Цифровой широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управления. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Цифровой широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчики 2, 3 импульсов, триггер 4 знака, счетный триггер 5, триггеры 6, 7, элементы ИЛИ 10, 11, 12, инвертор 16, элементы 17, 18,19,20 совпадений, формирователи 23,24 импульсов, блок 31 ограничения, блок 32 сброса, коммутаторы 33, 34, выходные шины 37, 38, шины 41 входного сигнала. Введение , в модулятор триггеров 8,9, элементов ИЛИ 13, 14, 15, элементов 21, 2 совпадений , формирователей 25, 26. 27, 28, 29, 30 импульсов, коммутаторов35,36 и выходных шин 39, 40, позволило повысить помехозащищенность устройства за счет восстановления правильной работы модулятора при сбоях от помех в следующем тактовом интервале . 3 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 109Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е (21) 4841493/21 (22) 19.06.90 (46) 15,07.92. Бюл. ¹ 26 (71) Самарский политехнический институт им. В, В. Куй бы шева (72) С.Я.Галицков, С,Н.Лысов и А.В.Стариков (53) 621.317.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1352636, кл. Н 03 К 7/08, 1985. ,Авторское свидетельство СССР

N. 1478316, кл. Н 03 К 7/08, 198?. (54) ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управления. Цель изобретения — повышение помехозащищенности. Цифровой широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчики 2, 3 импульсов, триггер 4 знака, счетный триггер 5, триггеры 6, 7, элементы

ИЛИ 10, 11, 12, инвертор 16, элементы 17, 18, 19, 20 совпадений, формирователи 23, 24 импульсов, блок 31 ограничения. блок 32 сброса, коммутаторы 33, 34, выходные шины 37, 38, шины 41 входного сигнала. Введение, в модулятор триггеров 8, 9, элементов

ИЛИ 13, 14, 15, элементов 21, 22 совпадений, формирователей 25, 26, 27; 28, 29, 30 импульсов, коммутаторов 35, 36 и выходных .шин 39, 40, позволило повысить помехозащищенность устройства за счет восстановления правильной работы модулятора при сбоях от помех в следующем тактовом интервале. 3 ил.

1748?41

2Г

50

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управления.

Цель изобретения — повышение помехозащищен ности, На фиг. 1 представлена функциональная схема широтно-импульсного модулятора; на фиг. 2 — функциональная схема схемы ограничения; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.

Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчики 2 и 3, триггер 4 знака, счетный триггер 5, триггеры 6-9, элементы ИЛИ

10-15, инвертор 16, элементы 17-22 совпадения, формирователи 23-30 импульсов, блок 31 ограничения, блок 32 сброса, коммутаторы 33-36, выходные шины 37-40, шины 41 входного сигнала и шину 42 знака, Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом счетчика 3 и первыми входами элементов ИЛИ

10 и 11, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 4 знака, первый вход которого соединен с шиной 42 знака, а второй вход — с выходом инвертора 16, Выходы элементов 10 и 11 или соединены соответственно с входами обратного и прямого счета счетчика 2, выходы переноса которого соединены с входами элемента 17 совпаде-ния. Разряднйе входы счетчика 2 соединены" с выходами блока 31 ограничения, разрядные входы которого соединены с шиной 41 входного сигнала, а знаковый вход с

- шиной 42 знака. Разрядные входы счетчика

3 соединены с общей шиной, а выход переноса — с входом счетного триггера 5 и с первыми входами элементов 13 и 14 ИЛИ, элемента 18. Выход блока 32 соединен с входом сброса триггера 5, вторым входом элемента 18 и первыми входами элементов

19-22. Выход элемента 18 соединен с входами записи информации счетчиков 1 и 2 и входом инвертора 16, Выход элемента 17 соединен с первыми входами элементов

ИЛИ 12 и 15, Прямой выход счетного триггера 5 соединен со вторыми входами элементов ИЛИ 12 и 13, а инверсный выход — с вторыми входами элементов ИЛИ 14 и 15, Выход элемента ИЛИ 12 соединен с входом установки триггера 6 и входом формирователя 23 импульсов, выход ;oToporo соединен с входом формирователя 24 импульсов, выход которого соединен с входом установки триггера 7. Выход элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом элемента 20 и входом формирователя 25 импульсов, выход которого соединен с входом формирователя 26 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента 19 совпадения, Выход элемента ИЛИ 15 соединен с входом установки триггера 8 и входом формирователя 27 импульсов, выход которого соединен с входом формирователя 28 импульсов, выход которого соединен с входом установки триггера 9, Выход элемента ИЛИ

14 соединен с вторым входом элемента 22 и входом формирователя 29 импульсов, выход которого соединен с входом формирователя

30 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента 21. Выходы элементов 19-22 совпадения соединены соответственно с входами сброса триггеров 6-9.

Инверсный выход триггера 6 соединен с первым входом коммутатора 33 и вторым входом коммутатора 35. Прямой выход триггера 7 соединен с первым входом коммутатора 34 и вторым входом коммутатора 36.

Инверсный выход триггера 8 соединен с первым входом коммутатора 35 и вторым входом коммутатора 33. Прямой выход триггера 9 соединен с первым входом коммутатора 36 и вторым входом коммутатора 34.

Прямой выход триггера знака соединен с входами управления коммутаторов 33-36.

Вь.ходы коммутаторов 33-36 являются соответственно выходными шинами 37-40 широтно-импульсного модулятора.

Генератор 1 прямоугольных импульсов может быть выполнен, например, на микросхеме К155ЛАЗ с кварцевой стабилизацией. или с времязадающим конденсатором, счетчики 2 и 3 — на микросхемах 155ИЕ7, триггер 4 знака, счетный триггер 5, триггеры 6-9 — на микросхемах К155ТМ2, элементы ИЛИ 10-15 — на микросхемах К155ЛЛ1, инвертор16 — на микросхеме К155ЛН1, элементы 17-22 — на микросхемах К155ЛИ1, формирователи 23-30 импульсов- на микросхемах К155АГЗ, коммутаторы 33-36 — на микросхемах К155КП2, Блок 31 ограничения содержит, например, группу 43 элементов ИЛИ, группу 44 элементов И, элемент И-HE 45, элементы

ИЛИ 46 и 47, элемент ИЛИ-НЕ 48 и инвертор

49.

В зависимости от величины, на которой дол, кен быть ограничен входной сигнал„ иразрядные ходы шины 41 разбиваются на две группы: с 1 до (и-m) и с (и-в+1) до и, причем m < r,. Первая группа разрядов — с 1 дО (О-ITI), сОединена с ABpBblMt I входами группы 43 элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами гр,:ппы 44 элементов И, выходы которых явл;.котся (игл) младшими разрядами выхода блока 31

Ограничения. Вторая группа разрядных вход<.,в шины 41 — с (n- п+1) по n — являются

1748241 соответствующими разрядами выхода блока 31 ограничения, Они соединены с m входами элемента И-НЕ 45 и элемента ИЛИ 46.

Выход элемента И-HE 45 соединен с первым входом элемента ИЛИ 47, выход которого соединен с вторыми входами группы 44 элементов И, Выход элемента ИЛИ 46 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ

48, второй вход которого соединен с выходом инвертора 49, а выход — с вторыми входами группы 43 элементов ИЛИ. Второй вход элемента ИЛИ 47 и вход инвертора 49 соединены с шиной 42 знака.

Блок 32 сброса, например, может быть выполнен в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, причем второй вывод резистора присоединяется к шине питания, а второй вывод конденсатора — к общей шине. Вывод сопротивления, соединенный с конденсатором, является выходом блока 32 сброса, . Цифровой широтно-импульсный модулятор работает следующим образом, После включения напряжения питания блок 32 сброса формирует сигнал, который устанавливает в исходное состояние счетный триггер 5, триггеры 6-9, стробирует че- рез элемент 18 счетчики 2 и 3 и далее через инвертор 16 стробирует триггер 4 знака, При этом входной сигнал, пройдя через блок 31 ограничения, записывается в прямом(при положительном знаке сигнала) или в обратном (при отрицательном знаке сигнала), коде в счетчик 2, а код знака этого сигнала записывается в триггер 4 знака.

В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 1 с частотой f1 проходят либо через элемент ИЛИ 10 (знак положительный), либо через элемент ИЛИ

11 (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход обратного счета, либо на вход прямого счета счетчика 2. В зависимости от величины N мантиссы входного сигнала на выходах переноса (либо на обратном либо на прямом) счетчика 2 через промежуток времени

N т1=—

f1 после стробирования появится отрицательный импульс (фиг, 3a).

Этот отрицательный импульс с выхода счетчика 2, пройдя через элементы 17 и 12

ИЛИ (так как на прямом выходе счетного триггера 5 присутствует сигнал низкого уровня), поступает на вход установки трйггера 6, на инверсном выходе которого появляется сигнал низкого уровня (фиг, Зб).

Через интервал времени, определяемый длиной импульса формирователя 23, на выходе формирователя 24 появляется отрицательный импульс (фиг, Зв), по приходу которого на выходе триггера 7 устанавливается сигнал высокого уровня (фиг. Зг). Через интервал времени

5 2"

t2= —, f1 где и — количество разрядов двоичного счетчика, после стробирования на выходе счетчика 3 появится отрицательный импульс (фиг. Зд), который, пройдя через элементы

13 и 20, устанавливает выход триггера 7 в нулевое состояние. По заднему фронту отрицательного импульса счетчика 3 счетный триггер 5 меняет свой сигнал на противопо15 ложный (фиг, 3e). Через интервал времени, определяемый длиной импульса формирователя 25, на выходе формирователя 26 появится отрицательный импульс (фиг. Зж), который, пройдя через элемент 19, устанав20 ливает на инверсном выходе триггер 6 сигнал высокого уровня.

Отрицательный импульс с выхода переноса счетчика 3 через элемент 18 стробирует счетчики 2 и 3 и далее через инвертор 16 — триггер 4 знака, Допустим, что при этом величина и знак входного сигнала не изменились. Процесс формирования выходных сигналов счетчиков 2 и 3 повторяется. Через интервал времени t1 после стробирования на выходе счетчика 2 появится отрицательный импульс, который через элементы 17 и

15 (на инверсном выходе счетного триггера

5 присутствует сигнал низкого уровня) поступает на вход установки триггера 8. При

35 этом на инверсном выходе последнего появится сигнал низкого уровня (фиг. Зз). Через интервал времени, определяемый длительностью импульса формирователя 27, на выходе формирователя 28 появится

40 отрицательный импульс (фиг. Зи), который поступает на вход установки триггера 9, При этом на выходе последнего устанавливается сигнал высокого уровня (фиг. Зк). Очередной импульс с выхода счетчика 3, пройдя через

45 элемент ИЛИ 14 и элемент 22 совпадения устанавливает триггер 9 в нулевое состояние. Через интервал времени, определяемый длительностью импульса формирователя 29, на выходе формировате50 ля 30 появится отрицательный импульс(фиг.

Зл), который через элемент 21 совпадения поступает на вход сброса триггера 8, на инверсном выходе которого появится сигнал высокого уровня. По приходу второго импульса с выхода счетчика 3 счетный триггер 5 меняет свой выходной сигнал на противоположный (приходит в исходное состояние), счетчики 2 и 3 и триггер 4 знака стробируются, и описанный выше процесс работы устройства повторяется.

Выходные сигналы триггеров 6-9 при положительном знаке входного сигнал пройдут через коммутаторы 33-36 иа соответствующие выходные шины 37-40, При отрицательном знаке входного сигнала выходные сигналы триггеров 6-9 пройдут соответственно на выходные шины 39, 40, 37 и 38. В результате на выходе цифрового широтно-импульсного модулятора получены четыре попарно противоположные последовательности импульсов с раздвижкой фронтов, сдвинутых попарно на 180 эл. град. и имеющих скважиость (без учета раздвижки)

1—

2tz

Подставляя сюда выражения для tt.è t2, получают

1+—

Н

Таким образом, дополнительное введение в цифровой широтно-импульсный модулятор триггеров, элементов совпадения, элементов ИЛИ, коммутаторов и формирователей импульсов позволяет обеспечить в ием способность управления силовым транзисторным мостом в несимметричном режиме, что существенно повышает помехозащищенность.

Формула изобретения

Цифровой широтно-импульсный модулятор, содержащий первый и второй счетчики импульсов, триггер знака, счетный триггер, четыре элемента совпадений, два триггера, иивертор, три элемента ИЛИ, два коммутатора, два формирователя импульсов, блок ограничения, блок сброса и генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера знака, прямой выход которого соединен с входами управления первого и второго коммутаторов, первый вход — с шиной знака и знаковым входом блока ограничения, а второй вход — с выходом инвертора, вход которого соединен с входами записи информации первого и второго счетчиков импульсов, разрядные входы которых соединены соответственно с выходами блока ограничения и общей шиной, выходы переноса первого счетчика импульсов соединены с входами первого элемента совпадений,, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого со8 едииен с входом первого формирователя импульсов, а второй вход с прямым выходом счетного триггера, вход сброса которого соединен с выходом блока сброса и первым

5 входом второго; третьего и четвертого элементов совйадений, второй вход второго из которых соединен с выходом переноса второго счетчика импульсов, а выход — с входом инвертора, при этом разрядные входы бло10 ка ограничения соединены с шинами входного сигнала, первые входы первого и второго коммутатора соединены соответст- . венно с инверсным и прямым выходами перaoro и второго триггеров, а выходы первого

15 и второго коммутаторов с первой и второй выходными шинами, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в иего дополнительно введены третий и четвертый триггеры, пятый и шес- .

20 той элементы совпадений, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой формирователи импульсов, третий и четвертый коммутаторы, выходы которых соединены с

25 третьей и четвертой выходными шинами, входы управления -с прямым выходом триггера знака, первый вход третьего коммутатора — с первым входом первого коммутатора, второй вход третьего комму30 татора — с вторым входом первого коммутатора и инверсными входом третьего триггера, первый вход четвертого коммутатора — с вторым входом второго коммутатора и прямым выходом четвертого триггера, 35 а второй вход четвертого коммутатора — с первым входом второго коммутатора, входы сброса первого, второго, третьего и четвертого триггеров соединены соответственно с выходами третьего, четвертого, пятого и ше40 стого элементов совпадений, первые входы которых соединены с выходом блока сброса, вторые входы третьего и пятого элементов совпадений — соответственно с выходами четвертого и восьмого формиро45 вателей импульсов, а вторые входы четвертого и шестого элементов совпадений— соответственно с выходами четвертого и шестого элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом переполнения

50 второго счетчика импульсов и счетным входом счетного триггера, а вторые входы— соответственно с прямым и инверсным выходами счетного триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом пятогс. элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадений, при этом выход первогб и второго элементов ИЛИ соединен соответственно с входами обратного и прямого счета первого счетчика импульсов, выход генератора пря1748241

10 моугольных импульсов соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выход третьего элемента ИЛИ соединен с установочным входом триггера и через соединенные последовательно первый и второй формирователи импульсов с установочным входом второго триггера, выход четвертого элемента ИЛИ соединен через третий формирователь импульсов с входом четвертого формирователя импульсов, выход пятого элемента ИЛИ соединен с установочным входом третьего триггера и через соединенные последовательно пятый

5 и шестой формирователи импульсов с установочным входом четвертого триггера, а выход шестого элемента ИЛИ соединен через седьмой формирователь импульсов с входом восьмого формирователя импульсов.

1748241

Составитель Е.Борзов

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Зака" 2510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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