Цифровой широтно-импульсный модулятор с переменным шагом квантования скважности

 

1:.

О П И С А Н И Е (!1) 649886

И 3О6РЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22.12.75 (21) 2306923/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано05.03.77.Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 20.05.77 (51) М. Кл

Н 03 К 7/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретеннй и открытий (53) УДК 621.382 (088.8) М. Н. Горбачев, В. А. Добрыдень О. К. Илюнин, А. Ф. Сушко и В. М. Трохин (72) Авторы изобретения

Харьковский институт радиоэлектроники (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

С ПЕРЕМЕННЫМ ШАГОМ КВАНТОВАНИЯ СКВАЖНОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в системах автоматического регулирования, Известен цифровой широтно-импульсный модулятор с переменным шагом квантования скважности, содержащий генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен с первыми входами нереверсивных счетчиков, а два других выхода соединены со входами блоков синхронизации, и триггер. 1О

Однако этот модулятор обладает сравнительно неширокими функциональными возможностями, имеет низкие стабильность и быстродействие, а также неудовлетворительную помехоустойчивость. 15

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение стабильности, помехоустойчивости и быстродействия модулятора.

Для этого в цифровой широтно-импульс- 20 ный модулятор с переменным шагом квантовання скважности, содержащий генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен с первыми входами нереверсивных счетчиков, а два других выхода соединены 25 со входами блоков синхронизации, и триггер, введены реверсивный счетчик, логическое устройство, два коммутатора и два ключа, выходы блоков синхронизации соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика и через ключи — со вторыми входами нереверсивных счетчиков, разрядные выходы нереверсивных счетчиков соединены со входами коммутаторов, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены со входами логического устройства, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и коммутаторов, а выходы коммутаторов соединены с нулевым и единичным входами триггера.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема модулятора, на фиг. 2— функция рассогласования.

Цифровой широтно-импульсный модулятор с переменным шагом квантования скважности содержит генератор тактовых импульсов 1 один выход которого соединен с первыми входами нереверсивных счетчиков 2 и 3, а два других выхода соединены со входами блоков синхронизации 4, 5, и триггер 6.

549886

При б Й 1т1. или Ь Ъ 1 1.1 эти ключи открываются и, поскольку на соответ4О ствующем выходе логического устройства 8 присутствует сигнал логической единицы, шаг квантования становится равным fl> как в описанном выше режиме. Так работает модулятор, пока 1 п (8 tn„или пй 8<1 1 .

45 Если же рассогласование продолжает возрастать, например, оказывается б» и, ко входам триггера 6 подключаются вторые разряды счетчиков 2 и 3. Это равносильно сокращению на единицу числа их разрядов, что при5О водит к тому, что шаг квантования удваивается. действительно, теперь период Т равен Т 2" " т.е. в два раза меньше, а каждый импульс рассогласования по-прежнему смещает момент опрокидывания триг55 гера 6 на величину Т.

Наличие зоны нечувствительности (W„-т1 приводит к тому, что импульсы помех, возникающие с одинаковой интенсивностью на входах 13 и 14, могут взаимно компенси60 роваться с точностью до этой зоны.

В модулятор введены реверсивный счетчик 7, логическое устройство 8, коммутаторы 9 и 10, ключи 11 и 12.

Выходы блоков синхронизации соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7 и через ключи ll и 12 соответственно — со вторыми входами нереверсивных счетчиков 2 и 3. Разрядные выходы счетчиков 2 и 3 соединены со входами коммутаторов 9, 10. Разрядные выхо- 1о ды реверсивного счетчика 7 соединены со входами логического устройства 8, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 11, 12 и коммутаторов 9, 10. Выходы коммутаторов соединены с нулевым и 15 единичным входами триггера 6.

Работает модулятор следующим образом.

В описании работы модулятора применяются следующие обозначения: 6 (рассогласование) = Ма — N1, 1 где N> и N — числа импульсов, поступивших на входы 13 и 14; H — шаг квантования скважности; 11 — минимальный шаг квантования; Гт - и П„ — значения á 1 при которых изменяется шаг квантования (при отрицательных и положительных значениях В

1а-2 соответственно); (скважность)=

1 где Т вЂ” длительность прямоугольного импульса, То — период повторения импульсов.

B исходном состоянии один из счетчиков 2 и 3 установлен в нулевое положение, а другой счетчик 7 заполнен наполовину, т.е. имеет единицу только в старшем разряде

Рассмотрим сначала работу модулятора при входах счетчика 7, причем ко входам триггера 6 подключены через коммутаторы 9 и 10 выходы старших разрядов счетчиков 2 и 3, а ключи 11 и 12 открыты.

Пусть импульсы на входах 13 и 14 отсутствуют. Импульсы с выхода 15 генератора 1 поступают на счетчики 2 и 3, импульсы переполнения которых поочередно опрокидывают триггер 6.

Благодаря указанному выше исходному состоянию счетчиков 2 и 3 импульс с выхода одного из них появляется точно посреди интервала 1 между импульсами с вью хода другого счетчика. В результате сигнал на выходе 16 триггера 6 имеет вид прямоугольных импульсов длительностью То / 2 с периодом Т„=Т 2 т.е. X = 0,5. и

Пусть теперь на вход 13 поступит Ма импульсов. Импульсы с выхода 17 генератора 1 вводят их в счетчик 2 в интервалах между импульсами с выхода 18. Это приводит к тому, что импульс на выходе счетчика 2 появляется на время Тйа раньше, т.е. сдвигается на это время относительно середины интервала между импульсами с выхода счетчика 3, Скважность выходного сигнала

То+ Nay 1 о

1 1а т, 2 2

Если вместо входа 13 Ny импульсов поступает на вход 14, изменение скважности имеет противоположный знак: ь .1 N

Если на входы 13 и 14 поступает одинаковое число импульсов, скважность не изменяется. В общем случае

+ э,в г

Пусть теперь счетчик 7 подключен, и требующаяся зависимость Н= Но (б) шага квантования Н скважности выходного сигнала от рассогласования В имеет вид, показанный на фиг, 2 сплошной кривой линией. Фактически эта функция является дискретной.

В исходном состоянии ключи 11 и 12 закрыты, а ко входам триггера 6 подключены выходы старших разрядов счетчиков2 и 3.

При отсутствии импульсов на входах 13 и 14 схема работает,как описано выше. Импульсы, поступающие на входы 13 и 14, не влияют на скважность выходного сигнала (шаг квантования равен нулю), пока значение О находится в пределах11 „ (б (111 так как при этом ключи 11 и 12 остаются закрытыми.

549886 Риг. 2

Далее, в случае ф ) М когда схема прототипа теряет работоспособность, предлагаемый модулятор поддерживает на выходе постоянный сигнал соответствующего знака до тех пор, пока рассогласование не возвратится в зону -М, М1. формула изобретения

l0 цифровой широтно-импульсный модулятор с переменным шагом квантования скважности, содержащий генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен с первыми входами нереверсивных счетчиков, а два 15 других выхода соединены со входами блоков синхронизации, и триггер, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения стабильности, помехоустойчивости и быстродействия, в него введены реверсивный счетчик, логическое устройство, два коммутатора и два ключа, выходы блоков синхронизации соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика и через ключи — со вторыми входами нереверсивных счетчиков, разрядные выходы нереверсивных счетчиков соединены со входами коммутаторов, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены со входами логического устройства, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и коммутаторов, а выходы коммутаторов соединены с нулевым и единичным входами триггера.

П Патент, r. .Ужгород. ул. Проектная, 4