Преобразователь широтно-модулированного сигнала

 

Использование: преобразователь широтно-модулированного сигнала может использоваться в устройствах автоматики, в телемеханике и измерительно-вычислительной технике для преобразования сигналов с широтно-импульсной модуляцией в напряжение постоянного тока, Сущность изобретения: устройство содержит источник 2 широтно-модулированного сигнала, делитель 3 частоты, инвертор 4, интегратор 6, ключ 8 и устройства 9, 10 выборки и хранения . Запаздывание в преобразовании входного сигнала в выходной не превышает двух периодов модулирующей частоты. 2 ил.

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным анакам (21) 4872557/21 (22) 09.10.90 (46) 07.09,93. Бюл. гв 33-36 (71) Научно-производственное объединение

"Гидротрубопровод" (72) Череватый А.В. (73) Инженерно-научный центр "ТЗМП" (56) Авторское свидетельство СССР

М 653741, кл. Н 03 К 9/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1008900, кл. Н 03 М 1/66, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ШИРОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА

„„ RU 2000658 С (s<>s Н 03 К 9/08, H 03 М 1/66 (57) Использование: преобразователь широтно-модулированного сигнала может использоваться в устройствах автоматики. в телемеханике и измерительно-вычислительной технике для преобразования сигналов с широтно-импульсной модуляцией в напряжение постоянного тока, Сущность изобретения; устройство содержит источник 2 широтно-модулированного сигнала, дели-. тель 3 частоты, инвертор 4, интегратор 6, ключ 8 и устройства 9, 10 выборки и хранения. Запаздывание в преобразовании входного сигнала в выходной не превышает двух периодов модулирующей частоты, 2 ил. о

О

О

Г) 2000658

Изобретение относится к импульсной технике, предназначается для преобразования сигналов с широтно-импульсной модуляций в аналоговые сигналы и может быть и использовано в автоматике, телемеханике и измерительно-вычислительной технике.

Существует ряд решений преобразователей длительности импульса в напряжение, которым присущи такие существенные недостатки, как низкое быстродействие или значительная сложность.

Известен преобразователь широтномодулированного сигнала в напряжение, содержащий интегратор, к входу которого подключен источник эталонного напряжения, и динамическое запоминающее устройство, подключенное к выходу интегратора, управляемые формирователями импульсов, Для расширения диапазона входного сигнала в преобразователь введены пороговый элемент и логические элементы, Однако этому устройству присущи такие недостатки, как значительная сложность и узкая область применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь код-аналог, содержащий интегратор, к выходу которого подключены два последовательно соединенных элемента выборкихранения, управляемых в противофазе.

Один вход интегратора соединен с источником опорного напряжения через ключ, управляемый сигналом широтно-импульсного модулятора (ШИМ), второй — с выходом второго элемента выборкь хранения.

Этот преобразователь обладает рядом недостатков: не выполняет преобразование сигналов со скважностью, равной нулю или единице; не выполняет преобразование двухполярных сигналов и не учитывает форму сигнала; требует точного согласования постоянных времени интегратора по обоим входам как между собой, так и с частотой широтно-модулированного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности при одновременном расширение диапазона преобразования.

Цель достигается тем, что в преобразо-. вателе широтно-модулированного сигнала, содержащем последовательно соединенные интегратор, первое и второе устройства выборки и хранения, источник широтно-модулированного сигнала и инвертор. вход и выход которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго устройств выборки и хранения, интегратор выполнен с возможностью сброса и в устройство введен делитель частоты, выход которого соединен с входом инвертора и с входом сброса интегратора, информационный вход которого соединен с первым выходом источника широтно-модулированного сигнала, второй выход которого соединен с входом делителя частоты, Изобретение отличается от известного использованием интегратора, имеющего возможность сброса, введением дополнительного элемента — делителя частоты и их взаимосвязями с элементами преобразова10 теля. Это позволяет образовать в устройстве дополнительный канал информации о периоде модуляции и тем самым получить возможность обрабатывать информационный широтно-модулированный сигнал независимо от длительности и формы импульсов, а также отказаться от обратной связи между вторым устройством выборки.хранения и интегратором, Благодаря этому расширяется диапазон измерения, а также

20 увеличивается точность преобразования и отпадает необходимость согласования постоянных времени по входам интегратора, На фиг, 1 приведена структурная схема преобразователя, в котором применен ин25 тегратор со сбросом на основе операционного усилителя; на фиг, 2 — временные диаграммы работы преобразователя.

Выход тактового генератора 1 источника широтно-модулированного сигнала (ши30 ротно-импульсного модулятора) 2 подключен к входу делителя 3 частоты. соединенного с инвертором 4, а модулятор 5 источника 2 подключен к входу интегратора

6, конденсатор 7 которого эашунтирован ключом 8 сброса. Выполнение интегратора со сбросом может быть осуществлено любым другим известным способом, например по схеме неинвертирующего интегратора, когда конденсатор и шунтирующий его ключ

4о устанавливается на неинвертирующем входе операционного усилителя, Выход интегратора 6 соединен с информационным входом первого устройства 9 выборки-хранения, выход которого соединен с информа45 ционным входом второго устройства 10 выборки-хранения. Вход сброса интегратора 6 и управляющий вход устройства 9 выборки-хранения соединены с выходом делителя 3, а управляющий вход устройства

10 выборки-хранения — с выходом инвертора 4.

Преобразователь работает следующим образом, Сигналы тактового генератора 1 с тактового выхода источника 2 поступают на вход делителя 3, где происходит преобразование сигнала таким образом. что частота сигнала на выходе делителя 3 в два раза меньше частоты сигнала модулятора 5. Пусть на и-м такте модулятора 5 напряжение Uy., на

2000658 выходе делителя 3 соответствует логической "1", а напряжение Оу.ин . на выходе инвертора 4 — логическому "0". В этом случае устройство 9 выборки-хранения находится в режиме выборки, устройство 1Π— в 5 режиме хранения, а ключ 8 интегратора 6 разомкнут. За это время интегратор 6 производит интегрирование входного сигнала U

На следующем такте сигналы на выходах делителя 3 и инвертора 4 меняются на противоположные. При этом ключ 8 эамк- 15 нут, конденсатор 7 быстро разряжается, происходит сброс интегратора 6 и на его выходе устанавливается напряжение Ои-0.

Устройство 9 выборки-хранения переходит в режим хранения, устройства 10- в режим 20 выборки и на его входе устанавливается напряжение U x, равное выходному напряжению устройства 9, причем значение этого напряжения равно результату интегрирования входного сигнала на и-м такте. 25

Далее порядок работы всех элементов преобразователя повторяется.

Таким образом, обработка входного сигнала осуществляется за два периода ширатно-модулированного сигнала. При этом входной сигнал может быть любой формы и длительности, что значител..но увеличивает область применения преобразователя и позволяет использовать его. например, в первичных преобразователях для измерения напряжения в силовых цепях электрооборудования.

Формула изобретения

Преобразователь широтно-модулированного сигнала, содержащий последовательно соединенные интегратор, первое и второе устройства выборки и хранения, источник широтно-модулированного сигнала и инвертор, вход и выход которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго устройств выборки и хранения, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности при одновременном расширении диапазона преобразователя, в него введены делитель частоты и ключ, вход и выход которого соединены с первым входом и выходом соответственно интегратора. второй вход которого соединен с первым выходом источника широтномодулированного сигнала, второй выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом инвертора.

2000658

Составитель A.×åðåaàòûè

Техред M.Moðtåíòàë

Редактор ТЯошкарева

Корректор Е.Папп

Заказ 3081

Тираж Г1одписное

НПО "Поиск Роспатента

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

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