Способ адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты , мощных стабилизированньк источ- .никах питания. Целью изобретения является расширение динамического диапазона модуляции,«Для достижения поставленной цели в устройство, реализующее способ, дополнительно введены блок 6 выделения фронтов и спадов, дискриминатор 7 импульсов по длительности , дискриминатор 8 пауз по длительности , кольцевые N-разрядные счетчики 9 и 10 HN RS-триггеров 11 . Устройство также содержит блок 1 выделения сигнала ошибки, релейный элемент 2, шину 3 входного сигнала, N- ключевых усилителей 4 мощности, сумматор 5. Выполнение новых операций, предусмотренных в данном способе адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции, и введение новых блоков и схемных элементов в устройство для реализации способа позволили увеличить динамический диапазон модуляции путем многократного удлинения импульсов широтно-модулированной последовательности на выходе релейного элемента. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. С s (Л оо to оо со С/д 00 иг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 К 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3987088/24-21 (22) 11.12.85 (46) 07.08.87. Бюл. 11 29 (72) А.А. Алексанян, В.А. Александров, В.А. Галахов, В.А. Майоров и В,Л. Можейко (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1029397, кл. H 03 F 3/217, 23.10.81.

Авторское свидетельство СССР

У 995269, кл. Н 03 Г 3/217, 01.12.80. (54) СПОСОБ АДАПТИВНОЙ МНОГОКАНАЛЬНОЙ

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, мощных стабилизированных источниках питания. Целью изобретения является расширение динамического диаÄÄSUÄÄ 1328933 А1 паэона модуляции,еДля достижения пос тавленной цели в устройство, реализующее способ, дополнительно введены блок 6 выделения фронтов и спадов, дискриминатор 7 импульсов по длительности, дискриминатор 8 пауз по длительности, кольцевые N-разрядные счетчики 9 и 10 иМ RS-триггеров 11 °

Устройство также содержит блок 1.выделения сигнала ошибки, релейный элемент 2, шину 3 входного сигнала, Nключевых усилителей 4 мощности, сумматор 5, Выполнение новых операций, предусмотренных в данном способе адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции, и введение новых блоков и схемных элементов в устройство для реализации способа позволили увеличить динамический диапазон модуляции путем многократного удлинения импульсов широтно-модулированной последовательности на выходе релейного элемента. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

28933

1 !3

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоть, мощных стабилизированных источниках питания.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона модуляции.

На фиг.l представлена блок-схема устройства для реализации способа адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Способ адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции включает суммирование ряда выходных импульсных последовательностей, демодуляцию суммарного сигнала, сравнение входного сигнала с демодулированньм, формирование последовательности широтно-модулированных импульсов, длительность которых пропорциональна результату сравнения, сравнение длительностей импульса и паузы последовательности широтно-модулированных импульсов с эталонными величинами и при превышении последних формирование первого и второго импульсных сигналов, формирование ряда выходных импульсных последовательностей, фронты импульсов в которых формируют поочередно по фронтам импульсов в последовательности широтно-модулированных импульсов либо по фронту первого импульсного сигнала, а спады импульсов формируют поочередно по спадам импульсов в последовательности широтно-модулированных импульсов либо по второму импульсному сигналу.

Устройство для адаптивной широтноимпульсной модуляции содержит блок 1 выделения сигнала ошибки, релейный .элемент 2, шину 3 входного сигнала, N ключевых усилителей 4 мощности, сумматор 5, блок 6 выделения фронтов и спадов, дискриминатор 7 импульсов по длительности, дискриминатор 8 пауз по длительности, кольцевые И разрядные счетчики 9 и 10, М КЯ-триггеров

11, при этом первый вход блока 1 выделения сигнала ошибки соединен с шиной 3 входного сигнала, второй вход— с выходом сумматора 5 и выходной шиной, а выход — с входом релейного элемента 2, выход которого соединен с входами блока 6 выделения фронтов и спадов и дискриминаторов 7 и 8 импульсов и пауз по длительности, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами кольцевых счетчиков 9 и .10, первые входы которых соединены с выходами блока 6 выделения фронтов и спадов, причем выходы

5 кольцевого счетчика 9 соединены с Sвходами RS-триггеров 11 соответственно, а выходы кольцевого счетчика 10 соединены соответственно с,R-входами этих RS-триггеров, выходы которых через ключевые усилители 4 мощности соединены с входами сумматора 5.

Блок 6 выделения фронтов и спадов может быть выполнен на двух дифферен" цирующих цепочках вхОды кОторых Од» ной непосредственно, а второй через инвертор соединены с выходом релЬЙного элемента 2, а выходы- с входами кольцевых счетчиков 9 и 10 при этом для формирования на входах кольцевых счетчиков только положительных импульсов параллельно им включены диоды анодами к общей шике.

Дискриминатор 7 импульсов по длительности может быть выполнен на элементе совпадений, первый вход которого непосредственно, а второй через элемент задержки подключены к выходу дб релейного элемента. Элемент задержки в простейшем случае может быть выполнен на RC-цепочке.

Дискриминатор 8 пауз длительности отличается от дискриминатора 7 импульсов по длительности наличием инвертора на входе.

Кольцевые счетчики 9 и 10 могут быть выполнены на соединенных последовательно двоичного счетчика, дешиф40 ратора и дифференцирующих цепочек причем на входе двоичного счетчика включен двухвходовый элемент ИЛИ.

Блок 1 выделения сигнала ошибки может быть выполнен на интеграторе или фильтре нижних частот и дифференциальном усилителе.

Устройство для адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции работает следующим образом (для простоты считаем устройство трехканальным).

На выходе блока I выделения сигнала ошибки формируется сигнал U о

55 (фиг.2 б), величина которого определяется из соотношения

U t) = — I (Е() — Ue)dt

1 о

1328933

35 где 7 ь — постоянная времени интегратора, входящего в состав блока 1 выделения сигнала ошибки;

E(t)- суммарный выходной сигнал (фиг. 2ж 1;

U — модулирующий сигнал.

Сигнал U поступает на вход релейного элемента (РЭ) 2, имеющего величину гистерезиса yU (фиг.2e), На выходе РЭ формируется последовательность импульсов (фиг.2в), длительность которых определяется величиной входного сигнала U„. С выхода РЭ 2 ,последовательность широтно-модулированных импульсов поступает на блок 6 выделения фронта и спада (БВФиС), дискриминатор 7 импульса по длительности и дискриминатор 8 пауз по длительности.

БВФиС имеет два выхода, на первом из которых формируются короткие положительные импульсы, соответствующие положению фронта, а на втором — им- 25 пульсы, соответствующие положению спада импульсов с выхода РЭ 2 (фиг.2в).

Дискриминатор 7 импульса по длительности формирует короткий положительный импульс при превышении длительности .импульса на выходе Р3 2 установленной величины t . ДискриминаУ тор 8 паузы по длительности формирует короткий импульс, когда длительность паузы на выходе РЭ 2 превышает t

Пусть длительность импульса на выходе РЭ 2 не превышает t (например, 0 (t (t„, фиг.2в). БВФиС 6 формирует на выходах короткие импульсы, соответствующие фронту и спаду импульсов с выхода РЭ 2. Эти импульсы поступают на первые (счетные) входы первого 9 и второго 10 кольцевых счетчиков (КС). КС имеет три выхода, на каждом из которых по очереди фор мируется короткий импульс в момент поступления сигнала на первый вход счетчика.

Эти импульсы с выходов КС 9 поступают на S-входы RS-триггеров 11 и переводят их в единичное состояние.

С выходов КС 10 импульсы поступают на R-входы RS-триггеров 11 и пере55 водят их в нулевое состояние. В результате на выходах RS-триггеров 11 формируются три широтно-модулированные импульсные последовательности (фиг.2г-2е), которые затем усиливаются ключевыми усилителями 4 мощности и суммируются в сумматоре 5, формируя суммарный выходной сигнал E(t) (фиг.2ж).

При увеличении величины входного модулирующего сигнала П„ (момент Т фиг.2а) длительность импульса „ на выходе увеличивается и при достижении величины с (момент . t, фиг. 2в) дискриминатор 7 импульса по длительности формирует короткий импульс, который поступает на второй вход КС 9.

Последний работает таким образом, что при появлении сигнала на его втором входе изменяется порядок формирования импульсов íà его выходах (импульсы, которые формировались поочередно на первом, втором и третьем выходах, теперь формируются, соответственно на втором, третьем и первом выходах ).

Импульсы с выходов 9 поступают на

S-входы RS-триггеров и формируют фронты импульсов выходных импульсных последовательностей. Импульсы с выхода КС 10 формируют их спады. Длительности импульсов выходных последовательностей увеличилась на Т (период повторения импульсов импульсной последовательности ) по сравнению с импульсами на выходе РЭ 2 (фиг,2г-2е)

Дальнейшее увеличение входного модулирующего сигнала U„ и превышение им установленной величины (момент t „ фиг.2а) приводит к срабатыванию диск» риминатора 7 импульсов по длительности и длительность импульсов (фиг.2г2е) еще раз увеличивается на Т, С уменьшением входного сигнала увеличивается пауза между импульсами импульсной последовательности (фиг.2в) и при превышении ее значения установленной величины t дискриминатор 8 паузы по длительности формирует короткий импульс, который поступает на второй вход КС 10, что приводит к уменьшению на Т длительности импульсов выходных импульсных последовательностей. Следовательно, обеспечивается практически полная модуляция длительности импульсов выходных импулъсных последовательностеи.

Таким образом, введение новых операций в способе адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции и новых узлов в устройство для реализации этого способа позволили увеличить динамический диапазон модуляции

Pll2. Х

Составитель М. Леонова

Техред И. Верес Корректор E Рошко

Редактор Н, Бобкова

Заказ 3497/57 Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 13289 за счет многократного удлинения импульсов широтно-модулированной последовательности на выходе релейного элемента.

Формула изобретения

1. Способ адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции, включающий суммирование ряда выход- 1р ных импульсйых последовательностей, демодуляцию суммарного сигнала, сравнение входного сигнала с демодулированным, формирование послецовательности широтно-модулированных импульсов, длительность которых пропорциональна результату сравнения, и формирование ряда выходных импульсных последовательностей по фронтам и спадам широтно-модулированных импульсов, 20 отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона модуляции, дополнительно формируют первый и второй импульсные сигналы соответственно при превыше- 25

/ нии длительности импульса и паузы последовательности широтно-модулированных импульсов установленных эталонных величин, при этом по фронтам широтномодулированных импульсов либо по фрон-З0 ту первого импульсного сигнала формируют поочередно фронты импульсов в выходных импульсных последовательностях, спады которых формируют также поочередно по спадам широтно-модулиV

33 6 рованных импульсов либо по второму импульсному сигналу.

2. Устройство для адаптивной многоканальной широтно-импульсной модуляции, содержащее блок выделения сигнала ошибки, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй — с выходом сумматора, а выход— с входом релейного элемента и М ключевых усилителей мощности, выходы которых соединены с входами сумматора, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона модуляции, в него дополнительно введены блок выделения фронтов и спадов, дискриминатор импульсов по длительности, дискриминатор пауз по длительности, два кольцевых М-разрядных счетчика и и Рз-триггеров, S --входы которых соединены соответственно с выходами первого кольцевого H-разрядного счетчика, R -входы — соответственно с выходами второго кольцевого М "разрядного счетчика, а выходыс входами ключевых усилителей мощности; при этом выход релейного элемента соединен с входами дискриминаторов импульсов и пауз по длительности и с входом блока вьщеления фронтов и спадов, выходы которого соединены соответственно с первыми входами кольцевых И -разрядных счетчиков, вторые входы которых соединены соответственно с выходами дискриминаторов импуль" сов и пауз по длительности.