Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, вторичных источниках питания, системах уп равления автономным и инверторами. Широтно-импульсный модулятор содержит первый и второй счетчики 1. 2, третий и четвертый счетчики 3, 4. элементы НЕ по числу информационных входов.и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. Выполнение второго, третьего и четвертого счетчиков с внутренней блокировкой счетного входа при заполнении емкости счетчика позволило осуществлять однополярную двухстороннюю ШИМ, что повысило качество модуляции . 3 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 03 К 7/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ СССР) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4884562/21 (22) 21.11.90 (46) 28.02.93, Бюл. N 8 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И.Сенько, В.С.Смирнов, К.В.Трубицын, А.П.Калиниченко и А.А.Мозоляко (56) Авторское свидетельство СССР

N. 860295, кл. Н 03 К 3/64, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1259479, кл. Н 03 К 7/08, 1986. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

„, Я „„1798906 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в клю. чевых усилителях низкой частоты, вторичных источниках питания, системах уп равления автономными инверторами. Широтно-импульсный модулятор содержит первый и второй счетчики 1, 2, третий и четвертый счетчики 3, 4, элементы HE по числу информационных входов.и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5.

Выполнение второго, третьего и четвертого счетчиков с внутренней блокировкой счетного входа при заполнении емкости счетчика позволило осуществлять однополярную двух стороннюю ШИМ, что повысило качество модуляции. 3 ил..

1798906

Изобретение относится к импульсной мальному числу, выраженному в двоичном технике и может быть использовано в клю- коде с принятой разрядностью 2 -1. чевых усилителях низкой частоты, вторич- Пусть для определенности число инфорных источниках питания, системах мационных входов 6 равно трем (m = 3), а управления автономными инверторами. 5 величина модулирующего сигнала в двоичном

Целью изобретения является повыше- коде равна 011, т.е. трем. Тогда емкость первоние качества модуляции. го счетчика 1, равная 2 (2 -1) =14, определяет . з

На фиг.1 представлена принципиаль- максимальную частоту выходных импульсов, ная схема широтно-импульсного модулято- равную fi/14, с которой на выходе переполнера, На фиг.2 приведены временные "0 ния первогосчетчика1формируются короткие диаграммы, поясняющие принцип работы импульсы10(фиг.2),гдето — частотаимпульсов широтно-импульсногомодулятора. Нефиг 3 9натактовом входе 8(фиг.1), представлена схема реализации счетчика С Короткий импульс (10, фиг.2) на выходе внутренней блокировкой счетного входа переполнения первого счетчика 1 разрешапри заполнении емкости счетчика; 15 ет установку второго счетчика 2 в значение, Широтно-импульсный модулятор(фиг,1) равное коду 011 на информационных входах содержит первый счетчик 1, к выходу пере- устройства, третьего счетчика 3 в нулевое полнения которого подключены входы раз- состояние и четвертого счетчика 4 в значе- решения установки второго счетчика 2, ние, равное инверсному коду от кода 011 на третьего счетчика 3 и четвертого счетчика 4, 20 информационных входах 6 устройства, т.е. в а выход переполнения последнего соеди- 100 (четыре). При этом на выходах переполнен со вторым входом элемента ИСКЛ ЮЧА- нения второго 2, третьего 3 и четвертого 4

ЮЩЕЕ ИЛИ 5, выход которого является" счетчиков устанавливается сигнал логиче-. выходом устройства, а его первый входпод- . ского нуля (11; 12. 13, фйг.2), по которому ключен к выходу переполнения второго 25 снимается внутренняя блокировка счетных счетчика 2, установочные входы последнего: входов счетчиков. С этого момента второй 2 подключены к информационным входам 6. и третий 3 счетчики начинают отсчет им.устройства, которые подключены через зле- пульсов, поступающих на тактовый вход 8 менты НЕ 7 к установочным входам четвер- устройства, 8 моменты заполнения этих того счетчика 4, при этом вход разрешения 30 счетчиков на их выходах переполнения посчета последнего соединен с выходом пере- является сигнал логической единицы (11, 12, полнения третьего счетчика 3, а счетные фиг.2), который блокирует счетный вход входы всех счетчиков объединены и подклю- счетчика и остается таковым до прихода слечены ктактовомувходу8устройства. :. дующего короткого импульса (10, фиг.2) с

Принцип работы широтно-импульсного 35 выхода переполнения первого счетчика 1 модулятора поясняется временными диаг- (фиг.1), Заполнение третьего счетчика 3, т,е. раммами (фиг.2), где показаны; 9 — сигнал на установка на его выходепереполнения сигнатактовом .входе 8 устройства; 10 — сигнал на: ла логической единицы (12, фиг,2), разрешает выходе переполнения первого счетчика 1; 11 перейти в режим счета четвертому счетчику 4 — сигнал на выходе переполнения второго 40 (фиг1), который будетнаходиться в этом ресчетчика 2, 12 — сигнал на выходе переполне- . жиме до своего заполнения. После заполнения третьего счетчика 3; 13 — сигнал на выходе ния последнего на его выходе переполнения переполнения четвертого счетчика 4; 14-сиг- появляется сигнал логической единицы (13. нал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ фиг,2). Выходнойсигнал14широтно-импульИЛИ 5, являющийся выходным сигналом ши- 45 сного модулятора формируется элементом ротно-импульсного модулятора.. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 (фиг.1) из сигналов йа его входах (11, 13, фиг,2).

Широтно-импульсный модулятор рабо- С изменением кода на информационных тает следующим образом. входах 6 (фиг.1) изменяется ширина импульЧисло m информационных входовбши- 50 сов, формируемых широтно-импульсным моротно-импульсного модулятора определяет дулятором, при этом модулируются оба . разрядность кода, в котором поступает циф- фронта импульсов, что соответствует однопоровая информация о величине модулирую-: лярнойдвухстороннеймодуляции. щего сигнала. Это оп ределяет Широтно-импульсный модулятор выполнен минимальную емкость первого счетчика 1, 55 на интегральных микросхемах серии 155. 8 каче- . которая равна удвоенной величине макси- стве первого счетчика использовался счетчик мального числа, выраженного в двоичном 155ИЕ7,второй,третийичетвертыйсчетчикибыли коде с принятой разрядностью (2 (2 " - 1)), а собраны на основе счетчика 155ИЕ7 и трех логитакже емкости второго 2, третьего 3 и чет- ческих элементов(фиг3). Поскольку широтно-имоертого 4 счетчиков, которые равны макси- пульсный модулятор содержит стандартные

1798906 цифровые элементы, то он может быть реализован и на цифровых интегральных микросхемах любых других серий.

Предлагаемый широтно-импульсный модулятор реализует однополярную двухсто- 5 раннюю модуляцию ширины выходных импульсов, что по сравнению с устройством. прототипом позволяет уменьшить коэффициент среднеквадратических искажений, обратная величина которого служит мерой, 10 качества модуляции. Т.е. с уменьшением содержания высших гармоник в спектре сигнала, формируемого широтно-импульсным модулятором, повышается качество модуляции, что, с одной стороны, может быть исполь- 15 зована для уменьшения затрат на фильтры демодулятора или снижения частоты переключения силовых ключей модулятора при заданной точности воспроизведения полезного сигнала. или с другой стороны, для того, 20 чтобы повысить точность воспроизведения полезного сигнала по сравнению с устройством-прототипом при одинаковых затратах на фильтры демодулятора vi равенстве несущей частоты ШИМ-сигнала. 25

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор. содержащий первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых объединены и под- 30 ключены к тактовой шине устройства. установочные входы второго счетчика импульсов подключены к N информационным шинам. а выход переполнения первого счетчика импульсов подключен к входу разрешения установки второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества модуляции, в него введены N элементов НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий и четвертый счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к тактовой шине, а их входы разрешения установки — к выходу переполнения первого счетчика импульсов, выход переполнения третьего счетчика импульсов соединен с входом разрешения счета четвертого счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к второму входу элемента. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, при этом N информационных шин устройст- ва подключены к установочным входам четвертого счетчика импульсов через элементы

НЕ, выход переполнения второго счетчика импульсов соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй, третий и четвертый счетчики импульсов выполнены с внутренней блокировкой счетного входа при заполнении емкости счетчика импульсов.

1798906

Вх

Составитель В.Сенько

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Козориз

Редактор

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

Заказ 779 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. )К-35, Раушская наб., 4/5