Устройство для функционального преобразования шим-сигналов

(19) (11 15/3 АНИЕ РЕТЕНИЯ ЛЪСТ У СКОМУ СВИД НА ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В.И,Ульянова (Ленина)(56) Авторское свидетельство СССРУ 703825, кл. С 06 Р 15/31, 1977.Авторское свидетельство СССРН, кл, С 06 Р 15/31, 1976.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ШИИ-СИГНАЛОВ,содержащее первый, второй, третий ичетвертый преобразователи код-частота, первый и второй элементы И, элемент НЕ и первый и второй реверсивные счетчики, причем вход аргументаустройства соединен с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединенс выходом первого преобразователякод-частота, а выход первого элемента И соединен с входом сложения первого реверсивного счетчика, входвычитания которого соединен с выходом второго преобразователя код-частота, разрядные выходы первого реверсивного счетчика соединены соответственно с информационными входами второго преобразователя кодчастота и с входами вычитания первого сумматора-вычитателя, разрядныевыходы которого соединены соответственно с информационными входамипервого преобразователя код-частота,тактовый вход которого соединен с входом первой опорной частоты устройства, тактовый вход второго пре .образователя код-частота соединенс входом второй опорной частотыустройства, разрядные входы кодамасштаба устройства соединены соответственно с входами сложения первого сумматора-вычитателя, выход третьего преобразователя код-частота соединен с входом вычитания второгореверсивного счетчика, разрядныевыходы которого соединены соответственно с входами вычитания второгосумматора-вычитателя и с информационными входами третьего преобразователя код-частота, разрядные выходывторого сумматора-вычитателя соединены соответственно с информационными входами четвертого преобразователя код-частота, выход элемента НЕ.соединен с первым входом второгоэлемента И, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точнос,ти преобразования относительнойдлительности широтно-импульсногосигнала в среднее значение частотыимпульсной последовательности по закону корня квадратного, в него введены третий элемент И и первый ивторой элементы ИЛИ, причем тактовый вход третьего преобразователякод-частота соединен с входом третьей опорной частоты устройства, входэлемента НЕ соединен с первым входомтретьего элемента И, второй вход которого соединен с входом четвертойопорной частоты устройства, вход пятой частоты которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй1211749 вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход первого элемента ИЛИ соединен с тактовым входом четвертого преобразователя код-частота выход которого соединен с входом сложения второго реверсивного счетчика, входы сложенияЭ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ислользовано для вычисления функций, при задании аргумента в широтно-импульсной форме,Целью изобретения является повышение точности преобразования ШИМ- сигналов.На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый преобразователя 1-4 код-частота, первый и второй сумматоры-вычитатели 5 и 6, первый и второй реверсивные счетчики 7 и 8, первый, второй и третий элементы И 9-11, элемент НЕ 12 и первый и второй элементы ИЛИ 13 и 14, причем вход 15 аргумента устройства соединен с входом элемента НЕ 12, с первым входом третьего элемента И 11 и первым входом первого элемента И 9, выход которого соединен с входом сложения первого реверсивного счетчика 7, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго преобразователя 2 код-частота и с вычитающими входами первого сумматоравычитателя 5, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого преобразователя 1 код-частота. Тактовые входы первого, второго и третьего преобразователей 1-3 код-частота соединены соответственно с входами 16-18 первой, второй и третьей опорных частот устройства, Выход первого преобразователя 1 код-частота соединен с вторым входом первого элемента И 9, выходы второго и третьего преобразователей 2 и 3 кодчастота соединены соответственно первого сумматора-вычитателя соединены соответственно с входами сложения второго сумматора-вычитателя,выходы второго и третьего преобразователей код-частота соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход ко"торогоявляется выходом устройства. с входами вычитания первого и второго реверсивных счетчиков 7 и 8 и спервым и вторым входами второгоэлемента ИЛИ 14. Выход четвертого5преобразователя 4 код-частота с входом сложения второго реверсивногосчетчика 8, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами третьего преоб 1 Оразователя 3 код-частота и с вычитающими входами второго сумматоравычитателя 6, разрядные выходы которого соединены соответственно с15информационными входами четвертогопреобразователя 4 код-частота, вход19 четвертой опорной частоты устройства соединен с вторым входом третьего элемента И 1, выход которого20соединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ 13. Выход первого элемента ИЛИ 13 соединен с тактовымвходом четвертого преобразователя 4код-частота, Второй вход первого25элемента ИЛИ 13, соединен с выходомвторого элемента И 10, первый входкоторого соединен с входом 20 пятойопорной частоты устройства, а второйвход второго элемента И 10 соединенс выходом элемента НЕ 12. Вход 2130 кода масштаба устройства соединенсоответственно с суммирующими входами первого и второго сумматороввычитателей 5 и 6, Выход второгоэлемента ИЛИ 14 является выходом 2235 устройства.Устройство работает следующим образом,Пусть в исходный момент времениреверсивные счетчики 7 и 8 обнулены.40 На вход 21 подается код масштаба И,на вход 15 - широтно-импульсный сигнал с относительной длительностью Ц,а на входы 16-20 - соответственно1211749 На выходе элемента ИЛИ 14 формируется импульсная последовательность с частотой, равной сумме частот импульсных последовательностей,формируемых преобразователями 2 и 3,В основу работы устройства положен итеграционный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящейО системы, В качестве схемы сравнения,вырабатывающей сигнал рассогласования, используется реверсивный счетчик. В устройстве два независимыхконтура работают параллельно: первый15 выполнен на основе реверсивногосчетчика 7, второй - на основе реверсивного счетчика 8. С помощьюэтих счетчиков осуществляется вычитание поступающих на их входы частот20 импульсных потоков и интегрированиеполученной разности с выдачей результата в виде двоичного кода.Условием динамического равновесияустройства является равенство прира 25 щений кодов суммирующих и вычитающих цепей в каждом реверсивном счетчике в течение первого следованияширотно-импульсных сигналов аргумента, т,е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующиеи вычитающие входы счетчиков,Условием динамического равновесия реверсивного счетчика 7 с уче 35том функциональных характеристикпреобразователей 1 и 2, сумматоравычитателя 5 и элемента И 9 являет- ся(1140где М 45и Иэ выражения (1) не трудно определить среднее значение выходного кодареверсивного счетчика 7ОЕоН =И- ------ (2)Ео ЕоС учетом линейного. закона преобразования код-частота на выходе 55 преобразователя 2 сформируется им"пульсный поток со средней частотойЕла О Еоаею Я (3) импульсные последовательности опорных частот Е Е Е Е Е0 ф 02 03 04 05 при этом с целью исключения наложения импульсных сигналов данные опорные последовательности должны быть сдвинуты по фазе одна относительно другой на время, равное или превышающее время срабатывания реверсивных счетчиков. Преобразователи 1-4 осуществляют линейное преобразование кода в частоту, т.е. вырабатывают импульсные последовательности с частотами, средние значения которых пропорциональны соответствующим управляющим кодам.Первый же импульс, появившийся на выходе элемента И 9, записывается по входу сложения в реверсивный счетчик 7, Преобразователь 2 начинает вырабатывать импульсную последовательность, так как управляющий им код с выхода реверсивного счетчика 7 отличен от нуля. Импульсная последовательность с выхода преобразователя 2 поступает на вычитающий вход счетчика 7 и на первый вход элемента ИЛИ 14, Одновременно код с выхода счетчика 7 поступает на вычитающий вход сумматора-вычитателя 5. При этом управляющий код на преобразователе 1, равный разности между кодом масштаба и выходным кодом счетчика 7, уменьшается, что приводит к уменьшению количества импульсов, поступающих на суммирую-. щий вход реверсивного счетчика 7 через элемент И 9 во время действияширотно-импульсного сигнала аргумента.Аналогично работает и счетчик 8, в прямую цепь которого включены сумматор-вычитатель 6, преобразователь 4 код-частота, элементы И 10 и 11, элемент НЕ 12 и элемент ИЛИ 13, а в обратную - преобразователь 3 код-частота. Отличие состоит в широтно-импульсном управлении импульсным потоком, поступающим на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, С помощью элементов Й 10 и 11, элемента НЕ 12 и элемента ИЛИ 13 осуществляется подача на частотный вход преобразователя 4 в течение времени действия широтно-импульсного сигнала аргумента опорной импульсной последовательности с частотой Еоф у при отсутствии широтно-импульсного Ь сигнала аргумента подается импульсная последовательность с частотой- И) =МЕо Ео22" ф(1) - выходной код реверсивногосчетчика 7;- код масштаба;- относительная длительностьвходного ШИИ-сигнала; - разрядность преобразователей 1 и 2 код-частота.ния код-част дняя частотаируо на О=-Гно ая ункциюс погр,023. при хс 0 ю, не превУсловием динамического равновесия снетчика 8 с учетом того обстоятельства, что во время действия входного ШИМ-сигнала на частотный вход преобразователя 4 поступает опорная частота Й , а во время его отсутствия - опорная частота Г, является И 2 оугде И - выходной код ресчетчика 8;п - разрядность плей 3 и 4 кодИз уравнения (4) сного закона преобразовта преобразователя 3 симпульсного потока, фоего выходе, равна бПринимая во внимание выражения (3) и (5), получаем среднюю частоту выходного импульсного потока в видеоогф Мо+(1 М ооВ результате нормирования частот по отношению к максимальному значению частоты Р Е маисвыходной импульсной последовательности получаемР Г, И 11 М.1-а) им ( = х, тогда при йо,аг ло о а л о 4получаем рациональнуюВНИИПИ иал Заказ 642/54 Тираж 673 ПодписноеППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектна