Цифровой широтно-импульсный модулятор

(51)4 Н 03 К 7 СЕГО" НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1 Р 1,",17литехническийбышеваН,Лысов,тепин ельство СССР7/08, 1979.ьство СССР7/08, 02,12,85 осится к област и може тельны ыть ис преоб зовательных систем ления. Цель изобре ние надежности раб связи и упра ни ты устройства сключения скво остигается путем 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(эб) Авторское свиде657604, кл. Н 03 КАвторское свидете1352636, кл. Н 03 ОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬС НЬй 1 110(54) ЦИФРОВДУЛЯТОР (57) Изобретение оимпульсной техники пользовано в измер ных токов в выходных силовых ключевых каскадах. Устройство содержитсчетчики 1,2 импульсов, счетные триггеры 4 и 3, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, эле-.меьты 8 и 9 совпадений, интегратор14, элементы И 31 И 15, 16 и 17, коммутаторы 18 и 19, выходные нины 22 и23, шину 24 входного сигнала, шику 25знака. Введение в устройство дополнительных элементов 10 и 11 совпадений, Аормирователей 12 и 13 импульсов, счетного триггера 5, блока 20ограничения и блока 21 сброса с соответствующими связями позволяет Формировать паузы между Аронтал 1 и прямойи инверсной последовательностей выходных импульсов и обеспечивает повышение надежности устройства при управлении мощными силовыми ключами врезультате исключения в них сквозныхтоков. 2 ил.14783Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных и преобразовательных системах связи и управленияЦелью изобретения является повыше 5 ние надежности работы устройства путем формирования пауз между фронтами прямой и инверсной последовательностей выходных импульсов, что позволяет избежать сквозных токов в выходных 10силовых ключевых каскадах.На фиг, 1 представлена функцио" нальная схема цифрового широтно-импульсного модулятора; на фиг, 2 функциональная схема блока ограничения.Широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, счетные триггеры 3 - 5, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных им пульсов, элементы 8 " 11 совпадений, формирователи 12 и 13 импульсов, инвертор 14, элементы ИЛИ 15 - 17, коммутаторы 18 и 19, блок 20 ограничения, блок 21 сброса, выходные шины 22 и 23, шины 24 входного сигнала, шину 25 знака, при этом выход генератора 7 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом счетного триггера 3 и первыми входами элементов 30 ИЛИ 15 и 16, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера б знака, а выходы - соответственно с входами прямого и обратного счета счетчика 1 35 импульсов, выходы переноса которого соединены с входами элемента 8 совпадений, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с входом формирова теля 12 импульсов и первым входом элемента 9 совпадений, выход которого соединен со счетным входом счетного триггера 4, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента 45 ИЛИ 17, а инверсный выход - с первыми входами коммутаторов 18 и 19, входы управления которых соединены с, прямым выходом триггера б знака, а выходы - с выходными шинами 22 и 23, разрядные входы счетчика 2 соединены с общей шиной, счетный вход - с выходом счетного триггера 3, а выход - с первыми входами элементов О и 11 совпадений и входом формировагеля 13 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента 9 совпадений, а выход формирователя 12 импульсов - с вторым входом элемента 10 16 2совпадений, выход которого соединен со счетным входом счетного триггера 5, прямой выход которого соединен с вторыми входами коммутаторов 18 и 19, причем выход блока 21 сброса соединен с входами сброса счетных триггеров 4 и 5 и вторым входом элемента 11 совпадений, выход которого соединен с входами записи информации счетчиков 1 и 2 и входом инвертора 14, выход которого соединен с первым вхо-. дом триггера 6 знака, второй вход которого соединен с шиной 25 знака и входом блока 20 ограничения, разрядные входы которого соединены с вход" ными шинами 24, а выходы - с разрядными входами счетчика 1 импульсов.Счетчики 1 и 2 могут быть выполнены на микросхемах К 155 ИЕ 7, тригге" ры 3 - 6 - на микросхемах К 155 ТМ 2, элементы 8 - 11 совпадений - на микросхемах К 155 ЛИ 1, формирователи 12 и 13 импульсов - на микросхемах К 155 АГ 1, инвертор - на микросхеме К 155 ЛН 1, элементы ИЛИ 15 - 17-на микросхемах К 155 ЛЛ 1, коммутаторы 18 и 19 - на микросхемах К 155 КП 2, при этом первый и второй входы одного инверсны относительно входов второго, а генератор 7 прямоугольных импульсов - на микросхеме К 155 ЛАЗ с кварцевой стабилизацией или с времязадающим, конденсатором.Блок 20 ограничения может быть выполнен, например, из группы элементов ИЛИ 26, группы элементов 27 совпадений, элемента И-НЕ 28, элементов ИЛИ 29 и 30, элемента ИЛИ-НЕ 31 и инвертора 32.В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал и-разрядных входов, шины 24 разбиваются на две группы: с 1 до (и-ш) и с (и-ш+1) до и, причем шип,Первая группа разрядов - с 1 до (и-гп) - соединена с первыми входами группы элементов ИЛИ 26, выходы которых являются первыми входами группы элементов 27 совпадений, выходы которых являются(п-ш) младшими разрядами выхода блока 20 ограничения.Вторая группа рязрядных входов шины 24 - с (и-ш+1) до и - является соответствующими выходами блока 20 ограничений. Они соединены с ш входами элемента И-НЕ 28 и элемента И 5 Ш 29. Выход элемента И-НЕ 28 соединен с первым входом элемента ИЛИ 30, выход которого соединен с вторыми входами15 3147831группы элементов 27 совпадений. Выходэлемента И 11 И 29 соединен с первымвходом элемента ИЛИ-НЕ 31, второйвход которого соединен с выходом ин 5вертора 32, а выход - с вторыми входами группы элементов ИЛИ 26. Вторыевходы элемента ИЛИ 30 и инвертора 32соединены с шиной 25 знака.Блок 21 сброса, например, можетбыть выполнен в виде последовательносоединенных резистора и конденсатора,причем второй вывод резистора присоединяется к шине питания: а второйвывод конденсатора - к общей шине.Вывод сопротивления, соединенный сконденсатором, является выходом блока 21 сброса.Модулятор работает следующим образом. 20После включения напряжения питания блок 21 сброса формирует сигнал,который устанавливает в ноль счетныетриггеры 4 и 5, стробирует через элемент 11 совпадений счетчики 1 и 2 и 25далее стробирует через инвертор 14триггер 6 знака, При этом входнойсйгнал, пройдя через блок 20 ограничения, записывается в прямом (при положительном знаке сигнала) или в об- ЗОратном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 1, а код знакаэтого сигнала записывается в триггер6 знака.В зависимости от знака входногосигнала импульсы генератора 7 прямоугольных импульсов с частотой Го проходят либо через элемент ИЛИ 15 (знакположительный), либо через элементИЛИ 16 (знак отрицательный) и.посту Опают соответственно либо на вход прямого счета, либо на вход обратногосчета счетчика 1. В зависимости отвеличины мантиссы входного сигналана выходах переноса (либо на прямом, 45либо на обратном) счетчика 1 черезпромежуток времени1с = - (2 -Х)1 Эогде и - количество разрядов двоичного счетчика;Н - мантисса входного числа,после начальной установки (стробирования) появляется отрицательный импульс. 55Этот отрицательный импульс с выхода счетчика 1, пройдя через элементы8, 17 и 9, поступает на вход счетноготриггера 4 и переключает его. Этот 6же импульс, пройдя череэлементы 12 и 10, поступает ца цхол счетного триггера 4 и переключает его с задержкой но времеци , отцоситегп цо переключения триггера 4. Время Г, задержки определяется Формирователем 12 импульсов. Прямоугольные импульсы с генератора 17 прямоугольных импульсов,поступают также на вход счетного триггера 3, который производит деление частоты Г, ца 2, Прямоугольные1 оимпульсы с частотой - со счетного2триггера 3 подаются на счетный вход счетчика 2. На выходе переноса счетчика 2 через промежуток времени2после начальной установки появляется отрицательный импульс, который, пройдя через элемент 10 совпадений, поступает на вход счетного триггера 5 и возвращает его в исходное состояние. Этот же импульс, пройдя через формирователь 13 импульсов и элемент 9 совпадений, с выдержкой времени " определяемой Формирователем 13, поступает на вход счетного триггера 4 и также возвращает его в исходное состояние, Отрицательный импульс с выхода счетчика 2 через элемент 11 совпадений является стробирующим для счетчиков 1 и 2 и через инвертор 14 для триггера 6 знака. Далее процесс повторяется. Таким образом, устройство входит в режим автоматического стробирования. При этом с выходов цифрового широтно-импульсного модулятора (шины 22 и 23) идут прямая и инверсная последовательности импульсов с периодом 2Т=СоПричем, учитывая, что с триггера 4 на первые входы коммутаторов 18 и 19 поступает инверсный сигнал, а с триггера 5 на их вторые входы - прямой сигнал, то между Фронтами прямой и инверсной последовательностей импульсов образуются раздвижки,плительностью ,и. Очевидно, что1, ь=- - (2 -И)1одолжно быть больше , иначе произойдет срыв широтно-иитульсцой модуляции. Для обеспечения этого условия в устройство введен блок 20 ограциче 5 14783 ния, который не допускает превышения входным сигналом заранее определенного значения ИТаким образом, введение в цифровой5 широтно-импульсный модулятор счетного триггера, элементов совпадений, формирователей импульсов, блоков сброса и ограничения с соответствующими связями позволяет осуществить паузы между фронтами прямой и инверсной последовательностей выходных импульсов, что позволяет повысить надежность работы устройства при управлении мощными силовыми ключами за счет исключения в них сквозных токов.Формула изобретенияЦифровои широтно-импульсныи модулятор, содержащий генератор прямоугольных импульсов, выХод которого соединен со счетным входом первого триггера и первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы 25 которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера знака, Первый вход которого соединен с шиной знака, а второй - с выходом инвертора, вход которого соединен с входами записи информации первого и второго счетчиков импульсов, входы прямого и обратного .счета первого счетчика импульсов соединены соответ- ственно с выходами первого и второго35 элементов ИЛИ, а входы переполнения - с входами первого элемента совпаде-., ний, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом 40 второго элемента совпадений, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а инверсный выход -с первыми входами первого и второгокоммутаторов, входы управления которых соединены с прямым выходом триггера знака, выходы - с выходными шинами, общая шина подключена к разрядным входам второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединенс выходом первого счетного триггера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности, в негодополнительно введены первый и второй формирователи импульсов, блокограничения, блок сброса, третий ичетвертый элементы совпадений и третий счетный триггер, прямой выход которого соединен с вторыми входамиобоих коммутаторов, вход сброса - свходом сброса второго счетного триггера, выходом блока сброса и первымвходом третьего элемента совпадений,выход которого соединен с входом инвертора, а второй вход - с выходомвторого счетчика импульсов, первымвходом четвертого элемента совпадений и через первый формирователь импульсов - с вторым входом второгоэлемента совпадений, при этом выходтретьего элемента ИЛИ через второйформирователь импульсов соединен свторым входом четвертого элементасовпадений, выход которого соединенсо счетным входом третьего счетноготриггера, шины входного сигнала соединены с разрядными входами блокаограничения, выходы которого соединены с разрядными входами первого счетчика импульсов, а вход - с шинойзнака.1418316 27 Юи Составитель Е.Борзоведактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук Корре авион Тираж 885 371 КНТ СС роиэводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина,1ну Г ина 10 Заказ ВНИИПИ осударственного комитета по иэо 113035, Москва, Ж Р Подписное тениям и открытиям ская наб., д, 4/5