Умножитель широтно-модулированных сигналов

 

1 Т4@

ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 525114

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.06.75 (21) 2143418/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Оцубликоваио15.08.76.Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания, 06.12.76

2 (51) М. Кл.

G 06 G 7/161

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй и открытий (53) УДК, 681.335 ((088.8) B. Б. Смолов, Е. П. Угрюмов, И. H. Герасимов и H. N.Сафьянииков (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. H. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ШИРОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в вычислительных машинах.

Известно, множительно-делительное устройство t 1), содержашее тактируюший генератор, два операциопных усилителя, запоминаюшие коттденсаторьт.;,ключевые элеметттьт.. Такое устройство обладает сравнительно невысоким быстродействием.

Наиболее близким техпическим решением г О к данному изобретению являегся устройство для умножения и деления широтно-импульс, ных сигналов f2), содер>кашее широтно -им,! пульсный модулятор, вход котврого подключен к выходу дифференциального усилителя, один гв .из гходов которого через последовательно включеннь.(= Tlc.рвьгй ограничительньгй резистор и первый клтэ-,евой элемент соединен с выводом источтг :т.;, сигарного напряжения, а че, рез последователт..ио ти;пюченгтые второй ог- 20 раничительный резистог: и:тторотгт ключевой

1 элемент,: — с шиной ттулевог потенциала, другой вход дифференциального устглттггеля через дополнительпьтй ограничитель;;:тйт резистор подключен к выводу ттсточггттка оттот>тгого на- 25

;лряжения, а через последовательно соедииев-, гттьте третий ограничительный резистор и тре-, тий ключевой элемент соединен с шиной ну левого потенциала,, входы дифференциального усилителя через соответствукицие сглажи-. ваюшис конденсаторы полключены к шине ттулевого потенциала.

Такое устройство обладает сравнительно низким быстродействием, определяемым временем перезаряда сгла>киваюших конденсаторов при изменении величины. параметров входных сигналов, Целью изобретения является повьтшеттйе, быстродействия устройства.

Дття этого в предлагаемый умножитель широтно-модулированных сигналов введены два элемента ИЛИ, два элелгегга НЕ и четыре элемента И, входы умножителя подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с первьили вхоцами второго элемен та ИЛИ тт второго эгтемента И, выход которого подключен к уиравляюшему входу третьего ключевого элемг нт а и Одному из входов, третьего элемента И, другой вход которо525114 го соединен с выходом, широтно-импульсногс модулятора, другие входы умножителя подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к управляюшему входу второго ключевого элемента и через второй элемент

HE к одному входу четвертого элемента

И, другой вход которого соединен с выхо10 дом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к управляющему входу первого ключевого элемента; выход четвертого элемента И соединен с выходом ум15 ножителя.

24 — синхронные пс переднему фронту с такими же относительнььми длительностями. Входные элементы И).И =", . :: И 14 срабатывают соответственно максимальный и минимальный ШИМ-сигналы Элемент

НЕ 19 инвертирует ШИМ-сигнал, поступающий с выхода элемента ИЛИ 13. Полученный. ШИМ-сигнал и ШИМ-сигнал с выхода элемента И 14 обрабатываются элементами ИЛИ 16 и И 17, аналогично входным сигналам., т.е. элемент ИЛИ 16 вырабатывает максимальный, а элемент И 17 — минимальныи из поступающих на их входы ШИМ-сигналов. Обработанные таким образом входные ШИМ-сигналы управляют ключевыми элементами

1 и 3 линейных импульсно-управляемых проводимостей плеч моста. При большои емкости сглаживаюших конденсаторов 11 и 12 обеспечивается "развязка" плеч моста по переменному току, что дает возможность считать средние значения линейных импульсно— управляемых пр ов одим остей пр опорци ональными относительным длительностям управляющих

ШИМ-сигналов. Тогда изменение длительности управляюших ШИМ-сигналов приводит к пропорциональному изменению проводимостей первого и третьего плеч моста, что вызы.— вает изменение потенциалов по постоянному току в точках подключения сглаживающих конденсаторов 11 и 12, Дифференциальныи усилитель. 9, включенный в диагональ моста, выделяет и усиливает эту разность напряжений. Выходное напряжение усилителя с помошью 1циротно-имлульсного модулятора 10 преобразуется в периодическую широты,;-импульсную последовательность, коTopG5I поступает на схему выделения минимума, т.е, на элемент И 18. На этот же элемент подается ШИМ-сигнал с выхода элемента И 17. Результируюший ШИМ-сигнал с выхода элемента И 18, поступая на управляющий вход ключевого элемента 2 линейной импульсно-управляемой проводимости второго пле га моста обеспечивает автоматическое сведенис его баланса, т.е. выравнивание постоянных составляюших потенциалов на входах усилителя 9. Таким о р бразом в установившемся состоянии схз..1ы имеет место известное уравнение баланса моста.. Функциональная характеристика умножи " ..:.я получается на выходе устрой-. ства L - ze инвертирования элементом. НЕ

1. 9 Ш1 1. " .,-сигнала, поступающего с выхода элемE" : И 18 и выделения элементом. И

20;,пл1имального из ШИМ-сигналов, поступающих на его входы.

Еьгстродействие умножителя достигается за счет сокрашения времени перезаряда сглажива1аших конденсаторов вследствие реаНа чертеже показана функциональная схема предлагаемого умножителя широтно-модулированных сигналов.

Устройство содержит первый ключевой элемент 1, второй ключевой элемент 2, третий ключевой элемент 3, первый ограничительный резистор 4, второй ограничительный ре= зистор 5, третий ограничительный резистор

6, дополнительный огран чительный резистор 7, источник 8 опорчого напряжения, дифференциальный усилитель 9, широтно-им.— пульсный модулятор 10, сглаживаюшие конденсаторы 11, 12, первый элемент ИЛИ 13, первый элемент И 14, первый элемент НЕ

15, второй элемент ИЛИ 16, второй элемент

И 17, третий элемент И 18, второй элемент

HE 19, четвертый элемент И 20, одну чару входных клемм 21,22, другую пару входных клемм, 23,24 и выходную клемму 25. З5

Таким образом устройство состоит из автобалансного моста, в первое, втор 1е и третье плечи которого включены линейные импульсно-управляемые Trpoводимос гн, представляюшие собой д ухполюсник из последовательно соединеннь1х ключевого элемента (1,2,3 соответственно для трех плеч моста), управляемого ШИМ-сигналом и ограничительного резистора (4,5,6 соответственно для трех плеч моста,, а в четвертое плечо вклю-45 чен дополни гельный ограничительный резистор.

Питание моста осушествляется от источника опорного напряжения, включенного в диагональ моста. В другую диаг она-:ü включена цепь отработки результат-, содержашая дифферен- 50 циальный усилитель и широтно-имиульсныи модулятор, гричем каждый из входов усилителя соединен с общей точкой схемы через сглаживающие конденсаторы.

Устройство работает следуюшим. абра- 55 ,зом.

На входные клеммы 21,22 умножителя поступают синхронные по заднему фронту

ШИМ-сигнальг с некоторыми относительными длительностями, а на клеммы. 23, 60

525114

Составитель О. Отраднов

Редактор II. Каменская ТехредА. Богдан Корректор, Д. М ельниченко

Заказ 5104/590 Тираж 864 Подписнае

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4 лизации логических операций выделения максимальной и минимальной величин как из входных величин устройства, так и из промежуточных величин преобразования соответствующих ШИМ-сигналов устройства.

Формула изобретения

Умножитель широтно-модулированных сигналов, содержащий широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, один из входов которого через последовательно вклю-5 ченные первый ограничительный резистор и первый ключевой элемент соединен с выводом источника опорного напряжения, а через последовательно включенные второй ограничительный резистор и второй ключевойэлекент-20 нулевого потенциала, другой вход дифференциального усилителя через дополнительный ограничительный резистор подключен к выводу источника онорного напряжения, а через последовательно соединенные третий ограничительный резистор и третий ключевой элемент соединен с шиной нулевого потенциала, входы дифференциального усилителя через соответствующие сглаживающие конден .аторы подключены к шине нулевого потенциала, о о тли ч а ю щи и с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в него введены два элемента ИЛИ, два элемента HE и четыре элемента И, входы умножителя подключены к входам. первого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент HE соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента И, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключевого элемента и одному из входов третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, другие входы умножителя подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к управляющему входу второго ключевого элемента и через второй элемент НЕ к одному входу четвертого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключенкуправляющемувходу первого ключевого элемента, выход четвертого элемента И соединен с выходом умножителя;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. ¹ 444201, кл GO6G7/16, от 23. 02. 73.

2. Авт.св. № 260290, кл.C 06G7/16, от 08.12.68 (прототип).