Широтно-импульсный модулятор

(5 ОСУДАРСТВЕННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯ ИСАН ЗОБ ЕНИЯ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 752779, кл. Н 03 К 7/08, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 744961, кл, Н 03 К 7/08, 1978,(57) Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, в коллекторных модуляторах передатчиков иусилителях для вибростендов, Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот и повышение точности преобразования входного сигнала - достигается путем измерения периода повторения входного сигнала и изменения частоты пилообразного напряжения, Широтно-импульсный модулятор содержит компаратор 1, формирователь 2 пилообразного напряжения, управляемый генератор 3 тактовой частоты, блок 4 согласования, измеритель 5 периода, счетчик 6 импульсов, постоянное запоминающее устройство 7, цифроаналоговый преобразователь 8, В модуляторе обеспечивается постоянное оптимальное соотношение частот входного и пилообразного напряжений. Точность преобразований повышзется благодаря постоянству амплитуды пилообразного напряжения. 1 з,п,ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в ключевых усилителях низкой частоты, в коллекторных модуляторах передатчиков и усилителях для вибростендов.Целью изобретения является расширение полось 1 рабочих частот и повышение точности преобразования входного сигнала путем измерения периода повторения входного сигнала и изменения частоты пилообразного напрякения в соответствии с э 1 ими изменениями,На фиг.1 приведена функциональная схема широтно-импульсного модулятсра; на фиг.2 - пример Выполнения одного из его узлов (блока со 1 лзсс 1 ва -:ия).Широтно-импульсный модулятор содержит компаратор 1, формирователь 2 пилообразного напряжения, упраыляемыЙ генератор 3 тактовой частоты, блок 4 согласования, измеритель 5 периода, пос 1 тедоаа тельно соединены измеритель 5 периода и блок 4 согласования, выходы которого соединены с управляющим входом управляемого генератора 3 тактовой частоты, выход которого соединен с входом формирователя 2 пилообразноГО напрякения, ВьхОд которого соединен с первым входо, кс 1 мг.аратора 1, второй вход которого соединен с ВхОднОЙ шиной устр 011 ства и ВхОдОм изме рителя 5 периода, а выходс выходной шиной устройства, Формирователь 2 пилообразного напряжения содеркит соединенные последовательно двоичный с,етчик б импульсов, постоянное запоминающее устройство 7 и ЦАП 8, Управляемый генера 100 3 тактрвой частоты содержит соединенные последовательно 1 енератор :.1 импульсов и управляемый делитель 10 частоты, входы УПРВВЛЕНИЯ КОТОРОО СОЕДИНЕНЫ С т 11 ХО "ами блока 4 согласования. Блок 4 согласования может быть выполнен в Виде преобразователя кодов, содержащего ПО- стоянное запоминающее устройство 4-1, первые ги входов которого соединены с первыми гп Выходами измерителя 5 периода, остальные и выходов которого со",динан.,; с входами элемента И,Г 1 И 4-2, выход КОТО;.ОГО соединен с в одом разрешения постоянно- ГО здпоми нающеГО устройства 01 - 1, Вьходы которого соединены с управляаы 1 ими вхо.дами управляемого делителя 10 частотьк Измеритель 5 периода может сыть выполнен в виде преобразователя частота - код,Двоичнь 1 й счетчик б импульсов, постоянные запоминающие устройства 4 - 1 и 7, ЦАП 8 и компаратор 1 могут быть выполнены нв базе микросхем двоичных счетчиков импульсов серии 530, программируемых постоянных запо",инающих устройств 1 ПЗУ) серии 556, ЦАП серии 594 и компаратора серии 521,Широтно-импульсный преобразовательработает следующим образом.5 Входной сигнал широтно-импульсногомодулятора поступает на вход измерителя 5 периода и второй вход компаратора 1.В соответствии с длительностью периода входного сигнала измеритель 5 периода ;0 вырабатывает (гп+и)-разрядный двоичныйкод, преобразуемый блоком 4 согласования э п 1-разрядный код, управляющий коэффициентом деления управляемого делителя 10зсготь 1, который преобразует сигнал гене РатоРа 9 импУльсов 1 ти В сигнал с частотойтту;10 ступэ 1 ощий на вход формирователя 2 пилообразного напряжения, с выхода которого сигнал поступает на первый Вход комиаратора 1, который и преобразует ,О ихсдной сигнал широтно-импульсного модулятора в последовательность широтно- модулированных импульсов с частотой СЛЕДОВВНИЯ 1 т =- 1 ту/2, ЗаВИСЯЩИй От ЧаСтатЫ входного сигнала Гвх в соответствии с урав 1 ЕниЕмтт Гвх бакр - т ср, т 1)1 ДЕ Гкр - 1 аРВМЕтР, ХВРВКТЕРИЭУЮЩИЙ КРУ,;зсреза фильтра низких частот, установлечного 1 а выходе модулятора.30 Иэ(;, следует, что при изменении Гвх ото ДО Гср тт изменЯетсЯ От т ср + ткр + тс ДО2 РсрЬр, т.е, пр",кти 1 ески в 2 рээа, поскольку 1 кр Гср и Ро Гср. Это означает, что при ГвхЕо потери нг переключениях в 35 ключевом усилителе мощности, усиливающем сигнал прсдлагаемого широтно-им;ульсного модулятора, будут практически в два раза меньше, чем при Гвх = Гср, а на любой другой частоте ЕоГвхГср будут 40 меньше, чсм на Гвх = Еср, хотя и больше, чемНа 1 вх 1 оПреобразователь кода в блоке 4 согласования преобразует п 1+и)-раэряаный двоичный код, пропорциональный пли тепьнОсти перисда ВходнОГО сиГнала широтно-нмпульснс,го модулятора, в ГИ-РазтРЯДН 1 ЯЙ ДВОИЧНЫЙ КОД Уп;: -1 ВЛЕНИЯ КО- эффицие"том делен 1 Я управляемого делителя 10 частот; Г 1 реобразэватель кода 50 и,1 еет следующий алгоритм работы: пока ви старших разрядах его э одного,гп+Г 1)-раэ- рядноГО кода име,:тся хотя бы Один г.1 Гнал высокого ло и гесс 1 го уоовня 1" 1") (соответСТВУЕт тОМу. Ч.ГО ИЕрИОС 1 ТВх ВХОДНОГО СИГНа ла широт 11 с ч;мпульсноги модуляторапРевосходит некотООУю величину То), нэ выоде логического элемента ИГ 1 И 4-2 присутствует сигнал "1", ЗапрещающиЙ работу ПРУ 4-". и за счет на;узочных резисторов на ВыхоДе Г 1 реобраэователя кода фоомиру 1 б 21159ются сигналы "1" на всех гп его выходах,Это соответствует формированию пилообразного напряжения такой частотыбо, что то - 1 о - .бакр = Гср, где Г, = 1/Т,; Е,р- частота .среза ФНЧ нагрузки в системе 5усиления, использующей предложенныйШиротно-импульсный модулятор,Управляемый делитель 10 преобразуетчастоту сигнала генератор 4 9 импульсов,1,в сигнал частоты б,у, подаваемый на вход 10формирователя 2 пилообразного напряжения путем деления на М, где М определяется входным п 1-разряднымдвоичным кодом управляемого делителя10 частоты, 15Формирователь 2 пилообразного напряжения работает следующим образом.Двоичный счетчик б служит для формирования двоичного К-разрядного кода,изменяющегося периодически по зэкану; 0-+1-ф 2 -+3 -ф-ф, (2 -2 ) -ф (2 -1)0-1 - и т.д, путем подсчета входных импульсов частоты 11 у. ПЗУ 7 преобразует выходной К-разрядный двоичный коддвоичного счетчика б в (К)-разрядный двоичный код в соответствии с уравнениямиКпзу = Ксч, если 0 Ксч2 - 1; (2),кКпзу = 2 -1 - Ксч, если К,.2 - 1,где Кпэу - число, определяемое (К)-разрядным двоичным кодом на выходе ПЗУ 7; ЗОКсч - число. определяемое К-разряднымдвоичным кодом на выходе двоичного счетчика б,Таким образом, на выходе ПЗУ 7 формируется (К - 1)-разрядный двоичный код, по- З 5следовательно нарастающий от 0 до 2затем убывающий от 2 К - 1 до Ои т.д ЦАП8 преобразует цифровой выходной сигналПЗУ 7 в напряжение пилообразной формы.частота которого 1 = 1 у/2 . 40Таким образом, введение в широтноимпульсный модулятор новых элементов исвязей позволяет обеспечить формирование опорного пилообразного напряжения с широкими пределами изменения частоты повторения без изменений его амплитуды, что в свою очередь позволяет расширить частотный диапазон входных напряжений благодаря постоянному выполнению оптимального соотношения частот входного и пилообразного напряжений и повысить точность преобразования благодаря постоянству амплитуды пилообразного напряжения.Формула изобретения1. Широтно-импульсный модулятор, содержащий соединенн ые последовательно генератор тактовой частоты, формирователь пилообразного напряжения и компаратор, выход которого соединен с выходной шиной модулятора, а второй вход - с входной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, в него дополнительно введены соединенные последовательно измеритель периода и блок согласования, при этом генератор тактовой частоты выполнен управляемым и его вход управления соединен с выходом блока согласования, а вход измерителя периода соединен с входной шиной г одулятора.2. Модулягор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью пооцшения точности, управляемый ге ерзтор - ;актовой ч,.стоты выполнен иэ соединенных г 1 ос одоь, тельно генератора импульсов и управляемого делителя частоты, входы управления ко;о гого соединены с выходами блока соглэсг вопия, блок согласования выполнен в виде преобразователя кодов, а формирователь пилообразного напряжения вь полнен и соединенных последовательно двоичного счетчика импуль;.ов, постоянного запоминающего устройства и цифроаналогового преобразователя.1621159Составитель Е,Борзов Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец аз 4254 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10