DE4021268C2

DE4021268C2 -

Info

Publication number: DE4021268C2
Application number: DE4021268A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Suita Osaka Jp Itoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE4021268A1; US5093582A; JPH0341815A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pulsdauermodulations- Signalgenerator, insbesondere zur Steuerung der Wellenform von Ausgangsimpulsen in einem Mikrocomputer.

In Mikrocomputern verwendete PDM-Signalgeneratoren, wie sie aus der JP-Druckschrift IEM-947A, Juni 1986, S. 59-65 bekannt sind, erzeugen in der Regel Impulsfolgen, bei denen jede Periode mit dem gleichen Wert beginnt oder zumindest der Anfangswert nicht während des PDM-Ausgangssignals geändert werden kann. Dadurch wird die Vielfalt der Signalformen, die erzielbar sind, und der Anwendungsbereich des PDM-Signalgenerators erheblich eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen PDM-Signal generator anzugeben, bei dem der Anfangswert eines PDM-Sig nals in irgendeiner beliebigen Periode während des PDM-Aus gangssignals geändert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält ein erfindungsgemäßer PDM-Signalgenerator einen Taktgenerator zum Erzeugen von Impulsen in regelmäßigen Abständen, einen Tastverhält nis-Zeitgeber zum Erzeugen eines Impulses mit einer bestimmten Dauer, wenn er durch einen durch den Perioden- Zeitgeber erzeugten Impuls ausgelöst wird; ein Speichermit tel zum Speichern eines Datenbits, das den gewünschten Anfangswert darstellt, wobei das Speichermittel ein erstes Ausgangssignal, das das gespeicherte Datenbit darstellt, und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Umkehrung des gespeicherten Datenbits darstellt; und ein RST-Flipflop zum Erzeugen des Pulsdauermodulations-Signals mit einem Setzeingang, dem durch das erste Ausgangssignal durchge schaltete Impulse des Taktgenerators zugeführt werden, mit einem Rücksetzeingang, dem durch das zweite Ausgangssignal durchgeschaltete Impulse des Taktgenerators zugeführt werden, und mit einem Triggereingang, dem Impulse des Tastverhältnis-Zeitgebers zugeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen PDM-Sig nalgenerators und

Fig. 2 ein Impulsdiagramm, das den Verlauf eines Ausgangs signals des PDM-Signalgenerators nach Fig. 1 darstellt.

Nach Fig. 1 erzeugt ein Mikrocomputer ein PDM-Ausgangssig nal mittels zweier programmgesteuerter Zeitgeber. Ein Taktgenerator 1 steuert die Dauer einer Signalperiode durch Erzeugen eines hohen Impulses in regelmäßigen Zeit abständen. Bei dem Taktgenerator 1 kann es sich um einen herkömmlichen Zähler handeln. Ein an den Taktgenerator 1 angeschlossener Tastverhältnis-Zeitgeber 2 steuert das Tastverhältnis des Signals durch Erzeugen eines hohen Impulses mit einer vorbestimmten Dauer, der bei jedem durch den Taktgenerator 1 erzeugten lmpuls beginnt. Die Dauer des durch den Tastverhältnis-Zeitgeber 2 erzeugten Impulses ist programmgesteuert wählbar. Bei dem Tastverhältnis-Zeitgeber 2 kann es sich um einen herkömmlichen monostabilen Multivibrator mit programmierbarer Impulsdauer handeln.

In einem Speichermittel, bei dem es sich nach Fig. 1 um ein D-Flipflop 3 handelt, wird ein Datenbit gespeichert, das den gewünschten Anfangswert des PDM-Signals darstellt. Das am ersten Ausgang Q des D-Flipflop 3 auftretende Aus gangssignal, das das gespeicherte Datenbit darstellt, und die Ausgangsimpulse des Taktgenerators 1 werden einem ersten Verknüpfungsglied in Form eines NAND-Glieds 4 zugeführt. Das am zweiten Ausgang des D-Flipflop 3 auftretende Ausgangssignal, das die Umkehrung des gespei cherten Datenbits darstellt, und die Ausgangsimpulse des Taktgenerators 1 werden einem zweiten Verknüpfungsglied in Form eines NAND-Glieds 5 zugeführt.

Das PDM-Signal wird von einem flankengetriggerten RST-Flip flop 6 mit einem Setzeingang S, einem Rücksetzeingang R und einem Triggereingang T sowie Ausgängen Q und abgegeben. Das RST-Flipflop 6 wird durch die Rückflanke eines Eingangssignals am Rücksetzeingang R zurückgesetzt, so daß am Ausgang Q ein niedriges und am Ausgang ein hohes Signal auftritt. Durch die Rückflanke eines Eingangssignals am Setzeingang S wird das RST-Flipflop 6 gesetzt, so daß an seinem Ausgang Q ein hohes und an seinem Ausgang ein niedriges Signal auftritt. Durch die Rückflanke eines Eingangssignals am Triggereingang T wird das RST-Flipflop 6 gekippt, so daß sich die Zustände der Ausgangssignale an den Ausgängen Q und umkehren. Dem Rücksetzeingang R wird das Ausgangssignal des zweiten NAND-Gliedes 5, dem Setzein gang S das Ausgangssignal des ersten NAND-Gliedes 4 und dem Triggereingang T das Ausgangssignal des Tastverhältnis- Zeitgebers 2 zugeführt.

Der Ausgang Q des RST-Flipflop 6 ist der Ausgang des PDM-Signalgenerators. Der Ausgang des RST-Flipflop 6 wird nicht benutzt.

Damit das PDM-Ausgangssignal bei einem hohen Wert beginnt, wird ein einen hohen Wert darstellendes Datenbit in das D-Flipflop 3 gesetzt, so daß am Ausgang Q des D-Flipflop 3 ein hohes und am Ausgang ein niedriges Ausgangssignal auftritt. Das Ausgangssignal des ersten NAND-Gliedes 4 ändert sich daher entsprechend dem Ausgangssignal des Taktgenerators 1, während das Ausgangssignal des zweiten NAND-Gliedes 5 ständig seinen hohen Wert beibehält. Zu Beginn der PDM-Periode erzeugt der Taktgenerator 1 einen hohen Impuls, dessen Vorderflanke (ansteigende Flanke) bewirkt, daß das Ausgangssignal des ersten NAND-Gliedes 4 auf einen niedrigen Wert abfällt, so daß das RST-Flipflop 6 gesetzt wird. Das Signal am Ausgang Q des RST-Flipflop 6 geht daher auf einen hohen Wert über.

Die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Taktgenerators 1 löst ferner den Tastverhältnis-Zeitgeber 2 aus, so daß dieser mit der Abgabe eines hohen Impulses beginnt. Nach einer programmgewählten Zeit geht das Ausgangssignal des Tastverhältnis-Zeitgebers 2 auf einen niedrigen Wert über, so daß am Triggereingang T des RST-Flipflop 6 eine abfallende Flanke (Rückflanke) auftritt, die bewirkt, daß das Ausgangssignal am Ausgang Q des RST-Flipflop 6 auf den niedrigen Wert kippt.

Das Ausgangssignal des PDM-Signalgenerators geht daher zu Beginn der Periode auf einen hohen Wert über, geht dann nach einer programmgewählten Zeit auf einen niedrigen Wert über und bleibt bis zu Beginn der nächsten Periode niedrig.

Damit das PDM-Ausgangssignal mit einem niedrigen Wert be ginnt, wird ein einen niedrigen Wert darstellendes Datenbit in das D-Flipflop 3 gesetzt, so daß das Ausgangssignal am Ausgang Q des D-Flipflop 3 auf einen niedrigen Wert und das Ausgangssignal am Ausgang auf einen hohen Wert übergeht. Nunmehr ändert sich das Ausgangssignal des zweiten NAND- Gliedes 5 entsprechend dem Ausgangssignal des Taktgenera tors 1, während das Ausgangssignal des ersten NAND-Gliedes 4 ständig einen hohen Wert beibehält. Der hohe Ausgangsim puls des Taktgenerators 1 setzt daher das RST-Flipflop 6 zurück, so daß das PDM-Ausgangssignal zu Beginn der Periode auf einen niedrigen Wert übergeht, dann am Ende des Ausgangsimpulses des Tastverhältnis-Zeitgebers 2 auf einen hohen Wert übergeht und den hohen Wert bis zum Beginn der nächsten Periode beibehält.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Verlauf eines Ausgangs signals des neuen PDM-Signalgenerators. Die gestrichelten vertikalen Linien stellen den Anfang von PDM-Perioden dar. Vor dem Punkt A in Fig. 2 wird ein einen hohen Wert dar stellendes Datenbit in das D-Flipflop 3 gesetzt und der Tastverhältnis-Zeitgeber 2 auf ein Tastverhältnis von 50% eingestellt. Während der zweiten Periode - vor dem Punkt B - wird ein einen niedrigen Wert darstellendes Datenbit in das D-Flipflop 3 gesetzt. Während der dritten Periode wird das Tastverhältnis verlängert, d. h. vergrößert, und in der vierten Periode - vor dem Punkt C - wird erneut ein einen hohen Wert darstellendes Datenbit in das D-Flipflop 3 gesetzt. Auf diese Weise lassen sich hohe und niedrige lmpulse mit beliebiger Dauer erzeugen.

Obwohl der Anfangswert in Fig. 2 nur in der zweiten und vierten Periode geändert wird, läßt sich der Anfangswert prinzipiell in jeder Periode ändern. Auf diese Weise lassen sich Signale mit einem Verlauf erzeugen, der auf andere Weise schwierig zu erzielen wäre. Insbesondere lassen sich die zur Steuerung von Wechselrichtern für Dreiphasen-Wech selstrommotoren erforderlichen Signale leicht erzeugen.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels können z. B. darin bestehen, daß der Taktgenerator nach Fig. 1 niedrige Impulse anstelle von hohen Impulsen erzeugt und die NAND-Glieder durch UND-, ODER- oder NOR-Glieder ersetzt werden, je nachdem, ob die Eingänge R und S des RST-Flip flop 6 durch eine Vorder- oder eine Rückflanke zum Rück setzen oder Setzen anzusteuern sind und in Abhängigkeit von der Logik des Ausgangssignals des Taktgenerators.

Claims

1. Pulsdauermodulations-Signalgenerator zum Erzeugen von Pulsdauermodulations-Signalen mit einem wählbaren Anfangs wert, der aufweist:
einen Taktgenerator (1) zum Erzeugen von Impulsen in regelmäßigen Abständen;
einen Tastverhältnis-Zeitgeber (2) zum Erzeugen eines Impulses mit einer bestimmten Dauer, wenn er durch einen durch den Taktgenerator (1) erzeugten Impuls ausgelöst wird;
ein Speichermittel (3) zum Speichern eines Datenbits, das einen gewünschten Anfangswert darstellt, wobei das Speichermittel ein erstes Ausgangssignal, das das gespei cherte Datenbit darstellt, und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Umkehrung des gespeicherten Datenbits darstellt; und
ein RST-Flipflop (6) zum Erzeugen des Pulsdauermodula tions-Signals mit einem Setzeingang (S), dem durch das erste Ausgangssignal durchgeschaltete Impulse des Taktgene rators (1) zugeführt werden, mit einem Rücksetzeingang (R), dem durch das zweite Ausgangssignal durchgeschaltete Impulse des Taktgenerators zugeführt werden, und mit einem Triggereingang (T), dem Impulse des Tastverhältnis-Zeit gebers (2) zugeführt werden.

2. Pulsdauermodulations-Signalgenerator nach Anspruch 1,
bei dem das Speichermittel ein D-Flipflop (3) mit Ausgängen Q und ist, die jeweils das gespeicherte Datenbit und dessen Umkehrung darstellen;
mit einem ersten Verknüpfungsglied (4), das am Taktgene rator (1) und am D-Flipflop angeschlossen ist, zum Durchschalten von Ausgangsimpulsen des Taktgenerators (1) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal am Ausgang Q des D-Flipflop (3);
mit einem zweiten Verknüpfungsglied (5), das am Takt generator (1) und am D-Flipflop (3) angeschlossen ist, zum Durchschalten von Ausgangsimpulsen des Taktgenerators (1) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal am Ausgang Q des D-Flipflop (3);
und wobei das RST-Flipflop (6) am ersten Verknüpfungs glied (4), am zweiten Verknüpfungsglied (5) und am Tastverhältnis-Zeitgeber (2) angeschlossen ist, durch das Ausgangssignal des ersten Verknüpfungsgliedes (4) gesetzt, durch das Ausgangssignal des zweiten Verknüpfungsgliedes (5) zurückgesetzt und durch das Ausgangssignal des Tastver hältnis-Zeitgebers (2) gekippt wird und wobei der Ausgang (Q) des RST-Flipflop (6) den Ausgang des Pulsdauermodula tions-Signalgenerators bildet.

3. Pulsdauermodulations-Signalgenerator nach Anspruch 2, bei dem das erste und zweite Verknüpfungsglied (4, 5) NAND-Glieder sind.

4. Pulsdauermodulations-Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 37, bei dem das RST-Flipflop (6) flankengetriggert ist.