Преобразователь код-шим

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1462488 A 1

15ц 4 Н 03 М 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВЖОЮЗЫ0

ВтГцп3 Ы}.;1ЛИМЯ

Е, Б :1G

К А BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4302188/24-24 (22) 06.07.87 (46) 28.02.89. Бюл.11- 8 (71) Минский радиотехнический институт (72) В;П.Кузнецов, Ф.В.Фурман, А.В.Коломенцев и С.А,Курбат (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1322481, кл. Н 03 M 7/08, 1986.

Авторское свидетельство СССР

11} 1164886, кл. Н 03 M i/82, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ШЙМ (57) Изобретение относится к автома-; тике и может быть использовано в цифровых системах управления электроприводами промышленных роботов, станков с числовым программным управлением и т,п. Изобретение позволяет реализовать как несимметричный, так и симметричный закон модуляции, что расширяет область его применения, Преобразователь содержит блок 1 начального сброса, управляемый генератор

2 импульсов, два элемента ИЛИ Зи 8, триггер 4, четыре элемента И 5,6,12 и 13, делитель 7 частоты, регистр 9, элемент 10 задержки, счетчик 11 импульсов, инвертор 14, два сумматора

15 и 16 по модулю два и коммутатор

17, Управляемый генератор 2.импульсоВ содержит триггер, элемент И, счетчик импульсов, мультиплексор, генератор эталонной частоты и регистр. Комму»" татор 17 содержит ячейки коммутации, каждая из которых состоит иэ элемента И, элемента ИЛИ-НЕ и элемента

ИЛИ, и дешифратор. 2 з.п. ф-лы 3 ил

1462488

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифровых системах управления электроприводами промышленных роботов, станков

5 с числовым программным управлением и т. и.

Целью изобретения является расширение области применения за счет реализации как симметричного, так и несимметричного закона модуляции.

На фиг.! представлена структурная схема описываемого преобразователя; на фиг.2 - то же, управляемого генератора импульсов: на фиг.3 " то же, коммутатор а.

Преобразователь сОдержит блок 1 начального сброса, управляемый генератор 2 импульсов, первый элемент

ИЛИ 3, . риггер 4, первый 5 и второй

6 элементы И, делитель 7 частоты, второй элемент ИЛИ 8, регистр 9, элемент 10 задержки„счетчик 11 импульсов, третий 12 и четвертый 13 элеменI ты И, инвертор 14, первый 15 и вто- 25 рой 16 сумматоры по модулю два и коммутатор 17.

На фиг,1 позициями 18, 19 и 20 обозначены. соответственно информационный вход, вход управления и вход 30 управления и вход "Пуск" преьбразова теля, позициями 21 — 24 — соответственно первый — четвертый выходы преобразователя.

Управляемый генератор 2 импульсов содержит триггер 25,, элемент И 26, счетчик 27 импульсов, мультиплексор

28, генератор 29 эталонной частоты и регистр 30.

Коммутатор 17 содержит ячейки 31 40 коммутации, каждая из которых состоит иэ элемента И 32, элемента ИЛИ-НЕ 33 и элемента ИЛИ 34 и дешифратор 35, Блок 1 начального сброса формирует на выходе короткий импульс положитель-45 ной полярности при включении напряже ния питания, В регистре 9 хранится дополнитель" ный код преобразуемого числа. Причем в старшем разряде хранит-ся признак закона широтно-импульсной модуляции ("1" — несимметричная, "0" — симметричная), а в предшествующем разряде записан знак числа ("0" — полджительное, "1" — отрицательное), Инвертор 14 совместно с третьим 12 и четвертым 13 элементами И управляет подачей импульсов от управляемого генератора 2 импульсов на суммирующий либо вычитающий вход реверсивного счетчика 11 (в зависимости от значения знакового разряда регистра 9), Дел и тел ь 7 со вме стн о с р е ве р си вным счетчиком 11, первым 3 и вторым .8 элементами ИЛИ управляет работой триггера

4. Элемент 10 задержки служит для синхронизации записи кода преобразуемого числа Е с входа 18 в регистр 9 и реверсивный счетчик 11. Сигнал "Пуск" (одиночный короткий импульс) с входа 20 используется для начального запуска преобразователя код-ШИИ и формируется оператором или функциональными элементами системы, в которой используется преобразователь.

Делитель 7 из частоты f, на первом выходе управляемого генератора 2 импульсов формирует частоту ШИМ

= f,/К (К вЂ” коэффициент деления делителя 7), Управляемый генератор 2 импульсов формирует на первом выходе импульсную последовательность частотой f., У равной где N — код числа на входе 19, записанный в регистре .30;

f — частота генератора 29.

На второй выход управляемого генератора 2 импульсов поступает частота f генератора 29.

Управляемый генератор 2 импульсов работает следующим образом.

При поступлении импульса положительной полярности на его первый вход триггер 25 устанавливается в нулевое состояние, В результате этого импульсы с выхода генератора 29 не поступают на выход элемента И 26. Запуск управляемого генератора 2 импульсов производится импульсом положительной полярности, поступающим на второй вход управляемого генератора

2 импульсов, который осуществляет запись кода N> в регистр 30, производит обнуление счетчика 27 и установку в единичное состояние триггера

25. В результате этого импульсы с выхода генератора 29 поступают на суммирующий вход счетчика 27, на второй выход управляемого генератора

2 импульсов и на первый информационный вход мультиплексора 28, когорый в зависимости от кода Й на своих управляющих входах коммутирует соответствующий выход счетчика 27 на

1462488 первый выход управляемого генератора

2 импульсов. Коммутатор 17 формирует код для записи в реверсивный счетчик 11. В случае несимметричной мо5 дуляции (на втором входе коммутатора

17 — уровень "1") на всех выходах дешифратора 35 будут уровни логической "1" при всех значениях кода N

Сигналы на выходах ячеек 31 коммута- 1р ции будут равны соответствующим сигналам на их вторых входах. В результате этого на выходе коммутатора 17 будет код, равный коду на третьем его входе. При симметричном законе 15 широтно-импульсной модуляции на второй вход коммутатора 17 подан уровень логического "0" и на соответствующем выходе дешифратора 35, адрес которого определяется кодом на первом 20 входе коммутатора 17, появится низкий уровень. При этом на выход соответствующей ячейки 31 поступает инвертированный сигнал с его информационного входа, Таким образом, сиг- . нал на выходе коммутатора 17 будет отличаться от сигнала на его третьем входе соответствующим инвертированным разрядом. Номер разряда определяется по формуле 30

N> + log<

При несимметричной ШИМ модулированные по длительности импульсы снимаются с выхода 21 или 22 первого или второ- З5

ro элемента И, а при симметричной

IIIHM — с выхода 23 или 24 первого или второго сумматора 15 или 16 по модулю два.

Преобраэователь работает следующим 40 образом.

При включении напряжения питания блок 1 начального сброса формирует короткий импульс, который через элемент ИЛИ 3 устанавливает триггер 4 в 45 нулевое состояние. По этому же импульсу устанавливается в исходное состояние .управляемый генератор 2 импульсов, т.е. на его первый и второй выходы импульсы не приходят. 50

Рассмотрим слу гай симметричной ШИМ ("0" — в старшем разряде регистра 9) для положительного кода Е (0 — в знаковом разряде регистра 9) . На информационные раэряды (вход 18) регистра ? подается дополнительный код

Е, преобразуемый в длительность импульса. На третий вход управляемого генератора 2 импульсов поступает код

11, определяющий частоту на первом выходе управляемого генератора 2 импульсов. При этом величина кода 8 не должна превышать 2 . Запуск преобразователя код-ШИК производится коротким импульсом по входу 20 "Пуск", который устанавливает в нулевое состояние делитель 7, запускает управляемый генератор 2 импульсов и записывает код f в регистр 9. Этот же им-! пульс поступает на вход элемента 10 задержки и через время В t переписывает код с выхода коммутатора 17 в реверсивный счетчик 11 и устанавлива" ет Ы" 1" триггер 4. В результате это -. го на первом выходе управляемого ге- . нератора 2 импульсов будет сформирована импульсная последовательность частотой 2 з, на втором выходе импульсная последовательность, частота которой равна частоте f, генератора 29, а на третьем выходе — код Нз.

На выходе коммутатора 17 будет сфор мирован код, в m-м разряде которого находится логическая единица. Данный код записан также в реверсивный счетчик !1. На выходе 24 второго сумматора 16 по модулю два будет высокий уровень, а на выходе 23 первого сумматора 15 по модулю два — низкий уровень. Импульсы с второго выхода управляемого генератора 2 импульсов поступают через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика

I1, в результате чего на выходе ре.версивного счетчика 11 код будет уменьшаться. В момент равенства нулю кода на выходе реверсивного..счетчика 11 будет сформирован короткий импульс, который через элемент ИЛИ.3 установит триггер 4 в нулевое состоя ние. В результате этого на выходе 23 первого сумматора 15 по модулю два будет высокий уровень, а на выходе

24 второro.сумматора 16 по модулю два — низкий уровень. Импульс с выхода делителя 7 через элемент ИЛИ 8 запишет код в регистр 9, код Ny - в регистр 30 управляемого генератора 2 импульсов, а через время !It устано- вит в единичное состояние триггер 4 и запишет преобразованный код с выхо» да коммутатора 17 в реверсивный счет чик 11, Таким образом, величина периода преобразования Т будет определяться периодом поступления импульсоВ с выхода делителя 7 и равна:

2 и

Т " — —— о

1462488 без изменения частоты следования управляющих импульсов, В течение следующего периода устройство будет работать аналогичным

Образом, поэтому при симметричной

ЩИМ для > О на выходе 24 второго сумматора 16 по модулю два будут

<"„формированы импульсы длительностью С„; 10

Т Е с + ъ 2 ! на выходе 23 первого сумматора 15 о модулю два длительность импульсов

1 авиа:

Т

Ь

|

Работа преобразователя код-ШИМ для имметрнчной ШИМ и кода 1 - О будет тличать; я тем, что в m-м разряде еверсивного счетчика 11 будет запиан логический нуль (инвертируется и разряд кода, записанного в реистр 9), При.этом импульсы с второ- 25 о выхода управляемого генератора 2 ймпульсов поступают через элемент

Й 13 на суммирующий вход реверсивного начетчика 11. Длительность импульсов

На выходе 23 первого сумматора 15

По модулю два равна:

Т (+

2 о ф на выходе 24 второго сумматора 16 л

Ь

Ц 2 fo

В случае несимметричной ШИМ ("1 старшем разряде регистра 9) преаб- 40 фазователь работает аналогично с тай разницей, что преобразованный сигнал формируется на выходе элеменга И 5 (для E О) либо на выходе 1лемента И 6 (для f О),а коммута . ор 17 в обоих случаях пропускает йод Й с выхода регистра 9 на вход реверсивного счетчика 11 без изменения. Причем длительность выходного

Импульса „будет равна:

r0

,=1 i у, Таким образом, устройство позволяет преобразовать представленные в

Дополнительном коде числа как в симметричный, так и несимметричный ши1>атно-импульсный модулированный сиг". нал, а также производить регулировку крутизны статической характеристики

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Преобразователь код-IIJHM содержащий блок начаЛьного сброса, выход которого соединен с первыми входами управляемого генератора импульсов и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов

И, первый выход управляемого генератора импульсов соединен с первым входом делителя .частоты, выход кото-. рого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с вторым входом управляемого генератора импульсов и с входом записи регистра и через элемент задержки — с входом записи счетчика импульсов и с тактовым входом триггера, второй выход управляемого генератора импульсов соединен с первыми входам. третьего и четвертого элементов. И, выходы которых соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входаМИ счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход знакового разряда регистра соединен непосредственно с вторыми входами вторoго и четве",:того элементов И и через инвертор — с вторыми входами первого и третьего элементов И, информационные входы регистра являются информационным входом преобразователя, третий вход управляемого генера тара импульсов является входом управления преобразователя, вторые входы делителя частоты и второго элемента

ИЛИ объединены и являк1тся входом

"Пуск" преобразователя, выходы первого и второго элементов И являются

cooTBeTcFHeHHo первым и вторым выхо" дами преобразователя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя за счет реализации как несимметричногo, так и симметричного закона модуляции, в нега введены сумматоры по модулю два и коммутатор, выходы которого соединены с информационными входами счетчика импульсов, третий выход управляемого генератора импульсов соединен с первым входом коммутатора, выход старшего разряда и ин1462488

Фиг. 2 формационные выходы регистра соединены соответственно с вторым и третьим входами коммутатора, первые и вторые входы первого и второго сумматоров

5 по модулю два объединены с одноименными входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго сумматоров по модулю два являются соответственно. третьим и 1О четвертым выходами преобразователя.

2, Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что управляемый генератор импульсов содержит . триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом суммирования счетчика импульсов и с первым информационным входом мультиплексора и является вторым выходом управляемого генератора, выход мультиплексора является первым выходом управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с вторым входом элемента И, регистр, выходы 25 которого объединены с управляющими входами мультиплексора и являются третьим выходом управляемого генератора, выходы счетчика импульсов соединены с вторыми информационными входа" дд ми мультиплексора, установочный вход триггера является первым входом

t управляемого генератора, вход записи регистра объединен с тактовым входом триггера и с установочным входом счетчика импульсов и является вторым входом управляемого генератора, информационные входы регистра являются третьим входом управляемого генератора.

3. Преобразователь по п.1, о т -, л и ч а ю шийся тем, что,ком" мутатор содержит ячейки коммутации, каждая из которых содержит элементы

И, ИЛИ-НЕ и ИЛИ, первые и вторые входы элементов И и ИЛИ-НЕ попарно объединены и являются одноименными входами ячеек, выходы элементов И и

ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами элемента KIH выход которого является выходом ячейки, и дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами одноимен-. ных ячеек коммутации, информационные входы и управляющий вход дешифратора являются соответственно первым и

I вторым входами коммутатора, вторые входы ячеек коммутации являются третьим входом коммутатора, выходы ячеек коммутации являются выходом. коммутатора, 1462488

Составитель Б.Ходов

Техред М.Ходанич

Корректор М. Васильева

Редактор А.Маковская

Заказ 736/56 Тираж 879 Подписное

ВЙЯИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11ЗО35р Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина,101