Цифровой широтно-импульсный модулятор

(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах передачи и преобразования информации, а также ключевых усилителях мощности. Цель изобретения - повышение надежности.О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1478316 4687801/2 28.04,89 23,04,91. Куйбышевс тут им. 3 С.Я. Гали Стариков,Тихонов 621,376.5 Авторское 8316, кл..ЯО,; 644371ц)у Н 03 К 7/08 Модулятор содержит счетчики 1, 2импульсов, счетные триггеры 3-5,триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, элементы 8-11,совпадений, формирователи 12, 13 импульсов, инвертор 14, элементы 1517, коммутаторы 18, 19, блок 20 ограничения, узел 21 сброса и шины:выходные 26, 27, входного сигнала28, знака 29, Введение в него элемента И-НЕ 22, элементов 23, 24 совпадений и триггера 25 позволяет исключить одновременное появление сигналов высокого уровня на обоих выходных шинах, тем самым расширить область его применения путем использования модулятора в тех устройствах,где одновременное появление сигналоввысокого уровня на обоих выходныхшинах может привести к аварийной ситуации. 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах передачи и преобразования информации, а также в ключевых усилителях мощности, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1478316.Целью изобретения является повы-. шение надежности путем исключения одновременного появления сигналов на обоих выходах устройства.На фиг, 1 приведена функциональная схема цифрового широтно-импульсного модулятора; на фиг, 2 - блок ограничения.Цифровой широтно-импульсный модулятор содержит счетчики 1 и 2 импульсов, счетВе триггеры 3-5, триггер 6 знака, генератор 7 прямоугольных импульсов, элементы 8-11 совпадений, формирователи 12 и 13 импульсов, инвертор 14, элементы ИЛИ 15-17, коммутаторы 18 и 19, блок 20 ограничения, узел 21 сброса, элемент И-НЕ 22, элементы 23 и 24 совпадений, триггер 25, выходные шины 26 и 27, шины 28 входного сигнала, шину 29 знака, при этом выход генератора 7 прямоугольнь 1 х импульсов соединен со счетным входом счетного триггера 3/и первыми входами элементов ИЛИ 15 и 16, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 6 знака, а вы" ходы - соответственно с входами прямого и обратного счета счетчика 1 импульсов, выходы переноса которого соединены с входами элемента 8 совпа-. дения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с входом формиро" вателя 12 импульсов и первым входом элемента 9 совпадений, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - со счетным входом счетного триггера 4, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, а инверсный выход - с первым входом коммутатора 18 и вторым входом коммутатора 19, входы управления которых соединены с прямым выходом триггера 6 знака, второй вход коммутатора 18 и первый вход коммутатора 19 - с прямым выходом триггера 5, а выходыс входами элемента И-НЕ 22 и вторыми входами элементов 23 и 24 совпадений, выходы которых соединены соответственно с30 сигнала, а выходы - с разряднымивходами счетчика 1 импульсов.Устройство может быть реализовано, например, на интегральных микросхемах серии К 155, а именно: счетчики 1 и 2 - на К 155, ИЕ 7, триггеры3-6 и 25 - на К 155 ТМ 2, элементысовпадений 8-11, 23 и 24 - наК 155 ЛИ 1, формирователи 12 и 13 им 40 45 с кварцевым стабилизатором или с 50 55 10 15 20 25 выходнь 1 ми шинами 26 и 27, а первыйвход - с инверсным выходом триггера25, вход установки в "1" которогосоединен с выходом элемента И-НЕ 22,а вход установки в "0" - с выходомузла 21 сброса, вторым входом элемента 11 совпадения, входом установки в "0" счетного триггера 4 и входом установки в "0 счетного триггера 5, счетный вход которого соединен с выходом элемента 10 совпадений, второй вход которого соединенс выходом формирователя 12 импульсов,.а первый вход - с входом формирователя 13 импульсов, первым входомэлемента 11 совпадений и выходомсчетчика 2 импульсов, разрядные входы которого соединены с общей шиной,счетный вход - с выходом счетноготриггера 3, а вход записи информации - с выходом элемента 11 совпадений, входом записи информациисчетчика 1 импульсов и входом инвертора 14, выход которого соединен спервым входом триггера 6 знака, второй вход которого соединен с шиной29 знака и знаковым входом блока 20ограничения, разрядные входы которого соединены с шинами 28 входного пульсов - на К 155 АГ 1, инвертор 14 на К 155 ЛН 1, элементы ИЛИ 15 - 17 на К 155 ЛЛ 1, коммутаторы 18 и 19 - на К 155 КП 2, генератор 7 пРяйоугольных импульсов - на К 155 ЛАЗ времязадающим конденсатором в цепи обратной связи между инверторами,Блок 20 ограничения (фиг. 2) содержит, например, группу 30 элементов ИЛИ, группу 31 элементов совпадений, элемент И-НЕ 32, элементы ИЛИ 33 и 34, элемент ИЛИ-НЕ 35 и инвертор 36.В зависимости от величины, на которой должен быть ограничен входной сигнал, и разрядов шины 28 входного сигнала разбиваются на две группы: с 1 до (и-ш) и с (и-в+1) до и, причем шСи, Первая группа разрядов с; дами группы 30 элементов ИЛИ, выходыкоторых соединены с первыми входамигруппы 31 элементов совпадения,выходы которых соединены с (и-щ)младшими разрядами выходов блока 20ограничения, Вторая группа разрядовшины 28 с (и-тн+1) до и соединенанепосредственно с соответствующимивыходами блока 20 ограничения и сш входами .элемента И-НЕ 32 и элемен-.та ИЛИ 33 соответственно. Выход элемента И-НЕ 32 соединен с первым вхо дом элемента ИЛИ 34, выход которогосоединен с вторыми входами группы 31элементов совпадений, Выход элементаИЛИ 33 соединен с первым входомэлемента ИЛИ-НЕ 35, второй вход которого соединен с выходом инвертора36, а выход - с вторыми входами группы 30 элементов ИЛИ, Второй вход элемента ИЛИ 34 и вход инвертора 36 соединены с шиной 29 знака,Узел 21 сброса, например, можетбыть реализован в виде последова-.тельно соединенных между собой резистора Р. и конденсатора С, причем второй вывод резистора Р. присоединяется к шине питания источника питания,а второй вывод конденсатора С - кобщей шине, объединенные выводы резистора К и конденсатора С соединеныс выходом узла 21 сброса,Устройство работает следующим образом,После включения напряжения питания узел 21 сброса формирует сигнал,который устанавливает в ноль счетныетриггеры 4 и 5 и триггер 25, стробирует через элемент 11 совпаденийсчетчики 1 и 2 и далее стробируетчерез инвертор 14 триггер 6 знака.При этом входной сигнал, пройдя черезблок 20 ограничения, записывается впрямом (при положительном знаке сигнала) или в обратном (при отрицательном знаке сигнала) коде в счетчик 1,а код знака этого сигнала записывается в триггер 6 знака. В зависимости от знака входного сигнала импульсы генератора 7 прямоугольных импульсов с частотой Г проходят либо 1через элемент ИЛИ 15 (знак положительный), либо через элемент ИЛИ 16(знак отрицательный) и поступаютсоответственно либо на вход прямогосчета, либо на вход обратного счетасчетчика 1. В зависимости от величины мантиссы входного сигнала на выходах переноса (либо на прямом, либона обратном) счетчика 1 через промежуток времени1 И(2 - И)Уогде и - количество разрядов двоичногосчетчика;Н - мантисса входного числа,после начальной установки (стробирования) появляется отрицательный импульс, который с выхода счетчика 1,пройдя через элементы 8, 17 и 9, поступает на вход счетного триггера 4и переключает его.Этот же импульс, пройдя черезэлементы 12 и 10, поступает на входсчетного триггера 5 и переключаетего с задержкой по времени ь относительно переключения триггера 4,Время Д, задержки определяется формирователем 12 импульсов. Прямоуголь ные импульсы с генератора 7 поступаюттакже на вход счетного триггера 3,который производит деление частотыЕ, на 2. Прямоугольные импульсы счастотой Г /2 со счетного триггера 3поступают на счетный вход счетчика 2. На выходе переноса счетчика 20+1через промежуток времени й = 2 /Хпосле начальной установки йоявляетсяотрицательный импульс, который, пройдя через элемент 10 совпадений, по ступает на вход счетного триггера 5и возвращает его в исходное состояние. Этот же импульс, пройдя черезформирователь 13 и элемент 9 совпадений, с выдержкой времени , опре О деленной Формирователем 13, поступает на вход счетного триггера 4 итакже возвращает его в исходное состояние.Отрицательный импульс с выхода 45счетчика 2 через элемент 11 совпадений является стробирующим для счетчиков 1 и 2 и через инвертор 14для триггера 6 знака, Далее процессповторяется.Таким образом устройство входитв режим автоматического стробирования, При этом с выходов широтно-импульсного модулятора (шины 26 и 27)идут прямая и инверсная последовательности импульсов с периодом Т =22Причем, учитывая, что с тригЯ. (гера 4 на первый вход коммутатора 18поступает инверсньпЪ сигнал, а с триггера 5 на первый вход коммутатора 19- прямой сигнал, то между фронтами пря- мой и инверсной последовательности импульсов образуются раздвижки длительностью ь, и ь . Очевидно, чтол л1 л й = - (2 - И) должно быть больше иначе произойдет срыв широтно-импульсО ной модуляции. Дпя обеспечения этого условия используется блок 20 ограничения, который не допускает превьппе- ния входного сигнала заранее определенного значения Мдпп.(5Выходы коммутаторов 18 и 19 подключены к выходным шинам 26 и 27 через элементы 23 и 24 совпадения, которые блокируют указанные пины в момент появления одновременно на выходах коммутаторов сигналов высокого уровня, что может быть вызвано нештатной ситуацией в устройстве. Выходы указанных коммутаторов подключены также к входам элемента И-НЕ 22, на выходе 25 которого формируется сигнал низкого уровня при появлении одновременно двух сигналов высокого уровня на его входах, Сигнал низкого уровня с вьцсода элемента И-НЕ 22 поступает на вход 3 О установки в "1" триггера 25 и устанавливает его в "1", сигнал низкого уровня с инверсного выхода триггера 25 поступает на вторые входы элементов 23 и 24, на выходах которых формируется сигнал низкого уровня, который,в случае работы устройства с силовымтранзисторным мостом, предотвратитаварийную ситуацию с. тяжелыми материальными потерями,Таким образом, введение в цифровой широтно-импульсно модулятордвух элементов совпадений, элементаИ-НЕ и триггера позволяет расширитьФункциональные возможности устройства,путем использования модулятора вустройствах, где не допускается одновреЪенное появление сигналов. высокогоуровня на обоих выходных шинах. Ф о р м у л а изобретенияФЦифровой широтно-импульсный модулятор по авт, св, Р 1478316, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него донолнительно введены два элемента совпадений, элемент И-НЕ и триггер, вход установки в "О которого соединен с выходом узла сброса, инверсный выходс первыми входами элементов совпаде.ний, а вход установки в "1" - с выходом элемента И-НЕ, входы которого соединены соответственно с выходами коммутаторов и вторыми входами элементов совпадений, выходы которых.соединены с выходными шинами устройства.1644371 ставитель Е. Борзов Л.Сердюкова Корректор О,ципле анд дакто е Тираж 472 каз 1 НИИП етениям ушская роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О сударственного комитета по иэо 113035, Москва, Ж, Р одписное открытиям при ГКНТ СССР д. 4/5