Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, в коллекторных модуляторах передатчиков и усилителях для вибростендов. Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот и повышение точности преобразования входного сигнала - достигается путем измерения периода повторения входного сигнала и изменения частоты пилообразного напряжения. Широтно-импульсный модулятор содержит компаратор 1, формирователь 2 пилообразного напряжения, управляемый генератор 3 тактовой частоты, блок 4 согласования , измеритель 5 периода, счетчик 6 импульсов, постоянное запоминающее устройство 7, цифроаналоговый преобразователь 8. В модуляторе обеспечивается постоянное оптимальное соотношение частот входного и пилообразного напряжений. Точность преобразований повышается благодаря постоянству амплитуды пилообразного напряжения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. LO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 03 К 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4379009/21 (22) 15.02.88 (46) 15.01.91. Бюл. М 2 (72) А.А.Алексанян, В.А.Александров, В,А,Галахов, В.А,Майоров и В.А.Чернуха (53) 621.376.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 752779, кл. Н 03 К 7/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 744961, кл. Н 03 К 7/08, 1978. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, в коллекторных модуляторах передатчиков и усилителях для вибростендов, Цель изобре. Ж 1 б21 159 А1 тения — расширение полосы рабочих частот и повышение точности преобразования входного сигнала — достигается путем измерения периода повторения входного сигнала и изменения частоты пилообразного напряжения. Широтно-импульсный модулятор содержит компаратор 1, формирователь

2 пилообразного напряжения, управляемый генератор 3 тактовой частоты, блок 4 согласования, измеритель 5 периода, счетчик 6 импульсов, постоянное запоминающее устройство 7, цифроаналоговый преобразователь 8. В модуляторе обеспечивается постоянное оптимальное соотношен е частот входного и пилообразного напряжений.

Точность преобразований повышзется благодаря постоянству амплитуды пилообразного напряжения. 1 з,п,ф-лы, 2 ил, 162 . 159

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в ключевых усилителях низкой -,:асто ы, в коллекторн ых модуляторах передат -:иков и усилителях для вибростендОВ.

Целью изобретения является расширение голосы рабочих частот и повышение точности преобразования входного сигнала путем измерения периода повторения входНОГО сиГнала и изменения cIBcTOTBI пилообразного напряжения в соответствии с з1ими изменениями, На фиг.1 приведена функциональная схема широтно-импул ьс ного; 1одулятс ра; на фиг.2 — пример выполнения opooão из его узлов (блока coi ласова -:ия).

Широтно-импульсный модулятор содержит компаратop 1, формирователь 2 пилообразного напряжения, упраыляемыЙ генератор 3 тактовой частоты, блок 4 согласования, измеритель 5 периода, посйедоаа тельно соединены измеритель 5 периода и блок 4 согласования, выходы коToрого соединены с управляющим входом управляемого генератора 3 тактовой частоты, выход которого соединен с входом формирователя

2 fl H Jl 0 0 6 p B 3 H O I o H B I i p B::.(B I I MR, i! b! X Op, K O f Oрого соединен с первым входо:. ; Хомг.аратора 1, второй вход которог0 соединен с

ВХОДНОЙ ШИНОЙ CTPÎ!1СТBB И ВХОДОМ ИЗМЕрителя 5 периода, а выход -- с выходной шиной устройства. Формирователь 2 пилообразного напряжения содер>кит соединенные последовательно двоичный счетчик 6 импульсов, постоянное запоминающее устройство 7 и ЦАП H. Управляемый генератор

3 тактовой частоты содержит соединенные последовательно еl-IepBTOp : импульсов и управляемыЙ делитель 10 частоты, входы УПРВВЛЕНИЯ KOTOPof 0 СОЕДИНЕН Ы С т! !ХО "а ми блока 4 согласования. Блок 4 согласования может быть выполнен в виде преобразователя кодов, содер:кащего постоянное запоминBþùåå устройство 4- 1, первые m входов которого соединены с первыми Гп Выходами измерителя 5 периода, остальные и выходов которого со":диног:.,; L : входами элемента И.Г1И 4-2, Выход ко орого соединен с входом разрешения постоянноГо здпоминающеГО gстройства 4 — 1, Вь!xо>1ы которого соединены -.. управляющими входами управляемого делителя 10 частоть..

Измеритель 5 периода может сыть выполнен в виде преобразователя частота — <од.

Двоичный счетчик б импульсов, постоянные запоминающие устройства 4 — 1 и 7, ЦАП 8 и компаратор 1 могут быть Выполнены нв базе микросхем двоичных счетчиков импульсов серии 530, программируемых постоянных запо .,инающих устройств (ПЗУ) серии 556, ЦАП серии 594 и компаратора серии 521, Широтно-импульсный преобразователь работает следующим образом.

"-о Входной сигнал широтно-импульсного модулятора поступает на вход измерителя 5 периода и второй вход компаратора 1.

В соответствии с длительностью периода входного сигнала измеритель 5 периода

;0 вырабатывает (m+n)-разрядный двоичный код, преобразуемый блоком 4 согласования з гл-разрядный код, управляющий коэффициентом деления управляемого делителя 10 BcToTBI, который преобразует сигнал гене15 РатоРа 9 импУльсов f-и В сигнал с частотой

1ту ноступа ощий на вход формирователя 2 пилообразного напряжения, с выхода которого сигнал поступае1 на первый вход компэра I opB 1, который и преобразует

20 . хсдной сигнал широтно-импульсного модулятора в последовательность широтномадулированных импульсов с частотой следования ff =- ffy/2, зависящий от частоты

k входного сигнала FBx в соответствии с урав25 IiBHMC 4 т 1 вх бакр =- т ср. (1) где fxf;. --,B-pBìåòp, характеризующий кру,:;з«у среза фильтра низких частот, уcTBHQBлечного IB выходе модулятора.

3 Из(, следует, что пр.т изменении Fax ÎT г p co Fcp ff иэм(ня ется 0T Fcp + 1 р + Fc ДО

2Fcp -- 4р, т.е, пр",кти .е=-cки в 2 pBBа, поскольКУ Ixp <.- F« i! Fi> «Fcp. ЭТО ОЭНаЧаЕт, ЧтО при г х - Fi> потери нг переключениях в

3 -; ключевом усилителе мощности, усиливающем сигнал предлагаемого широтно-импульсного модугятора, будут практически в два рг. а меньше, чем при Fax = Fcp: а на любой ДРУгой IBcTOTe Fci < Fax < Fcp бУДУт

40 меньше, чсм на Fax = Fcp, хотя и больше, чем

;-:B Fax < Fp, реобраэователь кода в блоке 4 соГгioco;àíèë преобразует fm+0)-разряаный двоичный код, пропорциональный дли45 ге.ьности перисда входного cliiHB -а ыиротн0- .мпульсного модулятора, в гл-разрядный двоичный код уп;г- вления Ко,-.т фиц,е:том делBH Гя управ :яемого делителя 10 частот;.:. Г реобразэватель кода

50,чеет следующий алгоритм работы: пока в и старших разрядах его зi одного (IT!+Ii)-разряДного кода име :тся хотя бы ОДИН ГИГнал высокого ло-In iàc::.Оро уоовня (" i") (соответ,, d, åò тому. ч го период Т, входного сигна5 ла широт!го импульсного модулятора превосходит некоторую величину То), на выходе логического элеме та ИГ1И 4-2 присутсТеуеТ си нал "1", Запрсщающий работу

ПРУ 4 — ". и за счет на".:>узочных резисторов на выходе Г1реобразователя Yoäà формиру1621159 ются сигналы "1" на всех m его выходах.

Это соответствует формированию пилообразного напряжения такой частоты

fTo. что fto — fo —.fxp = Fcp, где Fo = 1/Т,; Fcp — частота .среза ФНЧ нагрузки в системе 5 усиления, использующей предложенный

Широтно-импульсный модулятор.

Управляемый делитель 10 преобразует частоту сигнала генератор4 9 импульсов,f» в сигнал частоты f», подаваемый на вход 10 формирователя 2 пилообразного напряжения путем деления на М, где М определяется входным m-разрядным двоичным кодом управляемого делителя

10 частоты. 15

Формирователь 2 пилообразного напряжения работает следующим образом.

Двоичный счетчик 6 служит для формирования двоичного К-разрядного кода, изменяющегося периодически по эако- 20 ну; 0-1- 2 -3-..- . (2 -2 )- (2 -1)

0- 1 - ... и т.д, путем подсчета входных имnynbc0B частоты f». ПЗУ 7 преобразует выходной К-разрядный двоичный код двоичного счетчика 6 в (К-1)-разрядный дво- 25 ичный код в соответствии с уравнениями

Кпэу = К«, если О Ксч < 2 — 1; (2), k К-1

Кпзу = 2 -1 — K«, если К.:, > 2 — 1, где Кпзу — число, определяемое (К-1)-разрядным двоичным кодом на выходе ПЗУ 7; ЗО

Kc — число. определяемое К-разрядным двоичным кодом на выходе двоичного счетчика 6, >

Таким образом, на выходе ПЗУ 7 формируется (К вЂ” 1)-разрядный двоичный код, по- 35 К-1 следовательно нарастающий от О до 2 затем убывающий от 2К вЂ” до О и т.д. ЦАП

8 преобразует цифровой выходной сигнал

ПЗУ 7 в напряжение пилообразной формы. частота которого fi = f»/2 .

Таким образом, введение в широтноимпульсный модулятор новых элементов и связей позволяет обеспечить формирование опорного пилообразного напряжения с широкими пределами изменения частоты повторения без изменений его амплитуды, что в свою очередь позволяет расширить частотный диапазон входных напряжений благодаря постоянному выполнению оптимального соотношения частот входного и пилообразного напряжений и повысить точность преобразования благодаря постоянству амплитуды пилообразного напряжения.

Формула изобретения

1. Широтно-импульсный модулятор, содержащий соединенн ые последовательно генератор тактовой частоты, формирователь пилообразно о напряжения и компаратор, выход которого соединен с выходной шиной модулятора, а второй вход — с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, в него дополнительно введены соединенные последовательно измеритель периода и блок согласования, при этом генератор тактовой частоты выполнен управляемым и его вход управления соединен с выходом блока согласования, а вход измерителя периода соединен с входной шиной 1- .одулятора.

2. Модуля гор по п.1, о т il и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью по ь1шения lîчности, УПРаВЛЯЕМЫй ГЕ1 ЕРЭтО1З; гКтОВОй ч, :СтОтЫ выполнен иэ соединен ых г1ос: оде, тельно генератора импульсов и управляемогo делитЕЛя ЧаСтОтЫ, ВХОДЫ у1;ðàÂËÅÍÊq КО;О ГОГО соединены с выходами блока согласования, блок согласов1ния выголнен в виде преобразователя кодов, а формирователь пилообразного напряжения вь,полнен и.соединеннь1х последовательно двои 1ного счетчика импугн;.ов, постоянного запоминающего устройства и цифроаналогового преобразователя.

1621159

Составитель Е.Борзов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор О.Спесивых

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5