CS272492B1 - Zapojenie číslicového generátore impulzov - Google Patents

Description

1 CS 272 492 B1

Vynález sa týká číslicového generátore impulzov, ktorý umožňuje riadenie štvorkva-drantových impulzových meničov. Výstupná frekvencia jeho signálu može byť až 200 kHz aminimálny počet dekrementov na periodu při tejto frekvencii až 256. Uvedené zapojenierieši problém přesného opakovatelného nastavenia striedy, spolehlivého generovania vý-stupného signálu v oblasti stovák kHz a kompaktibility generátore s číslicovou mikro-počítačovou regulačnou slučkou.

Doterajšie sposoby zapojenia generátorov impulzov pre bipolórne riadenie štvorkva-drantových impulzových meničov využívajú prvky analógovej techniky pre tvorbu výstupné-ho signálu. Nevýhodou spomenutého riešenia je, že neumožňuje přesné opakovatelné nasta-venie výstupného signálu a že pri generováni výstupného signálu o frekvenciách řádovéstovky kHz dochádza k skresleniu, nelinearite a poruchám, ktoré sa prejavujú hlavně prispolupráci generátora impulzov s výkonovým obvodom. Modeme jšie sposoby riešenia gene-rátora impulzov využívajú pre tento účel číslicové obvody mikropočítačov. Takéto rieše-nie však blokuje výpočtový čas mikropočitača, o ktorý je potom ochudobnený výpočtovýčas potřebný pre výpočet regulačného obvodu. Spomenuté riešenie má ešte aj tú nevýhodu,že využívané číslicové obvody mikropočitača neumožnujú generovanle výstupného signálus minimálnym počtom 256 dekrementov na periodu o frekvenciách viac ako 10 kHz.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie generátora impulzov podlá vynálezupozostávajúce zo zdroja impulzov, upravovacieho obvodu, testovacieho obvodu, čítaČa strzedy,eřtačs periody, dvoch čítačov bezpečnostněj medzery, troch klopných obvodov, dvoch súčinových obvodov a dvoch výstupných obvodov, kterého podstata spočívá v tom, že svorkažiadanej hodnoty striedy sa přepoj! so vstupom testovacieho obvodu a prvým vstupom upra-vovacieho obvodu. Výstup z testovacieho obvodu je spojený s druhým vstupom upravovacie-ho obvodu. Výstup z upravovacieho obvodu je připojený spolu s výstupom čítača periody avýstupom zdroja impulzov na prvý, druhý a třetí vstup čitača striedy. Prvý a druhý vstupčítača prvej bezpečnostnej medzery sú připojené na výstup čítača periody a výstup zdrojaimpulzov. Okrem toho je však třetí vstup přepojený so svorkou žiadanej hodnoty prvejbezpečnostnej medzery. Výstup z čitača prvej bezpečnostnej medzery spolu s výstupom či-tača periody je připojený na druhý a prvý vstup prvého klopného obvodu, ktoróho výstupje s prvým výstupom druhého klopného obvodu přivedený na prvý a druhý súčinový obvod. Výstup tohto obvodu je spojený so vstupom prvého výstupného obvodu, ktorého výstup jeprvým výstupom z generátora impulzov. Prvý a druhý vstup čitača druhej bezpečnostnej me -ožery súspojené s výstupom Čitača striedy a výstupom zdroja impulzov. Opat tak ako u čí-tača prvej bezpečnostnej medzery, aj tu je ešte s jeho třetím vstupom přepojená svorkažiadanej hodnoty druhej bezpečnostnej medzery. Výstup čitača druhej bezpečnostnej medze-ry je spolu s výstupom čítača striedy připojený na prvý a druhý vstup tretieho klopnéhoobvodu, ktorého výstup je s druhým výstupom druhého klopného obvodu připojený na prvý adruhý vstup druhého súčinového obvodu; výstup zo súčinového obvodu je spojený so vstupomdruhého výstupného obvodu, ktoróho výstup je druhým výstupom z generátora impulzov. Naprvý a druhý vstup druhého klopného obvodu sú připojené výstupy z čitača striedy a čita-ča periody. Výhodou tohto zapojenia je, že umožňuje dosiahnut výstupný signál s minimálně 256dekrementami na periodu o frekvencii až do 200 kHz. Umožňuje tiež přesné opakovatelnénastavenie výstupného signálu a je kompaktibilné s mikropočítačovým regulačným obvodom.

Na pripojenom výkrese je na obrázku nakreslené blokové zapojenie číslicového gene-rátore impulzov pre bipolárne riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov so spina-cou frekvenciou do 200 kHz, podlá vynálezu.

Svorka 38 žiadanej hodnoty striedy je přepojená s prvým vstupom 4 upravovaciehoobvodu 6 a vstupom testovacieho obvodu 3, ktorého výstup je připojený na druhý vstup 5upravovacieho obvodu £. Výstup z upravovacieho obvodu 6 je připojený na prvý vstup 7čitača 10 striedy, na ktorého druhý vstup _9 je připojený výstup čítača 2 periody a tre- CS 272 492 B1 ti vstup 8 je připojený výstup zo zdroja JL impulzov. Výstup z čitača 10 striedy je spo-jený s prvým vstupom 22 druhého klopného obvodu 24 a s druhým vstupom 20 tretieho klop-ného obvodu 21. Druhý vstup 13 čitača 14 prvej bezpečnostnej madzery je připojený na vý-stup zo zdroja j. impulzov. Prvý vstup 12 čitača 14 prvej bezpečnostnej medzery je spoje-ný 3 výstupom čitača 2 periody. Trati vstup 11 čitača 14 prvej bezpečnostnej medzery jepřepojený so svorkou 39 žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzery. Výstup čitača 14prvej bezpečnostnej medzery je připojený na druhý vstup 25 prvého klopného obvodu 27,na ktoróho prvý vstup 26 je připojený výstupný signál z čitača 2 striedy. Výstup z prvé-ho klopného obvodu 27 je spolu s prvým výstupom 35 druhého klopného obvodu 24 připojenýna prvý vstup 28 a druhý vstup 29 prvého súčinového obvodu 30. Výstup z prvého súčino-vého obvodu 30 je spojený so vstupom prvého výstupného obvodu 33, ktorého výstup je pr-vým výstupom z generátora impulzov. Na prvý vstup 17 čitača 18 druhej bezpečnostnej me-dzery je připojený výstup z čitača 10 striedy. Na druhý vstup 16 čitača 18 druhej bezpeč-nostnej medzery je připojený výstup zo zdroja 1. impulzov. Svorka 40 žiadanej hodnotydruhej bezpečnostnej msdzsry je spojená s tretim vstupom 15 čitača 18 druhej bezpečnost-nej medzery. Výstup z čitača druhej bezpečnostnej medzery spolu s výstupom čitača 10striedy spojený s prvým a druhým vstupom 19, 20 tretieho klopného obvodu 21 , Výstup ztretieho klopného obvodu 21 a druhý výstup 36 druhého klopného obvodu 24 sú připojenéprvý a druhý vstup 31 a 37 druhého súčinového obvodu 32,ktoróho výstup je spojený sovstupom druhého výstupného obvodu 34. Výstup z tohto obvodu je zároveň druhým výstupomz generátora impulzov. Druhý vstup 23 druhého klopného obvodu 24 je spojený s výstupomčitača 10 striedy.

Signál žiadanej hodnoty striedy v binárnej formě připojený na svorku 38 žiadanejhodnoty striedy v binárnej formě, vstupuje prvým vstupom 4 do upravovacieho obvodu 6.Taktiež vstupuje do testovacieho obvodu 3. Kedže binárna forma vyjadrenia žiadanej hod-noty striedy može mať osem alebo viac bitov a može nadobúdať medzné stavy, to sú nulyna všetkých bitoehalebo jednotky na všetkých bitoch, ktoré navrhovaný generátor impul-zov nemože spracovať, tak testovaci obvod 3 vyhodnocuje tieto stavy. Testovaci obvod 3svojim výstupom cez druhý vstup 5 upravovacieho obvodu 6, v případe zistenia nedovole-nej kombinácie, aktivizuje upravovači obvod 6, ktorý upraví najnižši váhový bit čisli-covej formy žiadanej hodnoty striedy tak, že ho zmeni na doplňkový a tým nedojde k na-rušeniu činnosti generátora impulzov podlá vynálezu. Žiadaná hodnota striedy z výstupuupravovacieho obvodu 6 je připojená na prvý vstup 7 čitača striedy ,10. Čítač 2 periodypočita impulzy prichádzajúce na jeho vstupy zo zdroja J. impulzov. Po dočítaní do kon-covej hodnoty a opatovnom začati čítania, pretože čítač 2 periody pracuje cyklicky, najeho výstupe sa generuje impulz, ktorý je privádzaný na druhý vstup 9 čitača 10 strie-dy a ktorý sposobuje nastavenie čitača 10 striedy na hodnotu danú signálom na prvom vstupe 7. Na treti vstup 8 čitača 10 striedy prichádza signál zo zdroja j. impulzov, ktorýsposobuje, že čítač 10 striedy čita z nastavenej hodnoty, pomocou signálov na prvom adruhom6vstupe 7 a 9 nadol. Po dočítáni do nuly generuje čitač 10 striedy na svojom vý-stupe impulz rovný jednému impulzu zdroja J. impulzov. Kečíže aj čitač 10 striedy po do-čítaní do nuly pokračuje cyklicky v čítaní smerom nadol z najvyššej možnej hodnoty,ktorú skokom nadobúda, preto musíme zabezpečit rovnakú časovú dížku cyklického čítaniačitača 2 periody aj čitača 10 striedy. Musíme teda volit také zapojenie oboch spomina-ných čitačov, aby maximálna hodnota, ktorú možu pri cyklickom čítaní nadobudnút, vy-jádřená pomocou logických núl a jednotiek na jednotlivých čitacich bitoch čitačov, bo-la úplné rovnaká. Ako bude 3alej uvádzané, tak aj čítač 14 prvej bezpečnostnej medzerya čitač 18 druhej bezpečnostnej medzery čitajú cyklicky a teda musia spínat uvedenú pod-mienku zapojenia tiež. Čitač 14 prvej bezpečnostnej medzery pracuje podobné ako čitač10 striedy. Na prvý vstup 12 čitača 14 prvej bezpečnostnej medzery prichádza tiež vý-stupný impulz z čitača 2 periody, ktorý sposobi nastavenie čitača 14 prvej bezpečnost-nej medzery na hodnotu žiadanej prvej bezpečnostnej medzery vyjadrenú v binárnej formě 3 CS 272 492 Bl a privádzanú cez svorku 39 žiadanej hodnoty prvá] bezpečnostnej medzery v binárnej for-ma na tratí vstup 11 čítača 14 prvej bezpečnostnej medzery. Signál zo zdroja JL impul-zov privádzaný na druhý vstup 13 čítača 14 prvej bezpečnostnej medzary sposobuje čita-nie čítača 14 prvej bazpečnostnej medzery smerom nadol z nastavenaj hodnoty. Pri dočí-taní do nuly generuje čítač 14 prvej bazpečnostnej medzary na svojom výstupe impulz rov-ný jednému impulzu zo zdroja jL impulzov. Čítač 18 druhej bazpečnostnej madzery pracujerovnako ako Čítač 14 prvej bazpečnostnej medzery len nastavovací signál privádzaný najeho prvý vstup 17 je výstupným signálom čítača 10 striedy. Žiadaná hodnota druhaj bez-pačnostněj madzery ja privádzaná cez svorku 40 žiadanej hodnoty druhaj bezpečnostnajmedzery na třetí vstup 15 a signál zo zdroja JL impulzov na druhý vstup 16. Po dočítaníčítača 18 druhej bazpečnostnej medzery zo žiadanej hodnoty druhej bazpečnostnej medzarydo nuly, sa opat na jeho výstupe generuje impulz rovný jednému impulzu Zo zdroja ,1 im-pulzov. Na prvý vstup 26 prvého klopného obvodu 27 je přivedený výstupný impulz čítača2 periody, ktorý překlopí výstup prvého klopného obvodu 27. Na druhý vstup 25 prvéhoklopného obvodu 27 je po dočítaní čítača 14 prvaj bazpečnostnej medzary přivedený jehovýstupný impulz, ktorý překlopí výstup prvého klopného obvodu 27 do povodného stavu,aký mal před prichodom impulzu z výstupu čítača 2 periody. Tým sa na výstupe prvého klop-ného obvodu 27 generuje impulz časovej dížky o žiadanej hodnotě prvej bazpečnostnej me - dzery. Druhý klopný obvod 24 pracuje tak isto ako prvý klopný obvod 27. Prvýkrát je pre-klápaný výstupným impulzom z čítača 2 periody privádzaný na druhý vstup 23. Preklopeniejaho výstupu do povodného stavu je sposobené přivedením výstupného impulzu z čítača 10striedy na prvý vstup 22. Prvý výstup 35 z druhého klopného obvodu 24 generuje impulzo žiadanej hodnotě striedy* Druhý výstup 36 druhého klopného obvodu 24 generuje doplň-kový impulz k impulzu na výstupe 35. Třetí klopný obvod 21 pracuje rovnako ako dva pred-chádzajúce. Prvýkrát je preklápaný výstupným impulzom z čítača 10 striedy privádzanýmna druhý vstup 20 tretieho klopného obvodu 21, do p^ovodnej polohy je preklápaný výstup-ným impulzom z čítača 18 druhej bazpečnostnej medzery privádzaným na prvý vstup 19. Navýstupe tretieho klopného obvodu 21 sa preto generuje impulz o časovej dížke rovnej hod-notě druhej bezpečnostnej medzery. Na prvý vstup 28 súčinového obvodu 30 je připojenývýstupný signál prvého klopného obvodu 27. Na druhý vstup 29 toho istóho obvodu 30 jepřipojený výstupný signál z prvého výstupu 35 druhého klopného obvodu 24. Prvý súčino-vý obvod 30 robi súčin týchto dvoch vstupných signálov, čím na jeho výstupe dostanemesignál ako na prvom výstupe 35 druhého klopného obvodu 24, len na začiatku skrátený očasový interval žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzery. Prvý výstupný obvod 33 ten-to signál upraví tak, aby bol prvý výstup z generátore impulzov skratuvzdorný. Druhý sú-činový obvod 32 robí súčin výstupného signálu druhého klopného obvodu 24 snímaného z druhého výstupu 36 a připojeného na druhý vstup 37 druhého súčinového obvodu 32 a vý-stupného signálu tretieho klopného obvodu 21 připojeného na prvý vstup 31 druhého súči-nového obvodu 32. Výstupný impulz z druhého súčinového obvodu 32 je rovný doplňku k vý-stupnému impulzu na prvom výstupe 35 druhého klopného obvodu 24 skrátenému na začiatkuimpulzu o dížku trvania žiadanej druhej hodnoty bezpečnostnej medzery. Výstupný signáldruhého súčinového obvodu 32 sa v druhom výstupnom obvode 34 upraví tak, aby bol aj dru-hý výstup z generátora impulzov skratuvzdorný. Žiadané hodnoty striedy a bezpečnostnýchmedzier sú vyjádřené v binárnej formě a sú vlastně kombinácie logických núl a jednotiekv binárnom kóde, ktoré v desiatkovej sústave určujú číslo, ktoró určuje, kolko impulzovzo zdroja impulzov musí příst na čítač, aby časová dížka počítania týchto impulzov bolarovnaká ako žiadaná hodnota dížky trvania striedy alebo jednotlivých bezpečnostných med-zier. Výstupná frekvencia a počet dekrementov na periodu je daný frekvenciou zdroja im-pulzov, ktorá može byť premenlivá s maximálnou hodnotou, do ktorej čítajú vžetky čítače.

Zapojenie generátora impulzov podlá vynálezu sa dá využit hlavně pra bipolárne ria-denie štvorkvadrantových impulzových meničov.

Claims (1)

1. CS 272 492 B1 PREDMET VYNÁLEZU Zapojenie číslicového gsnerátora impulzov prs bipolárne riadenis štvorkvadrantovýchimpulzových meničov so spinacou frskvsnciou do 200 kHz pozostávajúce zo zdroja impulzov,upravovacieho obvodu, testovacieho obvodu, čitača striedy, čitača periody, dvoch čítačovbezpečnostných medzier, troch klopných obvodov, dvoch súčinových obvodov a dvoch výstup-ných obvodov, vyznačujúce sa tým, že svorka (38) žiadanej hodnoty striedy je přepojenás prvým vstupom (4) upravovacieho obvodu (6) a vstupom testovacieho obvodu (3), ktoréhovýstup je připojený na druhý vstup (5) upravovacieho obvodu (6), ktorého výstup je při-pojený na prvý vstup (7) čitača (10) striedy, na ktorého druhý vstup (9) je připojenývýstup z čitača (2) periody, ktorý má vstup spojený s výstupom zdroja (1) impulzov, kto-rý je taktiež připojený na treti vstup (8) čitača (10) striedy, ktorého výstup je při-pojený na prvý vstup (17) čitača (18) druhej bezpečnostnej medzery, ktorý má třetí vstup(15) přepojený so svorkou (40) žiadanej hodnoty druhej bezpečnostnej medzery a na ktoré-ho druhý vstup (16) je připojený výstup zo zdroja (1) impulzov, ktorého výstup je tak-tiež připojený na druhý vstup (13) čitača (14) prvej bezpečnostnej medzery, ktorého tre-ti vstup (11) je přepojený so svorkou (39) žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzerya ktorého prvý vstup (12) je přepojený s výstupom čitača (2) periody, ktorý je taktiežpřepojený s prvým vstupom (26) prvého klopného obvodu (27), ktorého druhý vstup (25) jepřipojený na výstup čitača (14) prvej bezpečnostnej medzery, ktorého vstup (12) je prepo·jený s druhým vstupom (23) druhého klopného obvodu (24), na ktorého prvý vstup (22) jepřipojený výstup z čitača (10) striedy, ktorého výstup je taktiež připojený na druhývstup (20) tretieho klopného obvodu (21), ktorého prvý vstup (19) je spojený s výstupomČitača (18) druhej bezpečnostnej medzery a že výstup z tretieho klopného obvodu (21) jespojený s prvým vstupom (31) druhého súčinového obvodu (32), ktorého druhý vstup (37)je spojený s druhým výstupom (36) druhého klopného obvodu (24), ktorého prvý výstup (35)je spojený s druhým vstupom (29) prvého súčinového obvodu (30), ktorého prvý vstup (28)je spojený s výstupom prvého klopného obvodu (27), a že výstup prvého súčinového obvodu(30) je spojený s prvým výstupným obvodom (33), ktorého výstup je prvým výstupom gene-rátora impulzov a výstup z druhého súčinového obvodu (32) je spojený so vstupom druhéhovýstupného obvodu (34), výstup ktorého je druhým výstupom generátore impulzov. 1 výkres