Цифровой широтно-импульсный модулятор
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах передачи информации, а также ключевых усилителях мощности. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции устройства. Указанный модулятор содержит генератор прямоугольных импульсов, два счетчика, четыре триггера, инвертор, два мультиплексора, формирователь импульсов, схему ограничения, схему сброса, три элемента ИЛИ, четыре элемента И, элемент И-НЕ, две входные, выходную и шину знака. 3 ил.
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах передачи информации, а также ключевых усилителях мощности.
Наиболее близким по технической сущности является цифровой модулятор (см. а. с. СССР N 1644371, опубл. в БИ N 15, 1991 г.), содержащий генератор прямоугольных импульсов, два счетчика, счетный триггер, триггер знака, три элемента ИЛИ, три триггера, инвертор, шесть элементов И, два мультиплексора, два формирователя импульсов, элемент И-НЕ, схему ограничения и схему сброса. Недостатком наиболее близкого цифрового широтно-импульсного модулятора является сложность его технической реализации. Сущность изобретения заключается в том, что в цифровом широтно-импульсном модуляторе, содержащем генератор прямоугольных импульсов, первый и второй счетчики, счетный триггер, триггер знака, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, инвертор, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй мультиплексоры, формирователь импульсов, элемент И-НЕ, схему ограничения и схему сброса, причем выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и входом счетного триггера, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным входами триггера знака, первый вход которого соединен с шиной знака, а второй вход - с выходом инвертора, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами прямого и обратного счета второго счетчика, разрядные входы которого соединены с выходом схемы ограничения, разрядные входы которой соединены с шиной входного сигнала, а знаковый вход - с шиной знака, разрядные входы первого счетчика соединены с общей шиной, а выход - с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами записи информации первого и второго счетчика и входом инвертора, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, прямой выход первого триггера соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а инверсный выход - со вторым входом первого и первым входом второго мультиплексоров, прямой выход триггера знака соединен с третьими входами первого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ и первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, выход элемента И-НЕ соединен с первым входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход схемы сброса соединен со вторыми входами первого элемента И и второго триггера, выход второго счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход первого элемента И соединен со вторыми входами второго элемента И и первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого и вторым входом второго мультиплексоров, выход второго элемента И соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с четвертыми входами первого и второго мультиплексоров. Существенные отличия находят свое выражение в новой совокупности связей между элементами устройства. Указанная совокупность связей позволяет упростить конструкцию цифрового широтно-импульсного модулятора. На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового модулятора, на фиг. 2 - функциональная схема схемы ограничения, на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства. Цифровой широтно-импульсный модулятор (фиг. 1) содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, счетчики 2 и 3, счетный триггер 4, триггер 5 знака, элементы 6, 7 и 8 ИЛИ, триггеры 9 и 10, инвертор 11, элементы 12, 13, 14 и 15 И, мультиплексоры 16 и 17, формирователь 18 импульсов, элемент 19 И-НЕ, схему 20 ограничения, схему 21 сброса, выходные шины 22 и 23, входную шину 24, шину 25 знака. Выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен с первыми входами элементов 6 и 7 ИЛИ, а также с входом счетного триггера 4. Выход счетного триггера 4 соединен со счетным входом счетчика 2, разрядные входы которого соединены с общей шиной. Вторые входы элементов 6 и 7 ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 5 знака, первый вход которого соединен с выходом инвертора 11, а второй вход соединен с шиной 25 знака. Выходы элементов 6 и 7 ИЛИ соединены соответственно с входами прямого и обратного счета счетчика 3, разрядные входы которого соединены с выходом схемы 20 ограничения. Разрядные входы схемы 20 ограничения соединены с входной шиной 24, а знаковый вход - с шиной 25 знака. Выход счетчика 2 соединен с первым входом элемента 12 И. Выход элемента 8 ИЛИ соединен с первым входом элемента 13 И. Прямой выход триггера 9 соединен с первым входом элемента 8 ИЛИ, первым входом мультиплексора 16 и вторым входом мультиплексора 17. Инверсный выход триггера 9 соединен с первым входом мультиплексора 17 и вторым входом мультиплексора 16. Прямой выход триггера знака соединен с третьими входами мультиплексоров 16 и 17, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента 19 И-НЕ и первыми входами элементов 14 и 15 И, соответственно. Выход элемента 19 И-НЕ соединен с первым входом триггера 10, инверсный выход которого соединен со вторыми входами элементов 14 и 15 И. Выход схемы сброса соединен со вторыми входами элемента 12 И и триггера 10. Выход счетчика 3 соединен со вторым входом элемента 8 ИЛИ. Выход элемента 12 И соединен с входом инвертора 11, а также с входами записи информации счетчиков 2 и 3 и вторыми входами триггера 9 и элемента 13 И. Выход элемента 13 И соединен с входом формирователя 18 импульсов, выход которого соединен с четвертыми входами мультиплексоров 16 и 17. Выходы элементов 14 и 15 И соединены соответственно с выходными шинами 22 и 23. Генератор 1 прямоугольных импульсов может быть выполнен, например, на микросхеме 155 ЛА3 с кварцевой стабилизацией или с времязадающим конденсатором. Счетчики 2 и 3, например, на микросхемах К555ИЕ7, счетный триггер 4, триггер 5 знака и триггеры 9 и 10 могут быть выполнены на микросхемах К555ТМ2. Элементы 6, 7 и 8 на микросхеме К555ЛЛ1, элементы 12, 13, 14 и 15 на микросхеме К555ЛИ1. Элемент 19 И-НЕ может быть выполнен на микросхеме К555ЛА3, а формирователь импульсов - К555АГ3. Мультиплексоры могут быть выполнены на микросхеме К531КП2. Схема 20 ограничения (фиг. 2) содержит, например, группу 26 элементов ИЛИ, группу 27 элементов И, элемент 28 И-НЕ, элементы 29 и 30 ИЛИ, элемент 31 ИЛИ-НЕ и инвертор 32. В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал, n-разрядные входы шины 24 разбиваются на две группы: с 1 до (n-m) и с (n-m+1) до n, причем m<n. Первая группа разрядов - с 1 до (n-m) соединена с первыми входами группы 26 элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами группы 27 элементов И, выходы которых являются (n-m) младшими разрядами выхода схемы 20 ограничения. Вторая группа разрядных входов шины 24 - c (n-m+1) по n - являются соответствующими разрядами выхода блока 20 ограничения. Они соединены с m входами элемента 28 И-НЕ и элемента 29 ИЛИ. Выход элемента 28 И-НЕ соединен с первым входом элемента 30 ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами группы 27 элементов И. Выход элемента 29 ИЛИ соединен с первым входом элемента 31 ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом инвертора 32, а выход - со вторыми входами группы 26 элементов ИЛИ. Второй вход элемента 30 ИЛИ и вход инвертора соединены с шиной 25 знака. Схема 21 сброса, например, может быть выполнена в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, причем второй вывод резистора присоединяется к шине питания, а второй вывод конденсатора - к общей шине. Вывод сопротивления, соединенный с конденсатором, является выходом схемы 21 сброса. Цифровой широтно-импульсный модулятор работает следующим образом. После включения напряжения питания схема 21 сброса формирует сигнал, который устанавливает в исходное состояние триггеры 9 и 10, стробирует через элемент 12 И счетчики 2 и 3, а также через инвертор 11 - триггер 5 знака. При этом входной сигнал, пройдя через схему 20 ограничения, записывается в прямом (при положительном знаке сигнала) или дополнительном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 3, а код знака этого сигнала записывается в триггер 5 знака. В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 1 с частотой f0 (фиг. 3,а) проходят либо через элемент 6 ИЛИ (знак положительный), либо элемент 7 ИЛИ (знак отрицательный) и поступают соответственно либо на вход прямого счета, либо на вход обратного счета счетчика 3. В зависимости от величины N мантиссы входного сигнала на выходах переноса счетчика 3 через промежуток времени![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/40/403262.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/40/403263.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/40/403264.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/40/403265.gif)
Формула изобретения
Цифровой широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первый и второй счетчики, счетный триггер, триггер знака, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, инвертор, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй мультиплексоры, формирователь импульсов, элемент И - НЕ, схему ограничения и схему сброса, причем выход генератора прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и входом счетного триггера, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера знака, первый вход которого соединен с шиной знака, а второй вход - с выходом инвертора, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами прямого и обратного счета второго счетчика, разрядные входы которого соединены с выходом схемы ограничения, разрядные входы которой соединены с шиной входного сигнала, а знаковый вход - с шиной знака, разрядные входы первого счетчика соединены с общей шиной, а выход - с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами записи информации первого и второго счетчиков и входом инвертора, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, прямой выход первого триггера соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а инверсный выход - со вторым входом первого и первым входом второго мультиплексоров, прямой выход триггера знака соединен с третьими входами первого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И - НЕ и первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, выход элемента И - НЕ соединен с первым входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход схемы сбора соединен со вторыми входами первого элемента И и второго триггера, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с выходными шинами, отличающийся тем, что выход второго счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, вход первого элемента И соединен со вторыми входами второго элемента И и первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого и вторым входом второго мультиплексоров, выход второго элемента И соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с четвертыми входами первого и второго мультиплексоров.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Усилитель постоянного напряжения // 2172060
Изобретение относится к радиоэлектронике и автоматике, в частности к импульсной технике и усилителям постоянного напряжения
Широтно-импульсный модулятор // 2171011
Изобретение относится к электрическим схемам широтно-импульсных модуляторов и может применяться при построении смешанно-сигнальных измерительных приборов и вычислительных устройств
Импульсный модулятор постоянного напряжения // 2145770
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования величины постоянного напряжения оконечных каскадов передатчиков систем трехпрограммного проводного вещания
Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в преобразователях систем управления
Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в преобразователях систем управления
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах передачи и преобразования информации, а также в системах автоматического управления, обеспечивает повышение экономичности и быстродействия
Изобретение относится к импульсной технике
Широтно-импульсный модулятор // 2018205
Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах связи и управления и обеспечивает повышенное быстродействие
Нелинейный широтно-импульсный модулятор // 2185022
Изобретение относится к электрическим схемам времяимпульсных преобразователей и может применяться при построении смешанно-сигнальных измерительных приборов и вычислительных устройств
Блок периодической развертки для преобразователя напряжения с широтно-импульсной модуляцией // 2197059
Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для преобразователей напряжения с широтно-импульсной модуляцией
Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания электрофильтров, представляющих собой емкостную нагрузку
Изобретение относится к импульсным источникам питания (ИП) с частичным разрядом емкостного накопителя, работающего на емкостную нагрузку (Н), для питания пылеулавливающих электрофильтров
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразователях систем управления асинхронными электродвигателями
Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для регулируемых мостовых преобразователей с двухсторонней широтно-импульсной модуляцией и с LC-фильтром в непрерывной части
Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления мостовым преобразователем с широтно-импульсной модуляцией и с LC-фильтром в непрерывной части с заданной формой кривой выходного параметра (напряжения или тока)
Импульсный модулятор (варианты) // 2234804
Изобретение относится к импульсным источникам питания (ИП), работающим на комплексную нагрузку (Н) с изменяемой емкостной составляющей в момент формирования импульса, и предназначено для питания реакторных камер плазмохимического реактора
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления функций при задании аргумента в широтно-импульсной форме
Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для следящих преобразователей с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)