Умножитель широтно-модулированных сигналов

ОП ИСАНЙЕ" Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, С 1 0697 присоединением заяв осударстоеннаги комитеСовета Министроа СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приорите. М. Сафьянггик Б. Смоло Ленинградский ордена Ленина электротехнический инст им, В. И. Ульянова (Ленина)(54) УМНОЖИТЕЛЬ ШИРОТНО-МОСИГНАЛОВ ИРОВЛННЫХ Изобретениет относится к-Вычислительнойтехнике и может использоваться в вычислительных машинах.Известно, множительно-делительное устройство 1,содержащее тактирующий генератор, два операциопных усилителя, запоминающие конденсаторы;, ключ евьге элементы. Такое устройство обладает сравнительно невысоким быстродействием.Наиболее близким техпическим решением к данному изобретению является устройство для умножения и деления широтно-импульс,ных сигналов 21, содеркащее широтно -имиульсцый модулятор, вход котврого подключен к выходу дифференциального усилителя, один из гходов которого через последовательно включеннь.о тгервьгй ограничителььгй резистор и первый клгоевой элемент соединен с Выводом истов г.г.;, сигарного тгатгрякентгя, а че; рез последователтио ги;пючеиггые второй ог раничительцый резгтстог. и:тторотт ключевой элемент,: - с тиггггойг гтулеоог потенциала, другой Вход дифференциального устглтгтеля через дополнительпьтй ограничитель;:тй резггстор подключен к выводу источгцтка Отториого ца;лряжения, а через последовательно соединевгтгьге третии ограничительный резистор и тре.;, тий ключевой элемент соединен с шиной нулевого потенциала,;входы дифференциальногоусилителя через соответствукициег сглажи-,вающие конденсаторы подключены к шине нулевого потенциала,Такое устройство обладает сравнительнонизким бьтстродетгствггем, определяемым временем перезаряда сглаживающих конденсаторов при изменении величины. параметроВвходных сигналов,Целью изобретения являетсяиовьгшеггйе,быстродействия устройства.Дття этого в предлагаемый умцожительширотно-модулированных сигналов введеныдва элемента ИЛИ, два элелгеттта НЕ и четыре элемента И, входы умножителя подключены к входам первого элемента ИЛИ,выход которого через первый элемент НЕсоединец с первьтг,ггг входами вгорого элемента ИЛИ и второго элемента И, выход которого подключен к угтгтпвггяютггему входу третьего ключевого элегцеттта и Одному из ВходОВ,третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом, широтно-импульсного модулятора, другие входы умножителя подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго эле мента И, выход третьего элемента И подключен к управляющему входу второго ключевого элемента и через второй элемент НЕ к одному входу четвертого элемента И, другой вход которого соединен с выхо 10 дом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к управляющему входу первого ключевого элемента; выход четвертого элемента И соединен с выходом ум 15 ножителя. 24 - синхронные пс переднему фронту с такими же относительнььми длительностями. Входные элементы И.И 1. И 14 ж- рабатывают соответственно максимальный и минимальный ШИМ-сигналы, Элемент НЕ 19 инвертирует ШИМ-сигнал, постулающий с выхода элемента ИЛИ 13. Полученный. ШИМ-сигнал и ШИМ-сигнал с выхода элемента И 14 обрабатываются элементами ИЛИ 16 и И 3.7, аналогично входнымсигналам., т,е. элемент ИЛИ 16 вырабатывает максимальный, а элемент И 17 - минимальный из поступающих на их входы ШИМ-сигналов. Обработанные таким образом входные ШИМ- -сигналы управляют ключевыми элементами 1 и 3 линейных импульсно-управляемых проО водимостей плеч моста. При большои емкости сглаживающих конденсаторов 11 и 12 обеспечивается "развязка" плеч моста по переменному току, что дает возможность считать средние значения линейных импульсно - управляемых проводимостей пропорциональными относительным длительностям управляющих ШИМ-сигналов. Тогда изменение длительности управляющих ШИМ-сигналов приводит к пропорциональному изменению проводимостей первого и третьего плеч моста, что вызывает изменение потенциалов по постоянному току в точках подключения сглаживающихж конденсаторов 11 и 12, Дифференциальныи усилитель. 9, включенный в диагональ моста, выделяет и усиливает эту разность напряжений. Выходное напряжение усилителя с помощью широтно-имлульсного модулятора 1 0 преобразуется в периодическую широтно-импульсную последовательность, которая поступает на схему. выделения минимума, т,е, на элемент И 1 8, На этот же элемент подается ШИМ-сигнал с выхода элемента И 17, Результирующий ШИМ-сигнал с выхода элемента И 18, поступая на управляющий вход ключевого элемента 2 линейной импульсно-управляемой проводимости второго плеча моста обеспечивает автоматическое сведенис его баланса, т.е. выравнивание постоянных составляющих потенциалов на входах усилителя 9. Таким о рбразом в установившемся состоянии схемы имеет место известное уравнение баланса моста,. Функциональная характеристика умножит.;.:я получается на выходе устройства н;,ле инвертирования элементом. НЕ 3 9 ШИ,".,-сигнала, поступающего с выхода элема, я И 3.8 и выделения элементом, И 20 минимального из ШИМ-сигналов, пост 3-пающих на его входы.Еыстродействие умножителя достигается за счет сокрашения времени перезаряда сглаживающих конденсаторов вследствие реаНа чертеже показана функциональная схема предлагаемого умножителя широтно-модулированных сигналов.Устройство содержит первый ключевой элемент 1, второй ключевой элемент 2, третийключевой элемент 3, первый Ограничительный резистор 4, второй ограничительный резистоО 5 гретий Ограничительный резистор6, дополнительный Ограничительный резистор 7, источник 8 опорчого напряжения,дифференциальный усилитель 9, широтно-импульсный модулятор 10, сглаживающие конденсаторы 3.3., 3.2, первый элемент ИЛИ 13,первый элемент И 14, первый элемент НЕ15, второй элемент ИЛИ 16, второй элементИ 17, третий элемент И 18, второй элементНЕ 19, четвертый элемент И 20, одну чару входных клемм 21,22, другую пару входных клемм, 23,24 и выходную клемму 25. ЗТаким образом устройство состоит изавтобалансного моста, в первое, втор е итретье плечи которого включены линейныеимпульсно-управляемые про водимос гн, представляющие собой д ухголюсник из последовательно соединенных ключевого элемента(1,2,3 соответственно для трех плеч моста),управляемого ШИМ-сигналом и Ограничительного резистора (4,5,6 соответственно дляотрех плеч моста а в четвертое плечо вклю чен дополни гельный Ограничительный резисторПитание моста Осуществляется от источникаопорного напряжения, включенного в диагональмоста. В другую диагональ включена цепь отработки результата, содержащая дифференциальный усилитель к широтно-имиульсныимодулятор, причем каждый из входов усилителя соединен с обшей точкой схемы через сглаживающие конденсаторы,Устройство работает следующим абра- Я,зом,На входные клеммы 21,22 умножителяпоступают синхронные по заднему фронтуШИМ-сигнальг с некоторыми относительными длительностями, а на клеммы, 23, 60525114 Составитель О ОтрадновРедактор Н. Каменская ТехредА. БогданКорректор, Д, М ельниченк з 5104/590 ТиражЦНИИПИ Государственногопо делам из113035, Москва, Ж, Р Подписное Совета Ми и открытий аб., д. 4/5 омитета ретений ров СС ка филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная лизации логических операций выделения максимальной и минимальной величин как извходных величин устройства, так и из промежуточных величин преобразования соответствующих ШИМ-сигналов устройства. формула изобретения10 Умножитель широтно-модулированных сигналов, содержащий широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, один из входов которого через последовательно включенные первый ограничительный резистор и первый ключевой элемент соединен с выводом источника опорного напряжения, а через последовательно включенные второй ограничительный резистор и второй ключевойэлемент шиной нулевого потенциала, другой вход дифференциального усилителя через дополнительный ограничительный резистор подключен к выводу источника онорного напряжения, а через последовательно соединенные третий 2 б ограничительный резистор и третий ключевой элемент соединен с шиной нулевого потенциала, входы дифференциального усилителя через соответствующие сглаживающие конденг.аторы подключены к шине нулевого потенциала,30 о тли ч а ю щи й с я тем, что, с цельюповышениябыстродействия, в него введены два элемента ИЛИ, два элемента НЕ и четыре элемента И, входы умножителя подключены квходам. первого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен спервыми входами второго элемента ИЛИ ивторого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключевого элемента и одному из входов третьегоэлемента И, другой вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, другиевходы умножителя подключены к входам первогоэлемента И, выход которого соединен со вторымивходами второго элемента ИЛИ и второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к управляющему входу второго ключевого элементаи через второй элемент НЕ к одному входу четвертого элемента И, другой вход которого соединенс выходом первого элемента И, выход второгоэлемента ИЛИ подключен к управляющему входупервого ключевого элемента, выход четвертогоэлемента И соединен с выходом умножителя; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св. Л" 444201, кл Э 06 Б 7/16, от 23. 02, 73.2. Авт.св.260290, кл.й 06 Ь 7/16, от 08.12,68 (прототип).