Преобразователь код-напряжение с широтно-импульсной модуляцией

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-НАПРЯЖЕНИЕ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий четыре ключа, первый фильтр нижних частот, RS-триггер, генератор импульсов, выход которого 1одключен к счетному входу счетчика зыход которого подключен к S-входу RS-триггера, шина источника опорного напряжения соединена с входрм первого ключа, выход которого подключен к первому входу первого фильтра нижних частот и входу второго ключа, выход которого объединен с вторым выходом первого фильтра нижних частот и соединен с общей шиной, прямой выход RS-триггера подключен к управляющему входу третьего ключа, отличающийся тем, что. с целью повьшения надежности преобразователя устройства в работе, в него введены формирователь коротких импульсов, делитель частоты, второй фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и сумматор, причем выход генератора импульсов через делитель частоты соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, вход третьего ключа соединен с общей шиной, а выход объединен с выходом четвертого ключа и через последовательно соединенные i второй фильтр нижних частот и фильтр Iw верхних частот соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выход - с выходной шиной, при этом инверсньй выход RS-триггера соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей и через формирователь коротких импульсов - стробирующим входом ЭО СП , вход записи которого подключен к шине входного кода, вход четвертого ключа подключен к шине источника опорного напряжения, а вторые выходы второго фильтра нижних частот и фильтра верхних частот объединены и соединены с общей шиной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ-iHX

РЕСПУБЛИК

119) (11) (51)4 Н 03 М 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709117/24-24 (22) 11.03.84 (46) 23.09.85. Бюл. Р 35 (72) А.И. Овчаренко, С.И. Овчаренко и Е.В. Морозов (71) Харьковский политехнический институт им. R.È.Ëåíèíà (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 423237, кл. Н 03 К 13/02,21.07.72.

Авторское свидетельство СССР

У 790283, кл. Н 03 К 13/02,05.12.78. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-НАПРЯЖЕНИЕ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий четыре ключа, первый фильтр нижних частот, RS-триггер, генератор импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика выход которого подключен к S-входу

RS-триггера, шина источника опорного напряжения соединена с входом первого ключа, выход которого подключен к первому входу 1.åðâîãî фильтра нижних частот и входу второго ключа, выход которого объединен с вторым выходом первого фильтра нижних частот и соединен с общей шиной, прямой выход RS-триггера подключен к управляющему входу третьего ключа, отличающийся тем, что, r целью повышения надежности преобразователя устройства в работе, в него введены .фсрмирователь коротких импульсов, делитель частоты, второй фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и сумматор, причем выход генератора импульсов через делитель частоты соединен с R-входом

RS-триггера, прямой выход которого годключен к управляющему входу первого ключа, вход третьего ключа соединен с общей шиной, а выход объединен с выходом четвертого ключа и через последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и фильтр верхних частот соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выход — с выходной шиной, при этом инверсный выход 2$-триггера соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей и через формирователь коротких импульсов — стробирующим входом сче чика, вход записи которого подключен к шине входного кода, вход четвертого ключа подключен к шине источника опорного напряжения, а вторые выходы второго фильтра нижних частот и фильтра верхних частот объединены и соединены с общей шиной.

1181151

Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике и может быть использовано для точного преобразования кода в пост .янное напряжение. 5

Цель изобретения — повышение надежности преобразователя устройства в работе.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 — вы- 1Î полнение фильтров нижних и верхних частот и сумматора.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с счетным входом счетчика 2, к вхо- 15 дам D записи которого подключены шины N преобразуемого кода, делитель

3 частоты (например, триггерный), выход которого соединен с S-входом

RS-триггера 4, формирователь 5 корот 2О ких импульсов, выход которого подключен к стробирующему входу счетчика 2, первый 6, второй 7, третий

8 и четвертый 9 ключи, входы первого и четвертого из которых под- 25 ключены к шине источника опорного напряжения, а выходы первого, второго и третьего, четвертого — к идентичным фильтрам 10 и 11 нижних частот, которые в простейшем случае могут представлять интегрирующие

RC-цепи, выход фильтра 12 верхних частот, который в простейшем случае может представлять дифференцирующую

RC-цепь, соединен с первым входом

35 сумматора 13, который может быть выполнен на операционном усилителе

17. с внешними резисторами 14 — 16 (фиг. 2), Выходные импульсы счетчика 2 и делителя 3 частоты поочередно устанавливают триггер 4 — соответствечно в единичное и нулевое состояние. Длительность периода переключения триггера 4 постоянна и рав45 на

T

f где k — коэффициент деления делите- 50 ля частоты 3;

f — частота следования импульсов генератора

Длительность пребывания триггера

4 в единичном состоянии определяется 55 кодом N.

Устройство работает следующим образом.

Очередной импульс делителя 3 частоты устанавливает триггер 4 в нулевое состояние. По перепаду на инверсном выходе триггера 4 формирователь 5 формирует короткий, импульс, длительность которого должна быть меньше, чем 1/f, но достаточной для записи кода N в счетчик 2. Чем больше значение N, тем раньше переполнится счетчик 2 и своим выходным импульсом установит триггер 4 в единичное состояние. Следовательно, длительность пребывания триггера 4 в единичном состоянии равна л

Таким образом, на прямом выходе триггера 4 имеет место широтно-импульсно модулированное напряжение с коэффициентом заполнения

1с а на инверсном выходе р Т-с

N

1- — "- =1- — - =1-У

Т Т а„; а„.

Фильтр 12 высоких частот пропускает только переменную составляющую напряжения U 1< (2). В сумматоре 13 напряжение Б,ю и переменная составляющая напряжения U<< складываются, а

Uöb,„ = Е у, т.е. пропорционально коду

N. За счет противофазности гармоник этих напряжений уровень пульсаций может быть существенно уменьшен. Тем самым при заданном уровне пульсаций имеется возможность снизить постоянные времени фильтров 10 и 11 т.е. повысить быстродействие преобразователя. Степень компенсации определяетВыходные напряжения триггера 4 управляют работой ключей 6 — 9 так, что конденсатор С ю (фиг. 2) заряжается в течение о и разряжается в те— чение (Т вЂ” о ) а конденсатор С1р (фиг. 2) заряжается в течение (Т вЂ” ), а разряжается в течение .

Выходные напряжения фильтров 10 и

11 представляем рядами Фурье

/Х омЮ g иг.2

Составитель А. Симагин

Редактор М, Бланар Техред Л.Бабинец

Корректор А. Обручар

Подписное

Заказ 5949/60 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5 (..

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся фазовыми и амплитудными искажениями, вносимыми фильтром высших частот.

Практически следует выбирать максимально большую емкость конденсатора

С,, а резистором 15 осуществлять подстройку по минимуму пульсаций Б „„.

В устройстве высокое быстродействие достигается экономичным путем— введением компенсирующего канала в фильтре нижних частот. Это обстоятельство одновременно позволяет упростить и собственно широтно-импульсный модулятор, который в предлагаемом устройстве выполнен на более

Rl 15! 4 простых, чем н известном, элементах— делителе частоты и счетчике. Реали зация компенсирующего канала в предлагаемом устройстве в виде последовательного соединения фильтра нижних частот (в простейшем случае интегрирующая цепь), фильтра верхних частот (я простейшем случае — дифференцирующая RC-цепь) и аналогового сумматора обеспечивает предлагаемому устройству высокую точность и быстродействие преобразования код напряжение при небольшом объеме оборудования.