Преобразователь широтно-модулированного сигнала

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ СЛ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным анакам(56) Авторское свидетельство СССРМ 653741, кл. Н 03 К 9/08, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 1008900, кл. Н 03 М 1/66, 1981.(57) Использование: преобразователь широтно-модулированного сигнала может использоваться в устройствах автоматики, в телемеханике и измерительно-вычислительной технике для преобразования сигналов с широтно-импульсной модуляцией в напряжение постоянного тока, Сущность изобретения; устройство содержит источник 2 широтно-модулированного сигнала, делитель 3 частоты, инвертор 4, интегратор 6, ключ 8 и устройства 9, 10 выборки и хранения. Запаздывание в преобразовании входного сигнала в выходной не превышает двух периодов модулирующей частоты, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике, предназначается для преобразования сигналов с широтно-импульсной модуляций в аналоговые сигналы и может быть и использовано в автоматике, телемеханике и измерительно-вычислительной технике.Существует ряд решений преобразователей длительности импульса в напряжение, которым присущи такие существенные недостатки, как низкое быстродействие или значительная сложность,Известен преобразователь широтно- модулированного сигнала в напряжение, содержащий интегратор, к входу которого подключен источник эталонного напряжения, и динамическое запоминающее устройство, подключенное к выходу интегратора, управляемые формирователями импульсов, Для расширения диапазона входного сигнала в преобразователь введены пороговый элемент и логические элементы,Однако этому устройству присущи такие недостатки, как значительная сложность и узкая область применения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь код-аналог, содержащий интегратор, к выходу которого подключены два последовательно соединенных элемента выборки- хранения, управляемых в противофазе. Один вход интегратора соединен с источником опорного напряжения через ключ, управляемый сигналом широтно-импульсного модулятора (ШИМ), второй - с выходом второго элемента выборкь хранения.Этот преобразователь обладает рядом недостатков; не выполняет преобразование сигналов со скважностью, равной нулю или единице; не выполняет преобразование двухполярных сигналов и не учитывает форму сигнала; требует точного согласования постоянных времени интегратора по обоим входам как между собой, так и с частотой широтно-модулированного сигнала,Цель изобретения - повышение точности при одновременном расширение диапазона и реобраэования.Цель достигается тем, что в преобразователе широтно-модулированного сигнала, содержащем последовательно соединенные интегратор, первое и второе устройства выборки и хранения, источник широтно-модулированного сигнала и инвертор. вход и выход которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго устройств выборки и хранения, интегратор выполнен с возможностью сброса и в устройство введен делитель частоты, выход которого соединен с входом инвертора и с входом сброса интегратора, информационный вход которого соединен с первым выходом источника широтно-модулированногосигнала, второй выход которого соединен с входом делителя частоты,Изобретение отличается от известногоиспользованием интегратора, имеющего возможность сброса, введением дополнительного элемента - делителя частоты и ихвзаимосвязями с элементами преобразова 10 теля, Это позволяет образовать в устройстве дополнительный канал информации опериоде модуляции и тем самым получитьвозможность обрабатывать информационный широтно-модулированный сигнал неза 15 висимо от длительности и формыимпульсов, а также отказаться от обратнойсвязи между вторым устройством выборкихранения и интегратором, Благодаря этомурасширяется диапазон измерения, а также20 увеличивается точность преобразования иотпадает необходимость согласования постоянных времени по входам интегратора,На фиг, 1 приведена структурная схемапреобразователя, в котором применен ин 25 тегратор со сбросом на основе операционного усилителя; на фиг, 2 - временныедиаграммы работы преобразователя.Выход тактового генератора 1 источника широтно-модулированного сигнала (ши 30 ротно-импульсного модулятора) 2подключен к входу делителя 3 частоты. соединенного с инвертором 4, а модулятор 5источника 2 подключен к входу интегратора6, конденсатор 7 которого эашунтирован35 ключом 8 сброса. Выполнение интеграторасо сбросом может быть осуществлено любым другим известным способом, напримерпо схеме неинвертирующего интегратора,когда конденсатор и шунтирующий его ключ40 устанавливается на неинвертирующем входе операционного усилителя, Выход интегратора 6 соединен с информационнымвходом первого устройства 9 выборки-хранения, выход которого соединен с информа 45 ционным входом второго устройства 10выборки-хранения. Вход сброса интегратора 6 и управляющий вход устройства 9 выборки-хранения соединены с выходомделителя 3, а управляющий вход устройства50 10 выборки-хранения - с выходом инвертора,4.Преобразователь работает следующимобразом,Сигналы тактового генератора 1 с такто 55 вого выхода источника 2 поступают на входделителя 3, где происходит преобразованиесигнала таким образом. что частота сигналана выходе делителя 3 вдва раза меньшечастоты сигнала модулятора 5. Пусть на и-мтакте модулятора 5 напряжение Оу.ы навыходе делителя 3 соответствует логической "1", а напряжение Оу.ивов. на выходеинвертора 4 - логическому "0". В этом случае устройство 9 выборки-хранения находится в режиме выборки, устройство 1 О - в 5режиме хранения, а ключ 8 интегратора 6разомкнут. За это время интегратор 6 производит интегрирование входного сигнала Оех. и к концу такта на выходахинтегратора 6 и устройства 9 установятся 10напряжения Ои и Оу 1 х 1 соответственно, причем Ои- Оувх 1На следующем такте сигналы на выходах делителя 3 и инвертора 4 меняются напротивоположные. При этом ключ 8 эамкнут, конденсатор 7 быстро разряжается,происходит сброс интегратора 6 и на еговыходе устанавливается напряжение Ои-О.Устройство 9 выборки-хранения переходитв режим хранения, устройства 10 - в режим 20выборки и на его входе устанавливается напряжение Оных, равное выходному напряжению устройства 9, причем значение этогонапряжения равно результату интегрирования входного сигнала на и-м такте. 25Далее порядок работы всех элементовпреобразователя повторяется,Таким образом, обработка входногосигнала осуществляется за два периода ширатно-модулированного сигнала, При этом входной сигнал может быть любой формы и длительности, что значително увеличивает область применения преобразователя и позволяет использовать его. например, в первичных преобразователях для измерения напряжения в силовых цепях электрооборудования.Формула изобретения Преобразователь широтно-модулированного сигнала, содержащий последовательно соединенные интегратор, первое и второе устройства выборки и хранения, источник широтно-модулированного сигнала и инвертор, вход и выход которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго устройств выборки и хранения, отл и ча ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности при одновременном расширении диапазона преобразователя, в него введены делитель частоты и ключ, вход и выход которого соединены с первым входом и выходом соответственно интегратора. второй вход которого соединен с первым выходом источника широтно- модулированного сигнала, второй выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом инвертора.2000658 Составитель А.Череватыи Техред М.Моргентал Редактор Т,Лошкарева Корректор Е.Папп Заказ 3081 Тираж Подписное НПО "Поиск Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101