JPS6355811B2 - - Google Patents

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JPS6355811B2
JPS6355811B2 JP9540481A JP9540481A JPS6355811B2 JP S6355811 B2 JPS6355811 B2 JP S6355811B2 JP 9540481 A JP9540481 A JP 9540481A JP 9540481 A JP9540481 A JP 9540481A JP S6355811 B2 JPS6355811 B2 JP S6355811B2
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JP
Japan
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output
signal
circuit
integrator
pulse width
Prior art date
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Expired
Application number
JP9540481A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS57210723A (en
Inventor
Toshihiko Yamawaki
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Graphtec Corp
Original Assignee
Graphtec Corp
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパルス幅変換回路に関し、特に変換
処理の対象とするアナログ信号を所定のサンプリ
ング周期でサンプルし、各サンプリング点ごと
に、1サンプリング点前の振幅との振幅差(以下
差分という)によつて定められるパルス幅を有す
る幅変調パルスを発生するパルス幅変換回路に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulse width conversion circuit, and in particular, samples an analog signal to be converted at a predetermined sampling period, and calculates the amplitude difference from the amplitude of the previous sampling point at each sampling point. The present invention relates to a pulse width conversion circuit that generates a width modulated pulse having a pulse width determined by (hereinafter referred to as a difference).

このようなパルス幅変換回路は、アナログ信号
の周波数に比してサンプリング周波数が高ければ
差分はアナログ信号の変化速度に近似するから、
たとえばオンオフ制御系において速度帰還を施す
ような場合に用いられる。
In such a pulse width conversion circuit, if the sampling frequency is higher than the frequency of the analog signal, the difference approximates the rate of change of the analog signal.
For example, it is used when performing speed feedback in an on/off control system.

第1図は従来のこの種の回路の構成例を示すブ
ロツク図で、1はアナログ信号入力端子、2はサ
ンプリングパルス入力端子、3はパルス幅変調回
路(以下PWMと略記する)、4は遅延回路、5
はアナログ減算回路、6は絶対値回路、7は出力
端子である。また第2図は第1図の回路の動作を
示す波形図で、aは端子1の信号波形、bは端子
2の信号波形、cはPWM3の出力波形、dは減
算回路5の出力波形である。
Figure 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional circuit of this type, where 1 is an analog signal input terminal, 2 is a sampling pulse input terminal, 3 is a pulse width modulation circuit (hereinafter abbreviated as PWM), and 4 is a delay block. circuit, 5
6 is an analog subtraction circuit, 6 is an absolute value circuit, and 7 is an output terminal. FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in FIG. 1, where a is the signal waveform of terminal 1, b is the signal waveform of terminal 2, c is the output waveform of PWM 3, and d is the output waveform of subtraction circuit 5. be.

PWM3の動作はよく知られているのでその説
明を省略する。遅延回路4は1サンプリング周期
だけの遅延を与える。したがつて減算回路5の出
力は第2図dに示すように信号差分に比例する幅
を有するパルスとなり、その極性は信号差分の正
負によつて決まる。この出力を絶対値回路6によ
つて単一の極性にすれば端子7に幅変換されたパ
ルス列を得る。
Since the operation of PWM3 is well known, its explanation will be omitted. Delay circuit 4 provides a delay of one sampling period. Therefore, the output of the subtraction circuit 5 becomes a pulse having a width proportional to the signal difference, as shown in FIG. 2d, and its polarity is determined by the sign of the signal difference. If this output is made to have a single polarity by the absolute value circuit 6, a width-converted pulse train is obtained at the terminal 7.

従来の回路は以上のように構成されているの
で、信号差分とパルス幅との間の関係を非線形に
しようとする場合には、特別な変換回路を付加し
なければならぬ。
Since the conventional circuit is configured as described above, if the relationship between the signal difference and the pulse width is to be made nonlinear, a special conversion circuit must be added.

たとえば、感熱式記録計において、熱ペンの変
位速度によらず、一定のトレース濃度を得るため
には、熱ペンへの供給電力を制御することが必要
である。このような制御をオンオフ制御で行うよ
うな場合は変位信号の速度を近似する信号差分と
パルス幅との関係が非線形であることが望まれる
が、従来の回路のままでは非線形の関係を実現す
ることができないという欠点があつた。
For example, in a thermal recorder, it is necessary to control the power supplied to the thermal pen in order to obtain a constant trace density regardless of the displacement speed of the thermal pen. When such control is performed using on/off control, it is desirable that the relationship between the signal difference that approximates the speed of the displacement signal and the pulse width be nonlinear, but if the conventional circuit is used, a nonlinear relationship cannot be achieved. The drawback was that I couldn't do it.

この発明は従来の回路における上述の欠点を除
去するためになされたもので、従来の回路よりも
更に構成を簡単にし、かつ所望の非線形特性を与
えることのできるパルス幅変換回路を提供するこ
とを目的としている。
The present invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks in conventional circuits, and it is an object of the present invention to provide a pulse width conversion circuit that has a simpler configuration than conventional circuits and can provide desired nonlinear characteristics. The purpose is

以下この発明の実施例を図面について説明す
る。第3図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図で第1図と同一符号は同一部分を示し、8はア
ナログ減算回路、9は積分器、10は比較器、1
1は制御回路である、変換処理の対象とするアナ
ログ信号と積分器9の出力との差が減算回路8か
ら出力され比較10により2値化される(この場
参は入力信号xと出力信号yとの関係をx≧0の
ときy=+1、x<0のときy=−1とする)。
比較器10の出力は後で説明するように積分器9
に力されるので積分対象信号ということにする。
制御回路11は端子2からサンプリングパルスを
入力し(サンプリングパルスを制御回路11内で
発生してもよい)各サンプリング周期の始点から
比較器10の出力が反転する反転時点までは比較
器10の出力を積分器9に入力し反転時点ら当該
サンプリング周期の終点までは電圧0(零)を積
分器9に入力する。積分器9は入力が0の間出力
は一定値に保たれる。或は制御回路11は他の制
御方法で上記反転時点から後積分器9の出力を一
定に保つよう制御してもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which the same symbols as in FIG. 1 indicate the same parts, 8 is an analog subtraction circuit, 9 is an integrator, 10 is a comparator, 1
1 is a control circuit, the difference between the analog signal to be converted and the output of the integrator 9 is output from the subtraction circuit 8 and binarized by the comparison 10 (in this case, the difference between the input signal x and the output signal The relationship with y is set as y=+1 when x≧0 and y=−1 when x<0).
The output of the comparator 10 is sent to the integrator 9 as explained later.
Since it is applied to the signal, it is called the signal to be integrated.
The control circuit 11 inputs the sampling pulse from the terminal 2 (the sampling pulse may be generated within the control circuit 11), and the output of the comparator 10 is input from the start point of each sampling period until the inversion point when the output of the comparator 10 is inverted. is input to the integrator 9, and a voltage of 0 (zero) is input to the integrator 9 from the point of inversion to the end point of the sampling period. The output of the integrator 9 is kept constant while the input is 0. Alternatively, the control circuit 11 may control the output of the post-integrator 9 to be kept constant from the above-mentioned inversion point using another control method.

第4図は第3図の回路の動作を示す波形図で、
aの曲線は端子1の信号波形、bは端子2の信号
波形、aの折れ線は積分器9の出力電圧、cは端
子7の出力電圧を示す。たとえばt1時点では比較
器10の出力は+1で、積分器9はこの+1の入
力を積分しt2時点では比較器10の出力が極性を
反転するのでt2−t3の間は積分器9の入力は0に
保たれ、t3時点では再び積分器9の入力は+1と
なる。またたとえばt4時点では積分器9の入力は
−1となる。このようにして積分器9の出力は端
子1からのアナログ信号に追従し、積分器9に比
較器10の出力が入力されている間の時間(たと
えば第4図t1−t2)は差分に比例する。この差分
に比例する時間のパルス幅を有するパルス列(第
4図c)を端子7から出力することは容易であ
り、これが所望の出力である。
Figure 4 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in Figure 3.
The curve a shows the signal waveform of the terminal 1, the curve b shows the signal waveform of the terminal 2, the broken line a shows the output voltage of the integrator 9, and the curve c shows the output voltage of the terminal 7. For example, at time t 1 , the output of comparator 10 is +1, and integrator 9 integrates this +1 input. At time t 2 , the output of comparator 10 reverses the polarity, so between t 2 and t 3 , the integrator The input of integrator 9 is kept at 0, and at time t3 , the input of integrator 9 becomes +1 again. For example, at time t4 , the input of the integrator 9 becomes -1. In this way, the output of the integrator 9 follows the analog signal from the terminal 1, and the time during which the output of the comparator 10 is input to the integrator 9 (for example, t 1 - t 2 in FIG. 4) is the difference is proportional to. It is easy to output from the terminal 7 a pulse train (FIG. 4c) having a pulse width proportional to this difference, and this is the desired output.

第5図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
図で、第3図と同一符号は同一又は相当部分を示
し、20は多段数の出力レベルを有する比較器で
ある。第6図は比較器20の特性一例を示す特性
図であつて、入力xに対し出力yは+2、+1、−
1、−2の4段階がある。第3図の比較器10の
出力yが+1又は−1の2値であつた点を除けば
第5図の他の回路の動作は第3図の同一符号の回
路の動作と同様であるので重複した説明は省略す
る。第4図に示すt1のような時点では減算回路8
の出力が比較的大きいので比較器20は+2を出
力しこれが積分器9に入力され、積分器9の出力
は第4図に示す斜線よりもより速に上昇しこの上
昇によつて減算回路8の出力は減少し比較器20
は+1を出力し、積分器9の出力は第4図に示す
と同一の傾斜で上昇し減算回路8の出力の極性反
転点にいたる。したがつて差分の大きい所でパル
ス幅が圧縮され差分の小さい所ではパルス幅が伸
長されてパルス幅変換され非線形的な関係を容易
に実現することができる。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts, and 20 is a comparator having multiple stages of output levels. FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of the characteristics of the comparator 20, in which the output y for the input x is +2, +1, -
There are four stages: 1 and -2. The operations of the other circuits in FIG. 5 are similar to those of the circuits with the same symbols in FIG. 3, except that the output y of the comparator 10 in FIG. Duplicate explanations will be omitted. At a time point such as t 1 shown in FIG. 4, the subtraction circuit 8
Since the output of is relatively large, the comparator 20 outputs +2, which is input to the integrator 9, and the output of the integrator 9 rises faster than the diagonal line shown in FIG. The output of comparator 20 decreases.
outputs +1, and the output of the integrator 9 rises with the same slope as shown in FIG. 4, reaching the polarity reversal point of the output of the subtraction circuit 8. Therefore, where the difference is large, the pulse width is compressed, and where the difference is small, the pulse width is expanded and converted into a pulse width, making it possible to easily realize a nonlinear relationship.

第7図はこの発明の更に他の実施例を示すブロ
ツク図で、第3図と同一符号は同一または相当部
分を示し、30は所定の振幅を有する矩形波を入
力として他の波形に変換する波形変換器である。
波形変換器の出力波形の一例は、tをサンプリン
グ周期の始点からの時間とし、f(t)を所定の
振幅を有する矩形波入力としてg(t)=t・f
(t)で表される。ただしg(t)は波形変換器3
0の出力で、(t)はサンプリング周期以下とす
る。第3図の比較器10の出力が積分対象信号で
あつたのに対して、第7図においては波形変換器
30の出力が積分対象信号となる点を除けば、換
言すれば、波形変換器30の動作を除く他の回路
の動作は、第3図の同一符号の回路の動作と同様
であるので、重複した説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts, and 30 inputs a rectangular wave having a predetermined amplitude and converts it into another waveform. It is a waveform converter.
An example of the output waveform of the waveform converter is g(t)=t・f, where t is the time from the starting point of the sampling period and f(t) is a rectangular wave input with a predetermined amplitude.
(t). However, g(t) is the waveform converter 3
With an output of 0, (t) is less than or equal to the sampling period. The output of the comparator 10 in FIG. 3 was the signal to be integrated, whereas in FIG. 7 the output of the waveform converter 30 is the signal to be integrated. The operations of the other circuits except for the operation of 30 are the same as those of the circuits with the same reference numerals in FIG. 3, so a redundant explanation will be omitted.

第8図は第7図の回路の動作を示す波形図で、
aの曲線は端子2の信号波形、bの曲線は端子1
の信号波形、bのt2の形で上昇又は下降する階段
波形は積分器9の出力電圧、cは波形変換器30
の出力信号波形、dは波形変換器30の出力信号
波形、eは端子7の出力電圧を示す。
Figure 8 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in Figure 7.
The curve a is the signal waveform of terminal 2, and the curve b is the signal waveform of terminal 1.
The signal waveform of b is the output voltage of the integrator 9 , and c is the waveform converter 30.
, d is the output signal waveform of the waveform converter 30, and e is the output voltage of the terminal 7.

第8図のdのような信号が積分対象信号である
から、積分器9の出力は、第8図bに示すように
t2の形の曲線に沿つて上昇又は下降する。したが
つて、積分対象信号が振幅一定の矩形波である第
4図の場合と比較すると、出力端子7における信
号のパルス幅は差分の小さいところでは伸張さ
れ、差分の大きい所では圧縮されて、非線形的な
パルス幅変換を実現することができる。
Since a signal like d in FIG. 8 is the signal to be integrated, the output of the integrator 9 is as shown in FIG. 8b.
rise or fall along a curve in the form of t 2 . Therefore, compared to the case of FIG. 4 in which the signal to be integrated is a rectangular wave with a constant amplitude, the pulse width of the signal at the output terminal 7 is expanded where the difference is small, and compressed where the difference is large. Nonlinear pulse width conversion can be realized.

以上に説明した実施例のほかに制御回路による
積分器の制御や波形変換器の設計には種々の変形
した設計が可能であり、所望の非線形変換を実現
することができる。
In addition to the embodiments described above, various modified designs are possible for the control of the integrator by the control circuit and the design of the waveform converter, and desired nonlinear conversion can be realized.

以上のようにこの発明によれば、簡単な回路に
より所望の非線形変換を実現することができるパ
ルス幅変換回路が得られる。
As described above, according to the present invention, a pulse width conversion circuit that can realize desired nonlinear conversion with a simple circuit can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の回路の構成例を示すブロツク
図、第2図は第1図の回路の動作を示す波形図、
第3図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、
第4図は第3図の回路の動作を示す波形図、第5
図はこの発明の他の実施例を示すブロツク図、第
6図は第5図の比較器の特性を示す特性図、第7
図はこの発明の更に他の実施例を示すブロツク
図、第8図は第7図の回路の動作を示す波形図で
ある。 8……アナログ減算回路、9……積分器、1
0,20……比較器、11……制御回路、30…
…波形変換器。なお、図中同一符号は同一又は相
当部分を示す。
Figure 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional circuit, Figure 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in Figure 1,
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of this invention.
Figure 4 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in Figure 3;
6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the characteristics of the comparator shown in FIG. 5, and FIG.
The figure is a block diagram showing still another embodiment of the invention, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of the circuit of FIG. 7. 8...Analog subtraction circuit, 9...Integrator, 1
0, 20... Comparator, 11... Control circuit, 30...
...Waveform converter. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 変換処理の対象とするアナログ信号から積分
器の出力を減算するアナログ減算回路と、このア
ナログ減算回路の出力によつて定められる積分対
象信号を入力し所定のサンプリング周期ごとに当
該サンプリング周期の始点から上記積分対象信号
が極性を反転する反転時点までは上記積分対象信
号を上記積分器に入力し、上記反転時点以後上記
当該サンプリング周期の終点までは上記積分器の
出力を一定に保つよう制御する制御回路とを備え
たパルス幅変換回路。 2 積分対象信号は、所定の振幅を有する矩形波
の極性をアナログ減算回路の出力の極性と同じく
して形成されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のパルス幅変換回路。 3 積分対象信号は、アナログ減算回路の出力の
振幅に応じてその振幅を変化し、上記アナログ減
算回路の出力の極性とその極性を同じくして形成
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のパルス幅変換回路。 4 積分対象信号は、サンプリング周期の始点か
らの時間に応じてその振幅を変化し、アナログ減
算回路の出力の極性とその極性を同じくして形成
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のパルス幅変換回路。
[Scope of Claims] 1. An analog subtraction circuit that subtracts the output of an integrator from an analog signal to be converted, and a signal to be integrated determined by the output of the analog subtraction circuit that is input at a predetermined sampling period. The signal to be integrated is input to the integrator from the start point of the sampling period until the inversion point at which the signal to be integrated reverses the polarity, and the output of the integrator is input from the point of inversion to the end point of the sampling period. A pulse width conversion circuit that is equipped with a control circuit that maintains a constant pulse width. 2. The pulse width conversion circuit according to claim 1, wherein the signal to be integrated is formed by making the polarity of a rectangular wave having a predetermined amplitude the same as the polarity of the output of the analog subtraction circuit. 3. The signal to be integrated changes its amplitude in accordance with the amplitude of the output of the analog subtraction circuit, and is formed with the same polarity as the output of the analog subtraction circuit. The pulse width conversion circuit according to item 1. 4. Claim 1, characterized in that the signal to be integrated changes its amplitude in accordance with the time from the starting point of the sampling period, and is formed with the same polarity as the output of the analog subtraction circuit. The pulse width conversion circuit described in Section 1.
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