Широтно-импульсный модулятор

 

(i ij73 I 574

О и й (. А Й Й Е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2582411/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М. Кл.-

Н ОЗК 7/08

Государственный комитет (53) УДК 621.376.5 (088.8) ло делам изобретении и открытий (72) Авторы изобретения

Т. А. Глазенко, Б. Ф. Дмитриев, А. И. Игнатченко и А. Н. Пискарев (71) Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЬ1Й МОДУЛЯТОР

Я1. „;,.;

Изобретение относится к области кодирования и преобразования информации и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий счетчики импульсов, счетный триггер с элементами И и схемы перезаписи кодов, обеспечивающий линейно-изменяющуюся скважность выходных импульсов в зависимости от изменения входного 10 напряжения (1).

Недостатком модулятора является то, что он не обеспечивает формирование длительности импульсов, как функции среднего значения управляющего сигнала в пределах 15 одного периода, и формирование длительности импульса, пропорциональной интегралу от входного напряжения за несколько периодов, что снижает точность преобразования входного сигнала. 20

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор пилообразного напряжения, сравнивающее устройство, триггер, вентиль, ключ и конденсатор постоянной 25 емкости (2).

Временной интервал на выходе этого модулятора пропорционален интегралу входного напряжения за несколько периодов коммутации. Однако недостатком этого мо- ЗО дулятора является невысокие стабильность и точность, связанные с накоплением ошибки на интегрирующем конденсаторе модулятора.

Цель изобретения — повышение точности и стабильностп преобразования входного сигнала широтно-импульсным модулятором.

Поставленная цель достигается тем, что в модулятор, содержащий генератор тактовых импульсов и сравнивающее устройство, введены аналого-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор и счетчик импульсов, причем генератор тактовых импульсов соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразователя и с входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены с входами сравнивающего устройства, а выход старшего разряда — с разрешающим входом накапливающего сумматора, остальные входы сравнивающего устройства соединены через накапливающий сумматор с выходамн аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с входом устройства, выходы которого соединены с выходами счетчика импульсов, сравнивающего устройства и знаковым выходом накапливающего сумматора.

731574

На чертеже представлена функцпона".üная схема модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, выходы которого соединены с тактирующим входом аналого-цифрового преобразователя 2 и входом счетчика 3, выходы аналого-цифрового преобразователя через накапливающий сумматор 4 соединены с входами сравнивающего устройства 5, к остальным входам которого подключены разрядные выходы счетчика 3, а выход его старшего разряда соединен с выходом 6 устройства и разрешающим входом HBKBIIJIHBBIoIllåãо сумматора 4, знаковый выход которого соединен с выходом 7 устройства, а выход сравнивающего устройства 5 соединен с выходом 8 устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает импульсы прямоугольной формы, поступающие на преобразователь 2 и на двоичный счетчик 3. В момент перехода счетчика через «0» на его выходе б появляется импульс U1, соответствующий началу временного интервала, Импульсы U1 следуют с периодом повторения Т = Т,.2", где Т, — период следования тактовых импульсов генератора 1; М вЂ” число разрядов счетчика 3. Преобразователь 2 преобразует входной сигнал U(t) переменной величины и знака в двоичный параллельный N-разрядный код. Дополнительный N+ 1-разряд преобразователя несет информацию о знаке входного сигнала U(t). С выходов преобразователя 2 кодовая комбинация поступает на входы накапливающего сумматора

4, состоящего из собственно N+1-разрядного сумматора и блока памяти из N+1 разрядов. Разряд N+1 в накапливающем сумматоре 4 является знаковым. Накапливающий сумматор 4 производит интегрирование цифрового сигнала, поступающего с выхода преобразователя 2. Информация на выходе накапливающего сумматора 4 сохраняется неизменной в течение времени Т и изменяется только в момент прихода на разрешающий вход импульса U1, поступающего с выхода счетчика 3 импульсов.

Таким образом, в момент времени t =

= Т. i, где 1 = 1, 2, ..., на выходе накапливающего сумматора 4 образуется кодовая комбинация У;, соответствующая приближенному значению интеграла входного напряжения U (/)

K=i

К=1 где У, — кодовая комбинация, соответствующая начальному значению интеграла Up, Л „ — кодовая комбинация, соответствующая значению входного напряжения U(t) в момент времени

t= T i„ïðè 1= 1, 2, ..., i.

5 При переполнении накапливающего сумматора 4 сигнал переноса N-разряда устанавливает с приходом импульса U1 все кодовые разряды в накапливающем сумматоре в положение «1».

10 Кодовая комбинация с выхода накапливающего сумматора 4 поступает на входы

Л -разрядного устройства 5 сравнения, на другие входы которого поступает кодовая комбинация с выходов счетчика импульсов

15 3. В момент совпадения кодовых комбинаций сравнивающее устройство 5 вырабатывает импульс U>, соответствующий концу временного интервала, который поступает н а выход 8 устр о йств а.

20 Тогда длительность временного интервала, вырабатываемого устройством в i-й момент времени, определится выражением

K=i с1 — Т .2м — м.Y = Т 2м — м. (Y + 1

25 К=1 которое представляет собой приближенное значение интеграла

;,„„= К ) U(t)dt+ U„ где К вЂ” масштабный коэффициент метода приближенного интегрирования.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность и стабильность преобразования входного напряжения в широтноимпульсный сигнал и при использовании

его в усилителях, реверсивных регуляторах напряжения, измерительных устройствах позволит улучшить их эксплуатационные характеристики.

45 Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор тактовых импульсов и сравнивающее устройство, о т л и ч а ю щ и й50 ся тем, что, с целью повышения точности и стабильности преобразования, в него введены аналого-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор и счетчик импульсов, причем генератор тактовых им55 пульсов соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразователя и с входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены с входами сравнивающего устройства, а выход старшего

60 разряда — с разрешающим входом накапливающего сумматора, остальные входы сравнивающего устройства соединены через накапливающий сумматор с выходами ана731574

7„зрду

Составитель Е. Борзов

Техред В. Серикова

Корректор А. Галахова

Редактор Е. Караулова

Заказ 753/5 Изд, № 281 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 лого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с входом устройства, выходы которого соединены с выходами счетчика импульсов, сравнивающего устройства и знаковым выходом накапливающего сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 415795, кл. Н ОЗК 7/08, 16.08.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 308500, кл. Н ОЗК 7/08, опублик. 1971.