Широтно-импульсный модулятор

 

>7778О8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2655706/18-21 с лрисоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.!1.80. Бюллетень№ 41 (45) Дата опубликования описания 04.12.80 (51) М.Кл.з Н 03 К 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытии (53) УДК 621.376.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

JI. А. Цехновичер и Э. И. Римских (71) Заявитель

1ф (! (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к классу импульсных устройств, может быть лрименено в системах информационно-измерительной и .вычислительной техники, телемеханики и автоматики.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержа ций генератор пилообразного налряжения и схему сравнения, в котором с цель1о повышения функциональной надежности использована схема сравнения с противофазными выходами, которые соединены с входами двух схем И, другие входы которых подключены к входам формирователя запускающих импульсов, а,входы через схему ИЛИ соединены с выходом модулятора (1).

В этом модуляторе происходит двустороннее о".раничение длительности импульса и предотвращается исчезновение импульсов

-ipse значениях входного сигнала, выходящих за определенные пределы. Однако максимальная длительность импульса в известном модуляторе зависит от частоты запускающего сигнала и не регулируется.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником входного сигнала, элемент И и элемент ИЛИ, первыи вход которого подключен к выходу элемента И f2).

Этот широтно-импульсный модулятор имеет ограниченные функцнональные,возможности, т. к, длительность импульса на его выходе линейно связана с величиной входного сигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей модулятора.

10 Указанная цель достигается тем, что для получения импульсов, длительность которых пропорциональна превышению величины входного сигнала над величиной опорного, в широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор пилообразного напряжения, входной компаратор, первый вход которого соединен с выходом упомянутогo,ããíåðàòoðà пилообразного напряжения, а второй вход — с клеммой источника входного сигнала, элемент И и элементИЛИ, первый вход которого подключен к выходу указанного элемента И, введены дополнительный компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй

:вход — с клеммой источника опорного напряжения, инвертор, .вход которого подключен к выходу входного компарато, а, а вьтход — к первому входу элемента И, вгорой зо вход которого соединен с выходом допол777808 нительного компаратора, а выход — с перt3oH выходной K 7PMiloé.

Для получения дополнитсль Io импуль"ов, д.тительность,которых пропорциональна превышению вели тины опорного сигнала иад величиной входного, в широтно-импульсный модулятор введены дополнительный инвертор, вход которого подключен к выходу дополнительного компаратора, и дополнительный элемент И, первый вход которого соединен с выходом дополнительного иивертора, второй вход — с выходом входного компаратора, а выход п>одключ= . хо второй выходной клемме.

Для получения дополнительно имп ь7ь=ов, длительность которых пропорциональна абсолютной величине разности между зеличинами входчого и опорного сигналов, зторой вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход — с третьей выходнои клеммой.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема широтно-импульсного модулятора, на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Широтно-импульсный модулятор содер:кит генератор пилообразного напряJHeHHsr

1, выход которого соединен с первым входом компаратора 2, второй вход компаратора подключен к источнику входного сигнала 8, вь;ход компаратора соедичен через инвертор 4 с первым входом элемента И 5, первыH вход дополнительно введенного компаратора б соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, >второй вход ко япаратора соединен с источником опорного на|иряжения 7, выход второ "0 компаратора подключен ко второму входу элемента И, !выход которого 8 является выходом модулятора, Для получения дополнительно импульсов, длительность которых пропорциональна превы>шелию величины опорного сигнаl3 над величиной входного, введены инзе.:-Дор 9 и логический элемент И 10, выход элемента И является, выходом 111 модулятора.

Для получения импульсов, длительность которых пропорциональна абсолютной ве" личине разности между величинами входного и спорного сигналов дополнительно введен логический элемент ИЛИ 12, входы оторого соединены с выходами элементов

И, а выход является выходом 18 модулятора.

Широтно-импульсный модулятор .работает следующим образом.

Пилообразное напряжение с выхода генератора пилообразного напряжения 1 подается на входы компараторов 2 и б (см, иоз. 14 на фиг. 2), на другие, входы компараторов,подается напряжение сигнала (15, фиг. 2) и опорное напряжение (lб, фиг. 2).

На выходе компаратора 2 появляется импульс, длительность, которого линейно связана с величиной выходного сигнала (c:»l. 17 на фиг. 2). На выходе комларатора б длительность импульса линейно связана с величиной опорного напряжения (18 на

5 фиг. 2). На выходе инвертора 4 образуется им7ульс, показанный на диаграмме 19 фиг. 2, лри этом на выходе модулятора 8 появляется импульс (20 на фиг. 2), длительность которого пропорциональна illpeI0 ышсиию величины .входного сигнала над величиной опорного. Зто происходит за с:ет вычитания из длительности «опорного» импульса длительности «сигнального» импульса Одновременно сушественио сниl5 жаются погрешности, связачные с нестабильностью постоянной составляюц;ей пи ообразного напряжения.

ДCHCTBHTC IbHо, QJIHTCJIbHOC7b имидж 7bCOB на выходе ком>паратора 2

72 1нх+т0>

25 л где S — крутизна модулятора;

U,, — величина входного напряжения; т0 — длительность импульса .при

UR

Длительность импульсов на выходе компаратора б

30 г4 1оп +T0 где U„„— величина опорного напряжения.

Длительность импульсов на выходе 8 модулятора т н,>v т2 т4 S(Uex Uo»)

На фиг. 2 слева приведена диаграмма для U,„) U<,„, а справа — для U,, (U,„, 45 Получение импульсов, длительность которых пропорциональна превышению величины опорного сигнала над,величиной входного, поясняется диаграммами 21 — 27 фиг. 2. На диаграмме 21 — величина опор50 ного Haпряжепия равна нулю; 15 — входное напряжение; 22 — импульс на выходе первого компаратора, длительность которого линейно связана с величиной входного сигнала; 2i8 — импульс на выходе второго

55 компаратора; 24 — импульс на выходе ин.вертора 4; 25 — импульс на выходе 8 модулятора пропорциональный превышению величины входного напряжения над величиной опорного напряжения; 2б — импульс на выходе инвертора 9; 27 — импульс на выходе модулятора ll,,пропорциональный превышению величины опорного напряже,ния над величиной, входного.

Длительность импульсов на выходе 11

65 модулятор а

777808 твых т4 т2 S (/оп U„.) вх) од выл =- 0.

Длительность импульсов на выходе 18 модулятора (фиг. 2, диаграмма 28) пропорциональна а бсолютной величине разности между величинами входного и опорного сигналов. В данном случае, при опорном напряжении, раBHQM нулю длительность импульсов на выходе 13 модулятора пропорциональна абсолютной величине (т. е. модулю) входного сигнала, т. е. модулятор осуществляет функциональное преобразование вида вых —, /в . (Предлагаемый широтно-импульсный модулятор имеет расширенные функциональные,возможности, а именно, он позволяет получить на одном выходе импульсы, длительность,которых пропорциональна превышению величины входного сигнала над величиной опорного, на другом —,превыше,нию величины опорного сигнала над величиной входного, а на третьем — пропорцио.нальна абсолютной величине разности между входным и опорным сигналами. Применение такого .модулятора в радиоэлектронных устройствах, использующих принцип широтной модуляции, позволит за счет исключения схем, выполняющих указанные функции, уменьшить габариты, потребляемую мощность и увеличить их точность.

Формула изобретения

1. Широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор пилообразного напряжения, входной компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход — с клеммой источника входного сигнала, элемент И и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента И, отличающий ся тем, что, 5 с целью расширения функциональных возможностей в него введены дополнительный компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход — с клеммой

1О источника опорного напряжения, инвертор, вход,которого подключен к выходу входного компаратора, а выход — к первому,входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом дополнительного компаратора, а выход — с первой выходной клеммой.

2. Модулятор по п. 1, отличающийс я тем, что, с целью получения импульсов, длительность которых пропорциональна превышению величины опорного сигнала над величиной входного сигнала, в него введены дополнительный инвертор, вход которого подключен к выходу дополнитель,ного компаратора и дополнительный эле25 мент И, первыи вход которого соединен с выходом дополнительного инвертора, второй вход — с выходом входного компаратора, а выход подключен ко второй .выходной клемме.

3. Модулятор по п. 2, отличающи йс я тем, что, с целью .получения импульсов, длительность которых пропорциональна абсолютной величине разности между величинами входного и опорного сигналов, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход — с третьей выходной клеммой.

Источники информации, принятые во

40 внимание .при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 244385, кл. Н 03 К 7/08, 21.05.69.

2. Авторское свидетельство СССР № 529556, кл. Н 03 К 7/08, 25.09.76 (про45 тотип) .

777808

I б да.

Составитель Ю. Жулин

Техред И. Пенчко

Коррсктор H. Осиповская

Редактор Б. Федотов

Заказ 1466/1476 Изд. ¹ 543 Тираж 995 Подписное

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

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»