Функциональный частотно-импульсный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)5 Н 03 К 7/10 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ый ия-импуль гулиров ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Ленинградский электротехнически ститут им. В,И.Ульянова (Ленина) (72) В,С,Закирничный и В.И.Кубанцев (56) Авторское свидетельство СССР М 790279, кл. Н 03 К 7/10, 1979,Авторское свидетельство СССР М 491208, кл. Н 03 К 7/10, 1973. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНОПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Функциональный частотно С модулятор используется для ре Ч 2,1822716 А различных физических величин (температуры, давления, влажности и т.д.) в производственных и технологических процессах стекловаренного и керамического производства, в системах управления подстройкой частоты и т.п. Устройство содержит 1 времязащищающий фильтр (1), 1 релейный элемент (2), 1 блок коммутации (3) с тремя группами контактов 1, блок формирования (4), 1 выходной блок (5), 1 блок преобразований(6), состоящий из 1 интегрирующего усилителя (7), 1 усилителя сравнения (3) и 1 блока сброса (9) интегрирующего усилителя. 2 ил.Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано для регулирования различных физических величин (температуры, давления, влажности, частоты вращения, угловых и линейных перемещений и т.т.) в производственных и технологических процессах стекловаренного и керамического производства, в системах управления подстройкой частоты, в промышленных регуляторах дискретного действия с переменным периодом квантования и т,д.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения за счет возможности использования исполнительных механизмов различных типов.В данном устройстве используется функциональная (в зависимости от типа время- задающего фильтра - интегратора, линейного фильтра первого порядка и т.д.) частотная, широтная и амплитудная виды модуляции, .На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 приведены временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит времязадающий фильтр 1 и релейный элемент 2 с зоной нечувствительности, блок коммутации 3 с тремя группами контактов, блок формирования 4, выполненный в виде генератора импульсов с регулируемой длительностью, выходной блок 5, блок преобразований б, осуществляющий преобразование выходных импульсов формирующего блока с прямой пропорциональной зависимостью от абсолютной величины входного сигнала, поступающего на времязадающий фильтр, блок преобразования б состоит из интегрирующего усилителя 7, выполненного по схеме решающего усилителя с емкостной обратной связью, усилителя сравнения 8 и блока сброса 9 интегрирующего усилителя в исходное нулевое состояние, При этом выход времязадающего фильтра 1 соединен с входом релейного элемента 2 и через первую группу контактов блока коммутации 3 с общей шиной, а выход релейного элемента 2 соединен с управляющим входом блока коммутации 3 и через вторую группу контактов блока коммутации 3 с первым входом блока формирования 4, выход которого соединен с первым входом выходного блока 5.Через третью группу контактов блока коммутации 3 вход для подачи опорного напряжения соединен с первым входом интегрирующего усилителя 7, второй вход которого соединен с выходом блока сброса 9. Выход интегрирующего усилителя 7 соединен с первым входом усилителя сравне ния 8, выход которого соединен с входоь блока сравнения 9 и вторым входом блок; формирования 4. Вход времязадающеп фильтра 1, объединенный со вторым входол усилителя сравнения 8 и выходного блока . является входом устройства, а выход выход ного блока 5 его выходом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим обра. зом,Пусть входной сигнал (фиг.2 а) поступае на вход времязадающего фильтра 1, тогда при достижении величины порогового уровня релейного элемента 2 величины (г) выходным сигналом времязадаюшего фильтра 1 (фиг.2 б) происходит срабатывание блока коммутации 3, первая контактная группа которого возвращает времязадающий фильтр 1 в исходное (нулевое) состояние (фиг,26), вторая контактная группа формирует функциональную частотную(в зависимости от типа времязадающего фильтра) импульсную последовательность остроугольных импульсов с периодом Т, определяемым значением абсолютной величины входного сигнала и выбором установленной постоянно величины порогового уровня (г) релейного элемента 2 (фиг,2 в), третья контактная группа подает опорное напряжение Ооп на вход интегрирующего усилителя 7. Импульсная последовательность с выхода второй контактной группы блока коммутации 3 поступает на первый вход блока формирования 4 (триггер с двумя устойчивыми состояниями) и каждый из поступивших на первый вход импульсов формирует передний фронт выходного импульса формирующего блока 4, задний фронт выходного импульса блока формирования 4 формируется блоком преобразования б (фиг 2 г) следующим образом: опорный сигнал Ос, интегрируется интегрирующим усилителем 7 и с выхода интегрирующего усилителя 7 поступает на первый вход усилителя сравнения 8, на второй вход которого поступает сигнал с входа времязадающего фильтра 1, как только сигнал с выхода интегрирующего усилителя 7 достигнет величины входного сигнала времязадающего фильтра 1 (эти сигналы сравниваются на усилителе сравнения 8) триггер опрокидывается,чем формируется задний фронт выходного импульса блока формирования 4, в этот же момент срабатывает блок сброса 9, контактная группа которого возвращает интегрирующий усилитель 7 в исходное нулевое состояние.На выходе блока формирования 4 образуется импульсная последовательность Од(фиг.2 д), длительность импульсов которой прямопропорциональна абсолютной вели 1827716чине входного сигнала Овх которая поступает на вход выходного блока 5, одновременно на второй вход поступает сигнал с входа времязадающего фильтра 1(фиг.2 ж), в результате на выходе выходного блока 5 формируется импульсная последовательность модулированных импульсов по частоте, длительности и амплитуде, функциональных зависимых от а бсол ютной величин ы входного сигнала. На фиг,2 з, и, к, л показана динамика формирования импульсной последовательности на выходе выходного блока 5, если на вход времязадающего фильтра 1 подан сигнал Овх (при условии Овх 1Овх 2).Формула изобретенияФункциональный частотно-импульсный модулятор, содержащий времязадающий фильтр, вход которого является входом модулятора, релейный элемент, блок коммутации с тремя группами контактов, блок формирования, выполненный в виде генератора импульсов с регулируемой длительностью и выходной блок, первый вход которого соединен с выходом блока формирования, при этом выход времязадающего фильтра соединен с входом релейного элемента и через первую группу контактов бло ка коммутации с общей шиной, а выходрелейного элемента. - с управляющим входом блока коммутации и через вторую группу контактов блока коммутации с первым входом блока формирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения, в него введены интегрирующий усилитель, блок сброса интегрирующего усилителя и усилитель сравнения, причем 15 первый вход интегрирующего усилителя через третью группу блока коммутации соединен с входом опорного напряжения, выход блока сброса интегрирующего усилителя соединен с вторым входом интегрирующего 20 усилителя, первый вход усилителя сравнения соединен с выходом интегрирующего усилителя, а выход - с вторым входом блока формирования и входом усилителя сравнения, при этом вход времязадающего фильтра обьединен с вторыми входами усилителя сравнения и выходного блока,