Широтно-импульсный модулятор

ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(43) Опубликовано 30.04,80, Бюллетень1 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 Государственный коми УДК 621.376.5(088,8) по делам нзобретенн рытн, Б. Смолов, И. В. Герасимов, Е, П, Угрюмов, Б. Я. Толстобр М. Л. Гольденберг, М. С, Байков и Н, М. Сафьянников Ленинградский ордена Ленина электротехнический институ имени В. И. Ульянова (Ленина) и Ленинградский гидрометеорологический институт(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЪСНЫЙ Л Т области им йти примене ма ионно-из ен в ерво Изобретение относится кпульсной техники и может нание в телеметрических инфор цмерительных системах.Известен широтно-импульсный модуля тор, содержащий интегро-сумматор на два входа, в каждой входной цепи которого включены последовательно по два резистора и ключу, причем объединенные выводы ключей и вторых резисторов соединены с 10 общей шиной через конденсаторы, и широтно-импульсный модулятор, выходы которого управляют ключами, а вход соединен с выходом интегро-сумматора 1. Этот модулятор осуществляет преооразование вход ного напряжения лишь по арктангенсной зависимости, что ограничивает его функциональные возможности.Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий интегро-сумматор, комп а ратор, входы которого подключены к выходу интегро-сумматора и шине пилообразного напряжения, и управляемый резистивный делитель, входы которого подключены к входам устройства, а выход - к опорно му входу компаратора, причем управляющий вход интегро-сумматора соединен с выходом устройства 21. Модулятор преооразует входное напряжение в длительность выходного импульса только по линеиному закону, что также ограничивает его функциональные возможности.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей широтноимпульспого модулятора, а именно обеспечению преобразования входного напряжения также и по нелинейному закону для широкого класса нелипейностей.Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсном модуляторе, содержащем интегро-сумматор, управляющии вход которого соединен с выходом устроиства, а два других входа - с входами устройства управляемый делитель напряжения и компаратор, выход которого соединен с управляющим входом пнтегро-сумматора, один вход - с выходом интегро-сумматора, а другой - с шиной пилообразного напряжения, между первыми дополнительными входами устройства и интегро-сумматора, включен управляемый делитель напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом устройства, а между вторыми дополнительными входами устройства и пнтегро-сумматора включен резистор, причем управляемый делитель напряжения выполи виде соединенных последовательно п го резистора, ключа и второго рези(2) ряется. 3стора, объединенные выводы которых соединены с общей шиной через конденсатор.На чертеже представлена функциональная схема модулятора.Широтно-импульсный модулятор содержит интегро-сумматор 1, компаратор 2, выход 3 которого соединен с управляющим входом интегро-сумматора, первый вход - с шиной 4 пилообразного напряжения, а второй вход - с выходом интегро-суммато ра. Интегро-сумматор содержит операционный усилитель 5, с конденсатором 6 в цепи обратной связи, резистор 7, включенный между входом 8 устройства и входом операционного усилителя, ключ 9, управляю щий вход которого является управляющим входом интегро-сумматора, резистор 10, соединяющий через ключ 9 вход операционного усилителя с входом 11 устройства, Управляемый делитель 12 напряжения, ко торый выполнен в виде соединенных последовательно резистора 13, ключа 14 и резистора 15, причем управляющий вход ключа соединен с выходом 3 компаратора, а объединенные выводы ключа 14 и резистора 15 25 через конденсатор 16 соединены с общей шиной. Управляемый делитель соединяет вход 17 устройства с одним дополнительным входом интегро-сумматора, а вход 18 устройства соединен через резистор 9 с,0 дополнительным входом интегро-сумматора. Выход 3 компаратора является выходом устройства.Устройство работает следующим образом. 35На вход 8 поступает сигнал, пропорциональный текущему значению аргумента, а на входы 11, 17, 18 - опорный сигнал соответствующего знака. Эти сигналы представляют собой напряжения постоянного тока. 40 К шине 4 подключено пилообразное напряжение с периодом Т.В начале работы устройства токи во входных цепях интегро-сумматора 1, состоящих из элементов 7, 9 - 10, 13 - 16, 19 сум мируются. На выходе операционного усилителя 5 с конденсатором 6 в цепи обратной связи вырабатывается напряжение, сравниваемое на компараторе 2 с пилообразным напряжением. При совпадении этих напряжений компаратор 2 завершает формирование временного интервала, Сигнал с выхода компаратора 2 подается на выход 3 устройства и на управляющие входы ключей 9, 14, осуществляя их перекоммутацию. Суммарный ток на входе операционного усилителя 5 при этом меняет свое направление. В начале следующего периода пилообразного напряжения на выходе компаратора начинается формирование следующего временного интервала, ключи 9, 14 устанавливаются в начальное состояние, и направление входного сумматора тока соответствует исходному, Далее процесс повто 4 еВ установившемся режиме при достаточно большой величине емкости конденсаторов 6 и 16 постоянные составляющие токов через эти конденсаторы равны нулю. 14 апряжение ца выходе операционного усилителя 5 при этом практически не изменяется, и вырабатываемый на выходе 3 ШИМ- сигнал определяется функциональной характеристикой устройства.Просуммировав токи во входной цепи операционного усилителя 5 нетрудно получить, что его входной сигнал представляет функцию вида С,=К а,+а 6+а, - , О,/ где К, ао, аь а, аз - коэффициенты, определяемые величинами значений резисторов 7, 10, 13, 15, 19;0 - относительная длитель. ность выходного сигнала модулятора. Функциональная характеристика модулятора представляет обратную функцию выражения 1, т. е,Предлагаемый широтно-импульсный модулятор позволяет преобразовывать входное напряжение как по линейному, так и по нелинейному закону, вид которого легко изменять, что расширяет функциональные возможности модулятора,Формула изобретения 1, Широтно-импульсный модулятор, содержащий интегро-сумматор, управляющий вход которого соединен с выходом устройства, а два других входа - с входами устройства, управляемый делитель напряжения и компаратор, выход которого соединен с управляющим входом интегро-сумматора, один вход - с выходом интегро-сумматора, а другой - с шиной пилообразного напряжения, отличающийся тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, управляемый делитель напряжения включен между первыми дополнительными входами устройства и интегро-сумматора, причем управляющий вход делителя соединен с выходом устройства, а между вторыми дополнительными входами интегро-сумматора и устройства включен резистор.2. Широтно-импульсный модулятор по п, 1, отличающийся тем, что управляемый делитель напряжения выполнен в виде соединенных последовательно первого резистора, ключа и второго резистора, причем объединенные выводы ключа и второго резистора соединены с общей шиной через конденсатор,731573 оставитель Е. борзов Редактор Е, Караулова Техред В. Серякова Корректор В. Петров каз 545/18 Изд.282 Тираж 995 11 одписноПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. С, Г. Никитенко. Время-импульсные арктангенсные апроксиматоры. Сборник Вычислительная техника, вып. 5. Подре 6дакцией В. Б. Смолова, изд-во ЛГУ, 1974, с. 23 - 28.2. Авторское свидетельство СССР432671, кл. Н 03 К 7/08, 01.12.71 (прототип).