Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение может быть использовано в цифровых системах управления электродвигателями, источниками питания и т.п. Цель, изобретения расширение функциональных возможностей , достигается путем уп $авления широтно-импульсным модулятором двуполярными цифровыми снгиалами и формирования реверсивной передаточной характеристики с насыщением. Для этого в модулятор дополнительно введены элемент ИСЮШЧАКЩЕЕ ИЛИ 5, элементы И-НЕ 6-8 и элемент 2И-ИЛИ-НЕ 9. На чертеже также показаны: генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, двоичный сумматор 3, цифровой задатчик 4, введение элемента 5 позволило получить реверсивную характеристику, а введение элементов 6-9 обеспечило релим насыщения на двух ветвях выходной характеристики . Кроме того, в модуляторе умень (Л шены потери при переключениях силовых ключей в режимах нулевого и максимального выходных сигналов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3879578/24-21 (22) 08.04.85 (46) 23.11.86. Бюд. М 43 (71) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) Г. И. Каплун, А. П. Пермяков, А. С. Иванов, В. Р. Кузнецов и С. Л. Полещук (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1170605, кл. Н 03 К 7/08, 10.12.82.

Авторское свидетельство СССР

М 1095385, кл. Н 03 К 7/08, 02.03.82. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение может быть использовано в цифровых системах управления электродвигателями, источниками питания и т.п. Цель изобретения расширение функциональных возможностей, достигается путем управления широтно-импульсным модулятором двуполярными цифровыми сигналами и формирования реверсивной передаточной характеристики с насыщением. Для этого в модулятор дополнительно введены элемент ИСИПОЧАМЦЕЕ ИЛИ 5, элементы И-HE 6-8 и элемент 2И-ИПИ-НЕ 9.

На чертеже также показаны: генератор l тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, двоичный сумматор 3, цифроной задатчик 4, введение элемента 5 позволило подучить реверсивную характеристику, а введение элементов 6-9 обеспечило режим насыщения на двух ветвях выходной характерис- ф тики. Кроме того, в модуляторе уменьшены потери при переключениях силовых ключей в режимах нулевого и максимального выходных сигналов. 1 ил.

1272493!

О

1S

30

45

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в цифровых системах управления электродвигателями, источниками питания и т.д.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей широтно-импульсного модулятора путем управления им двуполярными цифровыми сигналами и формирования реверсивной передаточной характеристики с насыщением.

На чертеже представлена функциональная схема широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, двоичный сумматор 3, цифровой задатчик 4, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементы И-НЕ 6-8 и элемент 2И-ИЛИ-НЕ 9, причем выход генератора 1 тактовых импульсов соединен со счетным входом двоичного счетчика 2, разрядные выходы которого соединены с первыми входами двоичного сумматора 3, вторые входы которого соединены с выходами и младших разряДов цифрового задатчика 4, прямые и инверсные выходы m старшых разрядов которого подключены соответственно к входам элементов И-НЕ 6 и 7, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элемента 2И-ИЛИ-НЕ 9, вторые входы которого соединены соответст.— венно с прямыми и инверсными выхода- . ми знакового разряда цифрового задатчика 4, а выход — с первым входом элемента И-HE 8, выход которого соединен с первой выходкой шиной, а второй вход — с выходом элемента 5

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходом переноса двоичного сумматора 3 и инверсным выходом знакового разряда цифрового задатчика 4, прямой выход знакового разряда которого соединен с второй выходной шиной.

Двоичный счетчик 2 и двоичный сумматор 3 выполняются п-разрядными.

Цифровой задатчик 4 выполняется n+

+ш+1-разрядным,, причем ш+1 разряды должны иметь прямые и инверсные выходы, он может быть выполнен, например, на микросхемах K155TN7 и К155ТИР.

Элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ может быт%

BbIJIoJIHpH, например, на микросхеме.

К155ЛП5.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

Когда код цифрового задатчика пол ложителен и не превышает 2 -1, двоичный счетчик 2 производит счет импульсов генератора 1 тактовых импульсов, двоичный сумматор 3 складывает в каж— дый момент времени код на выходах двоичного счетчика 2 с кодом на выходах младших и разрядов цифрового задатчика 4, при этом отношение длительности импульсов к периоду следования на выходе переноса двоичного сумматора 3 определяется как

1 = 1

2" где k - код на выходе цифрового задатчика;

n — разрядность счетчика.

При этом на инверсном выходе знакового разряда цифрового задатчика

4 — высокий уровень и сигнал на выходе элемента 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является инверсным по отношению к сигналу на выходе переноса двоичного сумматора 3, на входах элемента ИНЕ 7 -сигналы высокого уровня, на его выходе — низкий логический уровень, на прямом выходе знакового разряда цифрового задатчика 4 — низкий уровень, следовательно, на выходе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 9 — высокий логический уровень, н сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 и первой выходной шине повторяет сигнал на выходе переноса двоичного сумматора 3, при этом на второй выходной шине — низкий логический уровень.

Если сигнал цифрового задатчика 4 положителен, но превышает 2 -1, то

h хотя бы на одном из входов элемента И-НЕ 7 появится низкий логический уровень, а на его выходе — высокий уровень, на двух входах И элемента .

2И-ИЛИ-НЕ 9 — высокие логические уровни, а на его выходе — сигнал низкого уровня, который поступит на вход элемента И-НЕ 8, на выходе которого и первой выходной шине появится высокий логический уровень, соответствующий режиму насыщения широтно-импульсного модулятора.

Реверсивная характеристика широтно-импульсного модулятора обеспечивается тем, что при поступлении отрицательного числа в дополнительном коде с цифрового задатчика 4 сигнал высокоro уровня с прямого выхода его

1272 знакового разряда поступает на вторую выходную шину, а с нее — на вход управляющего устройства для изменения направления движения исполнительного устройства. Одновременно сигнал с инверсного выхода знакового разряда цифрового задатчика 4 поступает на один из входов элемента 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и его выходной сигнал повторяет сигнал на выходе переноса 10 двоичного сумматора 3. При этом на входы элемента И вЂ” НЕ 6 поступают сигналы высокого уровня, на его выходе— сигнал низкого уровня, следовательно, на выходе элемента 2И-ИЛИ-НЕ 9 — 15 сигнал высокого уровня, а на выходе элемента И-HE 8 и первой выходной шине — сигнал, инвертированный относительно сигнала на выходе переноса двоичного сумматора 3. 20

Отношение длительности к периоду следования на выходе двоичного сумматора 3 при отрицательных кодах определяется также, как и при положительных, но так как число в допол- 25 нительном коде представляет собой м дополнение до 2, т.е. к=2 -М, где М вЂ” дополнение, соответствующее коду k а сигнал на выходе модулято- ЗО ра — есть инверсия сигнала на выходе переноса двоичного сумматора 3, то длительность импульса на выходе широтно-импульсного модулятора равна длительности паузы на выходе пе35 реноса двоичного сумматора 3 и определяется как

То t„„„k 2"-М М о омо — =1 л э о где Т вЂ” период следования импульсов;4Π— длительность импульсов иа выходе переноса двоичного сумматора 3.

Таким образом, при отрицательных числах на выходах цифрового задатчи- 5 ка 4 отношение длительности импульсов к периоду следования на первой выходной шине широтно-импульсного модулятора определяется делением на м

2 кода цифрового задатчика 4, а на второй выходной шине установлен высокий логический уровень, Если код цифрового задатчика 4 отрицателен и по модулю превышает 2 -1, то хотя бы на один из входов элемента И-НЕ 6 поступает низкий логический уровень с выходов его старших разрядов, на выходе элемента И-HE 6 устанавлива493 4 ется высокий логический уровень, следовательно, на два входа И элемента

2И-ИЛИ-НЕ 9 поступают высокие уровни, а на его выходе устанавливается низкий уровень, поступающий на один из входов элемента И-НЕ 8 и вызывающий появление высокого логического уровня на первой выходной шине широтко-импульсного модулятора, соответствующего насыщению на отрицатель" ной ветви характеристики модулятора.

Введение в широтно-импульсный модулятор элемента 5 ИСКЛЮЧАОЖ1ЕЕ ИЛИ позволило получить реверсную характеристику, а применение трех элементов И-HE и элемента 2И-ИЛИ-НЕ обеспечило режим насыщения на двух ветвях его выходной характеристики.

Кроме того, в широтно-импульсном модуляторе нулевому входному сигна1 лу соответствует выходной сигнал низкого логического уровня, а максимальному входному сигналу — выходной сигнал высокого логического уровня, что позволяет уменьшить потери при переключении силовых клйчей .в режимах нулевого и максимального входных сигналов °

Формула из обр етения

Щиротно-импульсный модулятор, содержащий соединенные последовательно генератор тактовых импульсов и двоичный счетчик, разрядные выходы которого соединены с первыми входами двоичного сумматора, вторые входы которого соединены с выходами и младших разрядов цифрового эадатчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены три элемента И-НЕ ° элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент

2И-ИЛИ-НЕ, причем прямые и инверсные выходы ш старших разрядов цифрового задатчика подключены соответственно к входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соединены с первыми входами элемента 2И-ИЛИ-НЕ, вторые входы которого соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами знакового разряда цифрового задатчика, а выход — с первым входом третьего элемента -HE, выход которого соединен с первой выходной шиной, а второй вход — с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы котороРедактор Jl. Гратилло Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Заказ 6349/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1272493 го соединены соответственно с выхо- да дом переноса двоичного сумматора и хо с инверсным выходом знакового разря- ди

6 цифрового задатчика, прямой выд знакового разряда которого соенен с второй выходной шиной.