Широтно-импульсный модулятор

 

(72) Авторы изобретения

8. А. Пантелеев, Е. А. Храбров и А. Г. Слободов

Специальное конструкторское бюро сейсмической техникиМинистерства нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных системах, системах автоматического управления с широтноимпульсными преобразователями.

Известен широтно-импульсный модулятор, длительность выходного импульса которого модулипуется по закону

f(x). Модулятор содержит два счетчика, дешифратор, элемент ИЛИ и триггер причем первый счетчик устанав1 ливает частоту повторения выходных импульсов, а второй - длительность импульса Г! ).

Недостатком этого модулятора является сложность и низкая надежность для периодических модулирующих сигналов.

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является широтно-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, блок совпадения кодов, цифровой функциональный преобразователь и триггер, причем входы блока совпадения. кодов соединены с разрядными выходами первого начетчика и выходами цифрового функционального преобразователя, входы которого соединены с разрядными

5 выходами второго счетчика, а входы триггера соединены с выходами блока совпадения кодов и первого счетчика 21.

Недостатком этого широтно-импульсного модулятора является большое число разрядов счетчиков и сложность цифрового функционального преобразователя при работе с периодическими модулирующими функциями и, как следствие этого, низкая надежность устройства.

Цель изобретения - повышение на,дежности устройства °

Лоставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, циФровой Функциональный пре збразователь, блок совпадения кодов и триггер, вы3 93064 ход которого соединен с выходной шиной устройства, входы счетчиков соединены с входными шинами устройства, входы блока совпадения кодов соединены с разрядными .выходами первого счетчика и выходами цифрового функционального преобразователя, входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, дополнительно введены три триггера, два элемента !в совпадения и элемент ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого счетчика, выход второго счетчика соединен с входом второго триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика и входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элемента совпадений, второй вход которого соединен с выходом блока совпадений кодов и первым входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, выходы элементов совпадений соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом первого элемента совпадений и прямым выходом первого триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента совпадений, 3S

На чертеже представлена блок-схема широтно-импульсного модулятора.

Широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, раз о рядные выходы счетчика 2 соединены с входами цифрового функционального преобразователя 3. Разрядные выходы счетчика 1 и выходы цифрового функционального преобразователя 3 соединены с входами блока 4 совпадения кодов.

Выход счетчика 1 соединен с входом триггера 5. Прямой выход триггера 5 соединен с первым входом вы" модного триггера 6 и первым входом элемента 7 совпадений. Инверсный выход триггера 5 соединен с первым входом элемента 8 совпадений.

Выход счетчика 2 соединен с входом триггера 9,выход которого соединен с входом управления реверсом счетчика 2 и с входом тригге.рд 1О.

3 4

Прямой выход триггера 10 соединен с входом управления реверсом счетчика 1 и с третьим входом элемента 7 совпадений, инверсный выход триггера 10 соединен с третьим входом элемента 8 совпадений. Вторые входы элементов 7 и 8 совпадений соединены с выходом блока 4 совпадений код 3в .

Выходы элементов 7 и 8 совпадений соединены с входами элемента ИЛИ 1 1, выход которого подсоединен ко второму входу выходного триггера 6.

Один из выходов выходного триггера

6 соединен с выходной шиной широтноимпульсного модулятора, входные шины которого соединены с входами счетчиков 1 и 2.

Иодулятор работает следующим образом.

В начальный момент времени счетчики 1 и 2, триггеры 5,9 и 10 и выходной триггер 6 находятся в нулевом состоянии. На вход счетчика 1 поступают импульсы частоты F, а на вход счетчика 2- F . Для надежной работы модулятора для F z и F должно выполнят ь ся условие Е„з, 2М Гс, где И - число состояний счетчика 1.

Оока триггеры 9 и 10 находятся в состоянии "0" счетчики 1 и 2 работают в режиме сложения. Импульсы переполнения счетчика 1 поступают на вход триггера 5. С выхода триггера

5 импульсы поступают на вход выходного триггера 6, устанавливая его в состояние "1" и вырабатывают сигна-. лы начала Формирования временного интервала.

Импульсы частоты Fg поступают на вход счетчика 2. На выходах счетчика 2 вырабатывается линейно-изменяющийся Во времени код, который поступает на входы цифрового функционального преобразователя 3, на выходах которого формируется код, изменяющийся по закону заданной Функции.

При совпадении кодов с выходов счетчика 1 и,цифрового функционального преобразователя 3 на выходе блока 4 совпадения кодов вырабатываются импульсы.

Импульсы с выхода блока 4 совпадения кодов поступают на входы элементов 7 и 8 совпадений. Так как триггер 10 находится в нулевом состоянии, то эти импульсы проходят только через элемент 7 совпадений, при

930643 на -««

5 этом на второй вход триггера 6 поступают импульсы, которые появляются на входе элемента 7 совпадений в моменты времени, соответствующие единичному состоянию триггера 5. Час- S тота импульсов на втором входе триггера 6 равна частоте импульсов на выходе блока 4 совпадения кодов, деленной на 2.

Максимальная скважность импульса «О

„на выходе широтно-импульсного модулятора получается тогда, когда моделируется минимальное значение моделирующей функции f(x). При работе счетчиков 1 и 2 в режиме сложе- 15 ния при формировании первой четверти фукнции, она равна 2.

После того, как счетчик 2 пройдет все свои состояния, триггер 9 устанавливается в состояние "1".

При этом счетчик 2 переводится в, режим вычитания и начинается формирование второй четверти полупериода функции f(x}.

После прохождения счетчиком 2 вто- 25 рой раз всех его состояний, заканчивается формирование первого полуперио1да функции (х), триггер 9 устанавливается в состояние "0", а триггер

10 в "1". Начинается формирование зф второго полупериода функции f(x}-, При этом счетчик 1 переводится в режим вычитания. При формировании второго полупериода функции f(x) импульсы с выхода блока 4 совпадения кодов поступают на второй вход триггера 6 в моменты времени, соответст» вующие нулевому состоянию триггера 5.

При этом максимальная скважность выходного широтно-импульсного сигнала, соответствующая минимальному значению функции f(х), зависит лишь от частоты Г„ и ограничена только разрешающей способностью схемы.

После того, как счетчик 2 в третий4 раз пройдет все свои состояния, заканчивается формирование третьей четверти периода модулирующей функции.

Триггер 9 устанавливается в состояние "1". Счетчики 1 и 2 переводятся в режим вычитания и начинается формирование четвертой четверти периода выходного сигнала. После того как счетчик 2 в четвертый раз пройдет все свои состояния, заканчивается

SS формирование периода функции f(x).

Триггеры 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние и работа схемы повторяется.

Частота F выходного сигнала рав" где N - число срстояний счвтчи" ка 2.

По сравнению с известным, предлагаемое устроиство проще и надежнее при получении на его выходе импульсов с скважностью, изменяющейся по закону У=К(х), где f(x) - периодичная, с периодом Т, функция.

Действительно, для того, чтобы получить на выходе известного устройства выходной сигнал с такои же точностью (дискретностью) как и предлагаемом, необходимо увеличить количество состояний двух счетчиков в 4 раза или, что то же самое, увеличить разрядность счетчиков .на два (для случая двоичных счетчиков).

При этом увеличивается количество входов и выходов цифрового функционального преобразователя и снижает« ся надежность устройства.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержащий два счетчика, цифровой функциональный преобразователь, блок совпадения кодов и триггер, выход которого соединен с выходной шиной устройства, входы счетчиков соединены с входными шинами устройства, входы блока совпадения кодов соединены с разрядными выходами перво го счетчика и выходами цифрового функ» ционального преобразователя, входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, о т л ич а ю щ и и с A тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены три триггера, два элемента совпадения и элемент ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого счетчика, выход второго счетчика соединен с входом второго триггера, прямой выход которого соединен с управяяющим входом второго счетчика и входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элемента совпадений, второй вход которого соединен с выходом блока совпадения кодов и первым входом второго элемента сов93064!

Составитель Е. Борзов

Техред Е. Харитончик Корректор И. Муска

Редактор M. Данканич

Тираж 954 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3527/82

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 падений, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, выходы элементов совпадений соединены с входами элемента

ИЛИ, выход которого соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с третьим входом первого элемента совпадений и прямым выходом первого триггера, ин3 8 версный выход которого соединен с третьим входом второго элемента совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ч 601816, кл. Н 03 К 7/08.

2. Авторское свидетельство СССР

9 664290; кл. Н 03 К 7/08, 30.01.78.