Широтно-импульсный модулятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11)УУУЗОЗ Союз Советских Социалистических Республик,рисоединением заявк Государственный комете СССР по делам изобретений и открытии(71) Заявитель ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ УЛЯТОР Изобретение относится к классу импульсных устройств, может быть применено в системах информационно-измерительной и вычислительной техники, телемеханики и автоматики,Известен широтно-импульсный модулятор, содержагций генератор пилообразного напряжения и схему сравнения, в котором с цель;о повышения функциональной надежности использована схема сравнения с противофазными выходами, которые соединены с входами двух схеы И, другие входы которых подключены к входам формирователя запускающих импульсов, а,входы через схему ИЛИ соединены с выходом модулятора 111В этом модуляторе происходит двустороннее ограничение длительности импульса и предотвращается исчезновение импульсов при значениях входного сигнала, выходящих за определенные пределы. Однако максимальная длительность импульса в известном модуляторе зависит от частоты запускающего сигнала и не регулируется.Известен широтно-иипульсный модулятор, содержащий генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником входного сигнала, элемент И и элемент ИЛИ,первый вход которого подключен к выходуэлемента И 12,Этот широтно-импульсный модуляторимеет ограниченные функциональные,воз 5 можности, т. к, длительность импульса наего выходе линейно связана с величинойвходного сигнала.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей модулятора,10 Указанная цель достигается тем, чтодля получения импульсов, длительностькоторых пропорциональна превышению величины входного сигнала над величинойопорного, в широтно-импульсный модуля 5 тор, содержащий генератор пилообразногонапряжения, входной компаратор, первыйвход которого соединен с выходом упомянуто".о,генератора пилообразного напряжения, а второй вход - с клеммой источникавходного сигнала, элемент И и элемент.ИЛИ, первый вход которого подключен квыходу указанного элемента И, введеныдополнительный компаратор, первый входкоторого соединен с выходом генераторапилообразного напряжения, а второй,вход - с клеммой источника опорного напряжения, инвертор, вход которого подключен к выходу входного компаратора, а выход - к первому входу элемента И, вгоройзо вход которого соединен с выходом дополкительного компяряторя, я Выход - с первой выходиОЙ клеммой.Для получения дополнительно импуль"ов, дитительность,которых пропорциональна превышению величины опорного сигналяназад величиной входного, в широтно-импульсный модулятор введены дополнительный инвертор, вход которого подключен квыходу дополнительного компаратора, идополнительный элемент И, первый входкоторого соединен с выходом дополнительного иивертора, второй вход - с выходомвходного компяратора, а выход подклоче:хо второй выходной клемме,Для получения дополнительно импуль:ов, длительность которых пропорциональна абсолютной величине разности междузеличинами входчого и опорного сигналов,зторой вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход - с третьей выходной клеммой.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема широтно-импульсного модулятора, на фиг, 2 приведены временныедиаграммы, поясняющие работу устройства,Широтно-импульсный модулятор содер:кит генератор пилообразного напряжения1, выход которого соединен с первым входом компаратора 2, второй вход компаратора подключен к источнику входного сигнала 8, выход компаратора соедичен черезинвертор 4 с первым входом элемента И 5,первый вход дополнительно введенногокомпаратора б соединен с выхоом генератора пилообразного напряжения, второйвход ко лпаратора соединен с источникомопорного наиряжения 7, выход второгокомпаратора подключен ко второму входуэлемента И, Выход которого 8 являетсявыходом модулятора,Для получения дополнительно импульсов, длительность которых пропорциональна превыи:епию величины опорного сигнала над величиной входного, введены инзе.:тор 9 и логический элемент И 10, выходэлемента И является, выходом 111 модуля.тора.Для получения импульсов, длительностькоторых пропорциональна абсолютной ве" личине разности между величинами входного и опорного сигналов дополнительновведен логический элемент ИЛИ 12, входы"оторого соединены с выходами элементовИ, а выход является выходом 13 модулятора,Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом,Пилообразное напряжение с выхода генератора пилообразного напряжения 1 подается на входы компараторов 2 и б (см,иоз. 14 на фиг. 2), на другие, входы компараторов,подается напряжение сигнала 15,фиг. 2) и опорное напряжение (1 б, фиг. 2).На выходе компаратора 2 появляетсяимпульс, длительность, которого линейно связана с величиной выходного сигнала (см. 17 на фиг, 2). На выходе компараторя б длительность импульса линейно связана с величиной опорного напряжения 18 на 5 фиг, 2). На выходе инвертора 4 образуетсяими льс, показанный ня диаграмме 19 фиг. 2, при этом на выходе модулятора 8 появляется импульс (20 на фиг. 2), длительность которого пропорциональна пре ышсиию величины входного сигнала надвеличиной опорного, Зто происходит;а с: ет вычитания из длительности опорного импульса длительности сигнального импульса Одновременно сушественио снижаются погрешности, связачные с нестабильностью постоянной составляюц;ей пи ообразного напряжения.и Деиствительно, длиелность импульсовня выходе компаратора 2т 2 и 1 ох+т 025 егде 5 - крутизна модулятора;С/ - величина входного напряжения;т 0 - длительность импульса при,ВхДлительность импульсов на выходекомпаратора б3041 о о + т 0где Уо - величина опорного напряжения.Длительность импульсов на выходе 8модулятораТ оох Т 2 4 Г вх оп)40На фиг. 2 слева приведена диаграммадля Уо, - Со, а справа - для У(045 Получение импульсов, длительность которых пропорциональна превышению величины опорного сигнала над,величиной входного, поясняется диаграммами 21 - 27 фиг. 2. На диаграмме 21 - величина опор ного напряжения равна нулю; 15 - входное напряжение; 22 - импульс на выходе первого компаратора, длительность которого линейно связана с величиной входного сигнала; 23 - импульс на выходе второго 55 компаратора; 24 - импульс на выходе инвертора 4; 2 б - импульс на выходе 8 модулятора пропорциональный превышению величины входного напряжения над величиной опорного напряжения; 2 б - импульс 60 на выходе инвертора 9; 27 - импульс навыходе модулятора 11 пропорциональный превышению величины опорного напряже,ния над величиной, входного.Длительность импульсов на выходе 11 65 модулятор атвых т 4 т 2(/оп Ув)вх )оп выл =. О.Длительность импульсов на выходе 13 модулятора (фиг. 2, диаграмма 28) про. порциональна абсолютной величине разности между величинами входного и опорного сигналов. В данном случае, при опорном напряжении, равном нулю длительность импульсов на выходе 13 модулятора пропорциональна абсолютной величине (т. е. модулю) входного сигнала, т. е, модулятор осуществляет функциональное преобразование видаПредлагаемый широтно-импульсный модулятор имеет расширенные функциональные,возможности, а именно, он позволяет получить на одном выходе импульсы, длительность,которых пропорциональна превышению величины входного сигнала над величиной опорного, на другом - ,превыше,нию величины опорного сигнала над величиной входного, а на третьем - пропорциональна абсолютной величине разности между входным и опорным сигналами. Применение такого модулятора в радиоэлектронных устройствах, использующих принцип широтной модуляции, позволит за счет исключения схем, выполняющих указанные функции, уменьшить габариты, потребляемую мощность и увеличить их точность.Формул а изобретения1. Широтно-импульсный модулятор, со.держащий генератор пилообразного напряжения, входной компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход - с клеммой источника входногосигнала, элемент И и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходуэлемента И, отличающий ся тем, что,5 с целью расширения ф нкциональных возможностей в него введены дополнительныйкомпаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразногонапряжения, а второй вход - с клеммой10 источника опорного напряжения, инвертор,вход,которого подключен к выходу входного компаратора, а выход - к первому,входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом дополнительного компаратора, а выход - с первой выходной клеммой,2, Модулятор по п. 1, отл ич а ющийс я тем, что, с целью получения импульсов,длительность которых пропорциональнапревышению величины опорного сигналанад величиной входного сигнала, в неговведены дополнительный инвертор, входкоторого подключен к выходу дополнитель,ного компаратора и дополнительный эле 25мент И, первыи вход которого соединен свыходом дополнительного инвер тор а, вто.рой вход - с выходом входного компаратора, а выход подключен ко второй выходной клемме.3. Модулятор по п. 2, отл ич ающи йс я тем, что, с целью получения импульсов,длительность которых пропорциональнаабсолютной величине разности между величинами входного и опорного сигналов,второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход - с третьей выходной клеммой,1Источники информации, принятые во40 внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР244385, кл. Н 03 К 7/08, 21.05.69.2, Авторское свидетельство СССР529556, кл, Н ОЗ К 7/08, 25.09.76 (про 45 тотип).. пред, Пате Заказ 1466/1476 Изд, Ъа 543 Тираж 995 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскап цаб., д. 4/5