CS263018B1 - Zapojení převodníku pulzní (51) Int. Cl.4 H 03 I»; 5/02 šířková modulace/číslo a napětí - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká oboru přenos informace , specielně přenos analogových signálů pomocí pulzní šířkové modulace a převod signálu pulzní šířkové modulace na číslo a napětí. Podstata zapojení spočívá v použití násobiče frekvence, který násobí frekvenci vstupního signálu. Vynásobená frekvence ;je pak vedena přes hradlo na hodinový vstup čítače, který čítá pulzy vynásobené frekvence vstupního signálu po dobu, kdy je vstupní signál pulzní šířkové modulace na logické úrovni H. Při přechodu vstupního signálu do logioké úrovně L je obsah čítače přepsán do registru, kde je uloženo číslo, odpovídající šířce vstupního signálu. Datové vstupy registru vedou na datové vstupy číslicově/analogového převodníku, na jehož výstupu je napětí odpovídající gířce vstupního signálu. Převod se uskutečňuje v každé periodě vstupního signálu pulzní šířkové modulace a výsledná hodnota tj. číslo nebo napětí, je nezávislá na změnách frekvence vstupního signálu. Převodník pulzní šířková modulace/císlo a napětí nalezne použití všude tam, kde je třeba provádět rychlý převod pulzní šířkové modulace na napětí, nebo číslo pro další zpracování v analogových, nebo číslicových obvodech, při současné nezávislosti na změnách frekvence vstupního signálu.

Description

Vynález se týká zapojení převodníku pulzní šířková modulace/ /číslo a napětí, u kterého se řeší převod pulzně šířkově modulovaného signálu na číslo a napětí při současné nezávislosti na frekvenci signálu.

Až dosud se pro převod pulzně šířkově modulovaného signálu na číslo používalo zapojení s mezipřevodem na napětí a pak se prováděl převod analogově/číslicovým převodníkem na číslo, nebo se číslicově měřila doba šířky signálu a periody signálu a jejich podílem pak bylo získáno číslo odpovídající signálu pulzní šířkové modulace.

Nevýhodou zapojení s mezipřevodem je pomalá odezva, vzhledem k nutnosti použití dolnopropustných filtrů pro mezipřevod pulzní šířkové modulace na napětí.

Nevýhodou zapojení s číslicovým měřením šířky a periody signálu je nutnost použití operace dělení.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení převodníku pulzní šířková modulace/číslo a napětí, jehož podstatou je, že sestává ze svorky vstupního napětí, která je připojena jednak na vstup násobiče frekvence a dále na vstup monostabilni ho klopného obvodu reagujícího na nástupní hranu signálu a dále na vstup monostabilního klopného obvodu reagujícího na odcházející hranu signálu, zatímco výstup násobiče frekvence je přiveden na první vstup součinového hradla, přičemž výstup monostabilního klopného obvodu reagujícího na nástupní hranu signálu je přiveden jednak na nastavovací vstup klopného obvodu a zároveň na nulovací vstup čítače, přičemž výstup monostabilního klopného obvodu reagujícího na odcházející hranu signálu je přiveden na nulovací vstup klopného obvodu, přičemž výstup klopného obvodu je přiveden na druhý vstup součinového hradla a výstup součinového hradla je přiveden na hodinový vstup čítače, přičemž datové výstupy čítače jsou připojeny na datové vstupy registru, zatímco výstup monostabilního klopného obvodu reagujícího na odcházející hranu signálu je připojen na záznamový vstup registru, přičemž datové výstupy registru jsou přivedeny na datové vstupy

263 018 číslicově/analogového převodníku, přičemž datové výstupy registru jsou přivedeny na svorku paralelního číslicového výstupu, zatímco analogový výstup číslicově/analogového převodníku je přiveden na svorku analogového výstupu.

U zapojení převodníku pulzní šířková modulace/číslo a napětí, který je založen na výše uvedeném principu je dosaženo rychlé odezvy převodníku, nebot převodník dává informaci v každé periodě vstupního signálu, přičemž výstupní číslo a napětí jsou nezávislé na změnách frekvence vstupního signálu.

Příkladné provedení předmětu vynálezu znázorňuje blokové schéma n,a obr.l.

Zapojení převodníku pulzní šířková modulace/číslo a napětí sestává ze svorky 1_ vstupního napětí, která je připojena jednak na vstup 21 násobiče 2_ frekvence a dále na vstup 31 monostabilního klopného obvodu 3 reagujícího na nástupní hranu signálu a dále na vstup 41 monostabilního klopného obvodu _4 reagujícího na odcházející hranu signálu, zatímco výstup 22 násobiče 2_ frekvence je přiveden na první vstup 61 součinového hradla _6 , přičemž výstup 32 monostabilního klopného obvodu 2 reagujícího na nástupní hranu signálu je přiveden jednak na nastavovací vstup 51 klopného obvodu 2 ^a zároveň na nulovací vstup 72 čítače 7_ , přičemž výstup 42 monostabilního klopného obvodu 4_ reagujícího na odcházející hranu signálu je přiveden na nulovací vstup 52 klopného obvodu 2> přičemž výstup 53 klopného obvodu 5_ je přiveden na druhý vstup 62 součinového hradla 6. a výstup 63 součinového hradla 6_ je přiveden na hodinový vstup 71 čítače 7_, přičemž datové výstupy 73 čítače ]_ jsou připojeny na datové vstupy 81 registru _8, zatímco výstup 42 monostabilního,klopného obvodu 4_ reagujícího na odcházející hranu signálu je připojen na záznamový vstup 82 registru _8j přičemž datové výstupy 8 3 registru 2 j^sou přivedeny na datové vstupy 91 číslicově/analogového převodníku 2 , přičemž datové výstupy 83 registru 2 j^sou přivedeny na svorku 10 paralelního číslicového výstupu, zatímco analogový výstup 92 číslicově/analogového převodníku 2 3 ^e přiveden na svorku 11 analogového výstupu.

Vstupní, pul zně šířkově modulovaný signál je přiveden

-3263 018 na svorku £ vstupního napětí. Pro další odvození lze předpokládat, že tento signál vznikl převodem napětí lb na pulzní šířkovou modulaci a to dle vztahu (1), který vyjadřuje závislost šířky pulzu , pulzně šířkově modulovaného signálu vzhledem k celkové době periody T, hodnotě vstupního napětí ll. a maximálnímu vstupnímu napětí U .

lb

T/U max = lb / (U max

f) (1) kde f = 1/T .

Při nástupní hraně vstupního signálu se v monostabilním klopném obvodu 2 reagujícím na nástupní hranu signálu generuje pulz, který je z jeho výstupu 32 přiveden na nastavovací vstup 51 klopného obvodu 5. ^{3 na} nulovací vstup 72 čítače £· Tento pulz nuluje čítač a nastavuje klopný obvod _5> jehož výstup 53 je veden na druhý vstup 62 součinového hradla £. Je-li klopný obvod 5 nastaven, je otevřen průchod pulzů součinovým hradlem £ z prvního vstupu 61 na výstup 63 a tedy na hodinový vstup 71 čítače 2· Pulzy na prvním vstupu 61 součinového hradla £ jsou na tento vstup přivedeny z výstupu 22 násobiče £ frekvence. Frekvence pulzů na výstupu 22 násobiče £ frekvence je f_c·^· Součinové hradlo £ je otevřeno po dobu signálu pulzní šířkové modulace, neboí při odcházející hraně vstupního signálu je na výstupu 42 monostabilníhc klopného obvodu _4 reagujícího na odcházející hranu signálu generován impulz, který je veden na nulovací vstup 52 klopného obvodu £ a nuluje jej, čímž uzavírá součinové hradlo £. Do čítače £ se během doby Tj ukládá číslo Č, které je dáno vztahem (2):

f ^rclk (2)

Frekvence f nce f a platí tedy je odvozena ¢3):

násobením ze vstupní frekve^fclk ^{= T}1 * ^kl * (3)

263 018 kde kj je násobící konstanta násobiče 2_ frekvence. Po dosazení za z (1) do (3) vychází (4):

C = U. .k, . f/(U . f) = k, . U. / U i 1 ma* 1 i max (4)

Ze vztahu (4) vyplývá, že číslo Č uložené v čítači T_ na konci je úměrné hodnotě vstupního signálu LL , neboí k^ a U jsou konstanty. Ze vztahu (4) je též vidět, že číslo Č nezávisí na frekvenci vstupního signálu.

Impulz, který je generován na výstupu 4 2 monostabilního klopného obvodu 4- reagujícího na odcházející hranu je pak veden na záznamový vstup 82 registru _8 a číslo Č je zaznamenáno do registru .8 a je přivedeno jednak na svorku 10 paralelního číslicového výstupu a dále na datové vstupy 91 číslicově/analogového převodníku 2· Výstupní napětí U_Q číslicově/ analogového převodníku j? , které je na výstupu 92 je dáno vztahem (5):

u / C r max (5) kde Č_max ď^e maximální hodnota převáděného čísla (dáno počtem bitů převodníku 9) a U_r je referenční napětí.

Po dosazen]' za Č z (4) de (5) vychází (6):

U = k.

U.

i

U / (Č r max

U ) max (6)

Ze vztahu (6) vyplývá, že výstupní napětí U_Q , které je přivedeno na svorku 11 analogového výstupu je úměrné napětí U., neboí k, , U . Č a U_, jsou konstanty.

Uvedené zapojení převodníku pulzní šířková modulace/číslo a napětí, lze použít všude tam, kde je používáno pro přenos informace pulzní šířkové modulace a je nutno tuto informaci dále zpracovávat v číslicových, nebo analogových zařízeních.

Claims (1)

1. Zapojení převodníku pulzní šířková modulace/číslo a napětí, vyznačené tím, že sestává ze svorky (1) vstupního napětí, která je připojena jednak na vstup (21) násobiče (2) frekvence a dále na vstup (31) monostabilního klopného obvodu (3) reagujícího na nástupní hranu signálu a dále na vstup (41) monostabilního klopného obvodu (4) reagujícího na odcházející hranu signálu, zatímco výstup (22) násobiče (2) frekvence je přiveden na první vstup (61) součinového hradla (6) , přičemž výstup (32) monostabilního klopného obvodu (3) reagujícího na nástupní hranu signálu je přiveden jednak na nastavovací vstup (51) klopného obvodu (5) a zároveň na nulovací vstup (72) čítače (7), přičemž výstup (42) monostabilního klopného obvodu (4) reagujícího na odcházející' hranu signálu je přiveden na nulovací vstup (52) klopného obvodu (5), přičemž výstup (53) klopného obvodu (5) je přiveden na druhý vstup (62) součinového hradla (6) a výstup (63) součinového hradla (6) je přiveden na hodinový vstup (71) čítače (7), přičemž datové výstupy (73) čítače (7) jsou připojeny na datové vstupy (81) registru (8), zatímco výstup (42) monostabilního klopného obvodu (4) reagujícího na odcházející hranu signálu je připojen na záznamový vstup (82) registru (8), přičemž datové výstupy (83) registru (8) jsou při. vedeny na datové vstupy (91) číslicově/analogového převodníku (9), přičemž datové výstupy (83) registru (8) jsou přivedeny na svorku (10) paralelního číslicového výstupu, zatímco analogový výstup (92) číslicově/analogového převodníku (9) je převeden na svorku (11) analogového výstupu.