Широтно-импульсный модулятор

О П И С А Н И Е 308500ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски Социалистически РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМПК Н 031 с 7/О явлено 14.Ч 1.1969 ( 1347284 18-2 ением заявкис присоед Комитет по делам зобретвиий и аткрытий при Совете Министров СССР. "ЗНАЯ Авторизобретения Е, П. Угрюмовнинградский электротехнический институтимени В, И, Ульянова (Ленина) аявите ИРОТНО-ИМПУЛЪСНЪ 1 Й МОДУЛЯТОР к аналоговой вытехнике систем авто строиство реализует совергоритм преобразования. На в, как и в известных устрой- входное напряжения сl(1), д поступает не пилообразное зность пилообразного напряния емкости К;, равного веПредлагаемое у шенно другой ал один из его входо ствах, поступает но на другой вхо напряжение, а ра жения и напряже(г), что придает преобразо личине 1/, + Хl к=1 вателю иную ф ку и делает вь льным не вхо от него, 0,5),)=2 ункциональную характериститходной интервал пропорциодному напряжению, а интеграна лу Изобретение относитсячислительной технике иматического управления.Известные широтно-импульсные модуляторы и кодирующие преобразователи с пилообразной разверткой основаны на том, что прохождение пилообразного напряжения через нуль отмечает начало вырабатываемого временного интервала, а момент равенства пилообразного и входного напряжений отмечает его окончание. В соответствии с этим известные преобразователи в качестве основных блоков содержат генератор пилообразного Напряжения, сравнивающее устройство, триггер, вентили и цепи синхронизации. Схема предлагаемого широтно-импульсногомодулятора, вырабатывающего на выходе временные интервалы, относительная длительность которых пропорциональна интегралу от входного напряжения, показана на чертеже, где 1 - генератор пилообразного напряжения (ГПН); 2 - сравнивающее устройство (СУ);3 - триггер (Тг); 4 - блок синхронизации (БС); 5 - вентиль; К - ключ; С - конденса тор постоянной емкости.Генератор 1 пилообразного напряжения че.рез емкость С связан с одним из входов сравнивающего устройства 2, на второй вход СУ подано входное напряжение с 1(1). Блок синхронизации 4 связан с генератором и триггером 3 и одновременно с одной из двух выходных шин устройства, Вентиль 5 управляется со сравнивающего устройства и триггера, Выход вентиля связан с ключом К и второй вы- О ходной шиной устройства. Схема работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает напряжение,торое в течение периода Т изменяется по Б кону где У, - амплитуда пилообразного напряжеО ния.Из этого выражения видно, что в каждом периоде напряжение У(1) начинается со значения - У, и в конце периода достигает величины + У, проходя через нуль в серединетпериода т. е, при 1= - , В момент времени121 = - блок синхронизации 4 посылает коротт2кий импульс У, на одну из выходных шин устройства.Напряжение У,(1) и напряжение на емкости включены последовательно так, что их значения вычитаются и образуют напряжение У(г), подаваемое на один из входов сравнивающего устройства 2. На другой вход сравнивающего устройства 2 поступает входное напряжение /(1).В момент равенства напряжений У, и У(1) сравнивающее. устройство вырабатывает импульс У, поступающий на вторую выходную шину уРгройства.Временной интервал между импульсами У, и Угдает абсолютную величину интеграла по времени от У (г), а порядок следования импульсов У, и У 2 определяет знак интеграла.При необходимости временной интервал с помощью дополнительного триггера может быть преобразован в длительность прямоугольного импульса, а порядок следования импульсов с помощью логических схем может быть преобразован в признак знака импульса.Импульс У на короткое время замыкает ключ К, что присоединяет емкость С к выходным клеммам генератора 1 и создает на емкости напряжение/сг = Сп (6) = 2 Кд( 0,5) у, =20 ( -- 0,5 У, =У(,), , Т откуда-- 0,5=Т 2 У,На емкости в первом периоденапряжение 1 с 1 = К (1) = 1.1 ф + 11 (1) запишется где 1, - момент срабатывания сравнивающего устройства 2 в г-ом периоде,Напряжение К; остается неизменным до момента следующего замыкания ключа в (г + 1) -ом периоде.Триггер 3 и вентиль 5 предотвращают повторное срабатывание устройства 2 после возвращения ключа в разомкнутое состояние.Рассматривая описанные процессы, начиная с первого периода, можно записать следующие соотношения.В первом периоде на емкости записано начальное значение интеграла в виде начального напряжения г 1 о, и момент срабатывания сравнивающего устройства 1, определится из условияАналогично этому во втором периоде замыкание ключа произойдет при условии 2 Ущ -- 015 Ус: 1 Иа) 1 5откуда2И 2) + г 1 С 1О +(1) +( 2)гц 10 и Для произвольного периода номера г аналогично предыдущему будут справедливы вы ражения-- 0,5 = - СУ, +; ц (,)(а) Выражение (а) показывает, что отсчитывае.мая от середины периода величина временного интервала 1; пропорциональна сумме орди нат входной функции гl(1), т. е. представляетсобою приближенное значение интеграла,= К Уй-У40 огде К - масштабный коэффициент, методомприближенного интегрирования. Предмет изобретения Широтно-импульсный модулятор, содержащий генератор пилообразного напряжения, запускаемый от блока синхронизации, триггер, вентиль и сравнивающее устройство, один 50 вход которого подключен к выходу генератора, а другой - к источнику входного сигнала, отличагоигийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, выход генератора через конденсатор подключен к одному из входов сравни.вающего устройства непосредственно, а через ключ - к общей шине, причем выход сравнивающего устройства подключен к одному из входов вентиля, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход - с управляющим входом ключа и с одним из входов триггера, второй вход которого подключен к выходу блока синхронизации,ч 0 тем более точное, чем меньше период 7 и чеммедленнее изменяется входная величина сl (г).1 аким образом, предлагаемая схема, в которой выходной временной интервал твых как З 5 раз и является отсчитываемым от серединыпериода временем 1;, позволяет моделироватьзависимость308500 ректор В. И. Жолудева оляков акто Изд.967 Тираж 473елам изобретений и открытий при Совете М осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 митета каз 2218НИИПИ Составитель В. Чистовекред А. А. Камыщнико Типография, по. Сапунова Подписноенстров СССР