5 импульсы поступают на вход выходного триггера 6, устанавливая его в состояние 1 и вырабатывают сигналы начала формирования временного интервала.

Импульсы частоты F поступают на вход счетчика 2. На выходах счетчика 2 вырабатывается линейно-изменяющийся во времени код, который поступает на входы цифрового функционального преобразователя 3, на выходах которого формируется код, изменяющийся по закону заданной функции.

При совпадении кодов с выходов счетчика 1 и .цифрового функционального преобразователя 3 на выходе блока совпадения кодов вырабатываются импульсы.

Импульсы с выхода блока совпадения кодов поступают на входы элементов 7 и 8 совпадений. Так как тригер 10 находится в нулевом состоянии, то эти импульсы проходят только через элемент 7 совпадений, при

этом на второй вход триггера 6 поступают импульсы, которые появляются на входе элемента 7 совпадений в моменты времени, соответствующие единичному состоянию триггера 5. Час тота импульсов на втором входе триггера 6 равна частоте импульсов на выходе блока совпадения кодов, деленной на 2.Максимальная скважность импульса выходе широтно-импульсного модулятора получается тогда, когда моделируется минимальное значение моделирующей функции f{x). При работе счетчиков 1 и 2 в режиме сложения при формировании первой четверти фукнции, она равна 2,

После того, как счетчик 2 пройдет все свои состояния, триггер 9 устанавливается в состояние 1.

При этом счетчик 2 переводится в , режим вычитания и начинается формирование второй четверти полупериода фукции f (х).

После прохождения счетчиком 2 его рой раз всех его состояний, заканчивается формирование первого полупери да функции f(x), триггер 9 устанавливается в состояние О, а триггер 10 в 1. Начинается формирование второго полупериода функции f(x).. При этом счетчик 1 переводится в режим вычитания. При формировании второго полупериода функции f(x) импульсы с выхода блока i совпадения кодов поступают на второй вход триггера 6 в моменты времени, соответствующие нулевому состоянию триггера 5

При этом максимальная скважность выходного широтно-импульсного сигнапа, соответствующая минимальному значению функции f{x), зависит лишь от частоты F и ограничена только . разрешающей способностью схемы.

После того, как счетчик 2 в трети раз пройдет все свои состояния, заканчивается формирование третьей четверти периода модулирующей функции. Триггер 9 устанавливается в состояние 1. Счетчики 1 и 2 переводятся в режим вычитания и начинается формирование четвертой четверти периода выходного сигнала. После того как счетчик 2 в четвертый раз пройдет все свои состояния, заканчивается формирование периода функции f(x). Триггеры 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние и работа схемы повторяется.

Частота F выходного сигнала paв

на

где N - число срстояний счетчика 2 .

По сравнению с известным, предлагаемое устройство проще и надежнее при получении на его выходе импульсов с скважностью, изменяющейся по закону (x), где f(x) - периодичная, с периодом Т, функций.

Действительно, для того, чтобы получить на выходе известного устройства выходной сигнал с такбй же точностью (дискретностью) как и предлагаемом, необходимо увеличить количество состояний двух счетчиков в 4 раза или, что то же самое увеличить разрядность счетчиков на два (для случая двоичных счетчиков) При этом увеличивается количество входов и выходов цифрового функционального преобразователя и снижается надежность устройства.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, цифровой функциональный преобразователь, блок совпадения кодов и триггер, выход которого соединен с выходной шиной устройства, входы счетчиков соединены с входными шинами устройства, входы блока совпадения кодов соединены с разрядными выходами первого счетчика и выходами цифрового фунционального преобразователя, входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены три триггера, два элемента совпадения и элемент ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого счетчика, выход второго счетчика соединен с входом второго триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика и входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элемента совпадений, второй ход которого соединен с выходом блока совпадения кодов и первым входом второго элемента совпадений, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, выходы элементов совпадений соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с третьим входом первого элемента совпадений и прямым выходом первого триггера, ин5

N

/

/ /

/ /

/

версный выход которого соединен с третьим входом второго элемента совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

P 664230, кл. Н 03 К 7/08, 30.01.78.

Вы код

01тп

иП

S