SU1751846A1 - Method of and device for generating width-modulated pulse train - Google Patents
Method of and device for generating width-modulated pulse train Download PDFInfo
- Publication number
- SU1751846A1 SU1751846A1 SU904792538A SU4792538A SU1751846A1 SU 1751846 A1 SU1751846 A1 SU 1751846A1 SU 904792538 A SU904792538 A SU 904792538A SU 4792538 A SU4792538 A SU 4792538A SU 1751846 A1 SU1751846 A1 SU 1751846A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pulse
- pulses
- width
- output
- amplitude
- Prior art date
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области импульсной техники и может быть использовано в устройствах автоматического управлени , св зи и измерительной техники. Цель изобретени - расширение частотного диапазона за счет подавлени низкочастотных спектральных зон частотного спектра сигнала. Цель изобретени достигаетс путем формировани на временном интервале дополнительных 2К импульсов с односторонней широтно-импульсной модул цией симметрично расположенных относительно центрального импульса, амплитуда и сдвиг которых определ ютс по приведенной формуле. Устройство дл осуществлени способа содержит широтно- импульсный модул тор 2. Введение в него дополнительно синхронного блока управлени 1 и перемножающего цифроаналогово-1 го преобразовател 3 позволило обеспечить формирование широтно-модулированной импульсной последовательности в соответствии с предложенной формулой. 3 ил. У tThe invention relates to the field of pulsed technology and can be used in automatic control devices, communications and measurement technology. The purpose of the invention is to expand the frequency range by suppressing the low frequency spectral zones of the frequency spectrum of the signal. The purpose of the invention is achieved by forming, on a time interval, additional 2K pulses with one-sided pulse-width modulation symmetrically arranged with respect to a central pulse, the amplitude and shift of which are determined using the above formula. The device for implementing the method contains a pulse-width modulator 2. The introduction of an additional synchronous control unit 1 and a multiplying digital-analog-1 converter 3 into it allows the formation of a pulse-width-modulated pulse sequence in accordance with the proposed formula. 3 il. Y t
Description
U0+U0 +
2 Ui cos 2 п2 Ui cos 2 n
тt
-О, l 1. К.-O, l 1. K.
п 1n 1
Устройство дл осуществлени способа формировани широтно-модулированной импульсной последовательности содержит широтно-импульсный модул тор, аналоговый вход которого соединен с входной шиной, а также цифроаналоговый преобразователь и синхронное устройство управлени , выход тактовых импульсов которого соединен с тактовым входом широтно-импульсного модул тора , выход которого соединен с входом опорного сигнала цифроаналогового преобразовател , цифровые входы которого соединены с выходами синхронного устройства управлени , а выход - с выходной шиной устройстваA device for implementing a method for generating a pulse-width modulated pulse sequence comprises a pulse-width modulator, whose analog input is connected to the input bus, as well as a digital-to-analog converter and a synchronous control device, the output of which clock pulses are connected to the clock input of a pulse-width modulator, the output of which connected to the reference input of the D / A converter, the digital inputs of which are connected to the outputs of the synchronous control device, and you od - with an output device bus
Частотный спектр сигнала с тональной односторонней широтно-импульсной модул цией первого рода (ОШИМ1) детально рассмотрен а работе 1, с. 216, 230-233, на основе которой можно получить следующееThe frequency spectrum of a signal with a tone-sided one-sided pulse-width modulation of the first kind (OSIMM1) is considered in detail in work 1, p. 216, 230-233, on the basis of which one can obtain the following
Вид частотного спектра сигнала с ОШИМ1, полученный из соотношени (1), показан на фиг. 1 При демодул ции этого сигнала с помощью фильтра низких частотThe type of the frequency spectrum of the signal with ERM1, obtained from relation (1), is shown in FIG. 1 When demodulating this signal using a low pass filter
(ФНЧ), идеализированна амплитудно-частотна характеристика (АЧХ) которого приведена на фиг. 1 пунктиром, неизбежно возникают демодул ционные искажени . Эти искажени обусловлены тем, что в полосу частот пропускани ФНЧ, помимо полезной составл ющей спектра с частотой Q , попадают компоненты спектра в первую очередь вида со - I Q,(LPF), the idealized amplitude-frequency characteristic (AFC) of which is shown in FIG. 1 dotted, demodulation distortion inevitably occurs. These distortions are due to the fact that, in addition to the useful component of the spectrum with a frequency Q, the spectral components of the spectrum are primarily of the form - I Q,
Демодул ционные искажени можноDemodulation distortion can be
несколько ослабить за счет уменьшени частотного диапазона преобразуемого сигнала и соответствующего уменьшени полосы частот пропускани ФНЧ, что вл етс одним из недостатков известных сигналов сattenuate somewhat by reducing the frequency range of the signal to be converted and the corresponding decrease in the passband band of the low-pass filter, which is one of the drawbacks of the known signals with
ОШИМ1.OSHIM1.
Формиру сигналы с ОШИМ1 по предлагаемому способу, можно не только избежать уменьшени частотного диапазона преобразуемого сигнала, но и при необходимости существенно расширить его. Така возможность основана на подавлении в частотном спектре р да низкочастотных спектральных зон, образуемых первыми гармониками (а, 2 юи соответствующими боковыми составл ющими о) ± Q,By shaping the signals with OSIM1 according to the proposed method, it is possible not only to avoid reducing the frequency range of the signal being converted, but if necessary, to significantly expand it. This possibility is based on the suppression in the frequency spectrum of a number of low-frequency spectral zones formed by the first harmonics (a, 2 by the corresponding side components o) ± Q,
2 ю ± I Q Ко) ± I Q , дл которых2y ± I Q Ko) ± I Q for which
«. В этом случае демодул ционные искажени могут возникнуть за счет компонентов спектра вида (К+1)CD- IQ , уровень которых в силу свойств функций Бессел значительно ниже компонентов вида о) - I Q.". In this case, demodulation distortions can occur due to the components of the spectrum of the form (K + 1) CD-IQ, the level of which, due to the properties of the Bessel functions, is significantly lower than the components of the type o) I Q.
Дл осуществлени намеченной процедуры подавлени , в частности первой спектральной зоны частотного спектра, образуемой первой гармоникой сои боковыми составл ющими а ± Q, достаточно на каждом тактовом интервале Т исходный широтно-модулированный импульс с амплитудой Uo дополнить двум широт- но-модулированными и симметрично расположенными импульсами относительно исходного импульса При этом одинаковые амплитуды Ui дополнительных импульсов, имеющих идентичные с исходным длительности TO, коэффициенты модул ции т и один и тот же модулирующий сигнал sin(Q t + f) должен выбиратьс из уравнени To carry out the planned suppression procedure, in particular, the first spectral zone of the frequency spectrum formed by the first harmonic of soy by the lateral components a ± Q, it suffices to add the original width-modulated pulse with amplitude Uo to the two width-modulated and symmetrically located pulses at each clock interval T with respect to the original pulse. In this case, the same amplitudes Ui of additional pulses, having the modulation coefficients t and the same moduli identical with the original duration TO the moving signal sin (Q t + f) must be chosen from the equation
Uo + 2lhcoswTi 0,Uo + 2lhcoswTi 0,
(Uo+2Ui)T0 (U (Uo + 2Ui) T0 (U
0000
n 1n 1
где t - смещение (фаза) передних фронтовwhere t is the displacement (phase) of the leading fronts
без учета знака каждого из двух дополни- 3$excluding the sign of each of the two additional $ 3
тельных импульсов относительно передне- xma.sin(Qt )+ 5)pulses relative to anterior xma.sin (Qt) + 5)
го фронта исходного импульса с амплитудойof the front of the initial pulse with amplitude
Uo (фиг. 2).Uo (fig. 2).
Дл доказательства услови (2) можноTo prove the condition (2) you can
воспользоватьс выражением дл частот- 40 -Дгмакс sin (Qt+y)}, ного спектра 1, с.216 исходной широтно- модулированной последовательности импульсов с амплитудой U0use the expression for the frequency-40 -Dgmax sin (Qt + y)}, the spectrum of 1, p.216 of the original pulse-width modulated pulse sequence with amplitude U0
х { sin n ш (t+ -j-) - sinx {sin n sh (t + -j-) - sin
Из соотношени (5 спектральную зону п, ра гармоники п (о и предст ющими п ш ± I Q в следFrom the relation (5 the spectral zone p, ra harmonics p (o and representing n w ± I Q in the next
UOoiunMl(t) :UOoiunMl (t):
U0T0U0T0
- -mT-sln(Qt+)+ 45- -mT-sln (Qt +) + 45
5five
и. Ј J.{,inna(t-Ј-п 1 П7Гand. Ј J. {, Inna (t-Ј-n 1 P7G
-sin поф--у--ДтМакс sln(Qt+p)}-sin pof - y - DtMax sln (Qt + p)}
(3)(3)
Использу формулу (3) применительно к последовательност м широтно-модулиро- ванных дополнительных импульсов с амплитудами и принима во внимание тригонометрическое соотношение sln(a+/J) + sln(a fi) 2sin a -sin ft, можно получить выражение дл спектра суммарного сигнала обеих последовательностей дополнительных импульсов:Using formula (3) as applied to sequences of pulse-width modulated additional pulses with amplitudes and taking into account the trigonometric ratio sln (a + / J) + sln (a fi) 2sin a -sin ft, it is possible to obtain an expression for the spectrum of the total signal of both sequences of additional pulses:
июшим1(1) - 2 U Го + iryHn (Qt )Junim1 (1) - 2 U Go + iryHn (Qt)
2020
0000
+1+1
t, --г- cos n WTI{ sin п ш( t+ 4t, - g- cos n WTI {sin n sh (t + 4
4П ЛЈ. 4P LЈ.
2525
Sin n(W t-4p- ДГмакс Sln(Qt+p)}Sin n (W t-4p- DGmax Sln (Qt + p)}
30thirty
(4)(four)
Из выражений (З) и (4) наход т частотный спектр всех трех последовательностей импульсов (фиг. 2):From expressions (3) and (4) find the frequency spectrum of all three sequences of pulses (Fig. 2):
UloilJHMl(t) UloilJHMl (t)
(Uo+2Ui)T0 (U0+2Ui)T0 v (Uo + 2Ui) T0 (U0 + 2Ui) T0 v
Т Irt fXT Irt fX
0000
n 1n 1
3$3 $
xma.sin(Qt )+ 5)xma.sin (Qt) + 5)
2Т2T
Up +2 Ui COS П (ОТUp +2 Ui COS P (OT
п P
-Дгмакс sin (Qt+y)}, Dgmax sin (Qt + y)},
х { sin n ш (t+ -j-) - sin n -jx {sin n sh (t + -j-) - sin n -j
(5)(five)
-Дгмакс sin (Qt+y)}, Dgmax sin (Qt + y)},
Из соотношени (5) можно выделить спектральную зону п, располагаемую вокруг гармоники п (о и представл емую составл ющими п ш ± I Q в следующем виде1From relation (5), we can distinguish the spectral zone η located around the harmonic η (σ and represented by the components η ± ± I Q in the following form
-„1Д5 пп и -1г 1 +- “1Д5 software and -1g 1 +
+ (Qt+y)} ,+ (Qt + y)},
которое можно преобразовать к видуwhich can be converted to mind
Uo TO . Do TOUo TO. Do to
Из выражений (5) и (6) следует, что вы ра соответствующим образом амплит Ui дополнительных импульсов, можно давить в спектре сигнала (фиг. 2) любFrom expressions (5) and (6) it follows that, if the amplitude Ui had been properly amplified, additional pulses could be pressed in the signal spectrum (Fig. 2), either
4JQ I. О,/Г I ,« w W..-. «.. ..4..V V -I «4JQ I. Oh, / i, “w w ..-. ".. ..4..V V -I"
иоошим1( + 2 т mrs ( спектральную зону п ш ± I Q . Условиеiooshim1 (+ 2 t mrs (spectral zone p w ± I Q. Condition
5050
Uoin(t)Wooin (t)
Uo +2 Ui cos nojTi n лUo +2 Ui cos nojTi n l
5five
x { sin n ft) (t+ -y-) - sin n w t- -y- -ЛГмакс Sin(Qt+)},x {sin n ft) (t + -y-) - sin n w t- -y- -LGmax Sin (Qt +)},
(6)(6)
Из выражений (5) и (6) следует, что выбира соответствующим образом амплитуды Ui дополнительных импульсов, можно подавить в спектре сигнала (фиг. 2) любуюFrom expressions (5) and (6), it follows that by appropriately choosing the amplitude Ui of additional pulses, any signal can be suppressed in the signal spectrum (Fig. 2).
« w W..-. «.. ..4..V V -I «“W w ..-. ".. ..4..V V -I"
спектральную зону п ш ± I Q . Условиеspectral zone n w ± I Q. Condition
подавлени такой зоны вытекает из равенстваsuppression of such a zone arises from equality
(6):(6):
U0 + 2Uicosn ш ri 0(7)U0 + 2Uicosn w ri 0 (7)
Условие подавлени первой зоны (ш ± I Q) выполн етс при п 1. Тогда из уравнени (7) наход т соотношение U0 + +2Uicosn во n 0 . совпадающее с равенством (2).The condition for suppressing the first zone (w ± I Q) is fulfilled with n 1. Then, from equation (7), one finds the relationship U0 + + 2Uicosn at n 0. coinciding with equality (2).
Доказав условие (2), можно прийти к выводу, что дл подавлени К первых зон частотного спектра сигнала с ОШИМ1 необходимо такой сигнал сформировать из 2К+1 последовательностей с ОШИМ1, имеющих одинаковые длительности т0 немодулированных импульсов, одинаковые коэффициенты модул ции гл-г и один и тот же модулирующий сигнал sln(Q t + ф. При этом на каждом тактовом интервале Т 2К импульсов располагают еимметрично(по передним фронтам) относительно среднего импульса с амплитудой Uo, амплитуды Ui симметрично располагаемых импульсов и их фазы т должны выбиратьс в соответствии с системой уравнений, в которых использовано соотношениеHaving proved condition (2), it can be concluded that to suppress the first zones of the frequency spectrum of a signal with OSIM1, it is necessary to form such a signal from 2K + 1 sequences with OSIM1, having the same duration t0 of unmodulated pulses, the same modulation factors Gl-g and one the same modulating signal sln (Q t + f. In this case, at each clock interval T 2K pulses are positioned symmetrically (on the leading edges) relative to the average pulse with amplitude Uo, the amplitudes Ui are symmetrically disposable pulses and their phases m must be Choose according to the system of equations in which the ratio is used
Uo+ |Uo + |
п 1n 1
2Uicos 2л-п - 0, 1 1, К,2Uicos 2l-p - 0, 1 1, K,
(8)(eight)
2л2l
вл ющейс обобщением услови (7).which is a generalization of condition (7).
Система уравнений (8) имеет бесконечно большое число решений, которое можно уменьшить, введ некоторые реальные ограничени . В частности,таким ограничением вл етс выбор амплитуд Ui импульсов с ОШИМ1, принимающих два значени +Uo или -Uo. что позвол ет упростить формирование импульсных последовательностей. При этом из системы уравнений (2) наход т значени фаз тьThe system of equations (8) has an infinitely large number of solutions, which can be reduced by introducing some real restrictions. In particular, such a restriction is the choice of the amplitudes Ui of pulses with ER1, taking two values + Uo or -Uo. which allows to simplify the formation of pulse sequences. In this case, from the system of equations (2), the values of the phases are
В других случа х из-за удобства формировани может оказатьс целесообразным равномерное (по передним фронтам) расположение с шагом г всех 2К+1 импульсов на каждом тактовом интервале, т.е. г т. При этом, чтобы исключить перекрытие отдельных импульсов последовательностей с ОШИМ1 необходимо учитывать условиеIn other cases, due to the convenience of forming, it may be advisable to evenly (along the leading fronts) position with a step g of all 2K + 1 pulses at each clock interval, i.e. r t. At the same time, in order to exclude the overlap of individual impulses of sequences with OSIM1, it is necessary to consider
t nv JL 1 При этом условие (8) приметt nv JL 1 With this, condition (8) will take
/ IX Г 1/ IX T 1
следующий вид:following view:
Ј 2 Ui cos 2л nЈ 2 Ui cos 2n n
n 1n 1
IT ТIT T
0,1 1, К (9) 0.1 1, K (9)
Пример. Формируют широтно-мо- дулированный импульсный сигнал по предлагаемому способу, обеспечивающий подавление в частотном спектре первойExample. A pulse width modulated pulse signal is formed by the proposed method, which provides suppression in the frequency spectrum of the first
спектральной зоны (К 1).spectral zone (K 1).
В первом примере потребуетс на каждом интервале преобразовани Т формировать по три импульса, применительно к которым условие (8) примет следующий вид:In the first example, it will be necessary to form three impulses in each transformation interval T, for which condition (8) takes the following form:
U0 + 2Uicos 2д - 0,U0 + 2Uicos 2D - 0,
(10)(ten)
Прин в Т б т , из уравнени (10) наход тPrin in T b t, from equation (10) find
Uo + 2Uicos 60° 0, откуда Ui -U0. Предлагаетс устройство дл осуществлени изложенного способа формировани широтно-модулированной последовательности , функциональна схема устройства приведена на фиг. 3. Устройство состоит из синхронного блока управлени 1, широтно- импульсного модул тора 2 и перемножающего цифроаналогового преобразовател Uo + 2Uicos 60 ° 0, whence Ui -U0. A device is proposed for carrying out the above method of forming a width-modulated sequence, the functional diagram of the device is shown in FIG. 3. The device consists of a synchronous control unit 1, a pulse-width modulator 2 and a multiplying digital-analog converter
(ЦАП) 3, при этом выход запускающих импульсов синхронного блока управлени 1 соединен с запускающим входом широтно- импульсного модул тора 2, выход которого соединен с входом опорного сигнала ЦАП 3,(DAC) 3, while the output of the triggering pulses of the synchronous control unit 1 is connected to the triggering input of the pulse-width modulator 2, the output of which is connected to the input of the reference signal of the DAC 3,
цифровые входы которого соединены с выходами синхронного блока управлени , а выход - с выходной шиной устройства.the digital inputs of which are connected to the outputs of the synchronous control unit, and the output to the output bus of the device.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
На каждом тактовом интервале Т модул тор 2 запускаетс от синхронного блока управлени 1 (2К+1) раз и вырабатывает на выходе соответственно (2К+1) неперекрывающихс импульсов с QLLJHM1. Эти импульсы , модулированные по длительности и имеющие фиксированную амплитуду U0 в момент формировани импульсов и равные нулю в остальное врем , подаютс на вход опорного сигнала ЦАП 3. В интервалах между каждым из (2К+1) запусков модул тора 2 синхронный блок управлени 1 вырабатывает коды в параллельной форме, поступающие на цифровые входы ЦАП 3. В этом случае амплитуда и пол рность выходныхAt each clock interval T, the modulator 2 is started from the synchronous control unit 1 (2K + 1) times and generates (2K + 1) non-overlapping pulses with QLLJHM1 respectively at the output. These pulses, modulated in duration and having a fixed amplitude U0 at the time of formation of the pulses and equal to zero at the rest of the time, are fed to the input of the reference signal of the DAC 3. In the intervals between each of the (2K + 1) starts of the modulator 2, the synchronous control unit 1 generates codes in parallel form, arriving at the digital inputs of the DAC 3. In this case, the amplitude and polarity of the output
импульсных сигналов ЦАП 3 будут определ тьс значени м кодов на его цифровых входах, а длительных импульсных выходных сигналов будет задаватьс выходными сигналами широтно-импульсного модул тора 2. При соответствующем выборе и формировании кодов в синхронном блоке управлени 1, а также интервалов запуска модул тора 2, на выходе ЦАП 3 можно сформировать широтно-модулированную импульсную последовательность в полномthe pulse signals of the DAC 3 will be determined by the values of the codes on its digital inputs, and the long pulse outputs will be set by the output signals of the pulse width modulator 2. With appropriate selection and generation of codes in the synchronous control unit 1, as well as the start intervals of the modulator 2 , at the output of the DAC 3, a pulse-width modulated pulse sequence can be formed in full
соответствии с услови ми дл изложенного выше способа формировани широтно-мо- дулированной импульсной последовательности .according to the conditions for the above method of forming a pulse width modulated pulse sequence.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904792538A SU1751846A1 (en) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | Method of and device for generating width-modulated pulse train |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904792538A SU1751846A1 (en) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | Method of and device for generating width-modulated pulse train |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1751846A1 true SU1751846A1 (en) | 1992-07-30 |
Family
ID=21496796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904792538A SU1751846A1 (en) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | Method of and device for generating width-modulated pulse train |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1751846A1 (en) |
-
1990
- 1990-02-14 SU SU904792538A patent/SU1751846A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Мг 651472,кл. Н 03 К 7/08, 1977. Авторское свидетельство СССР Г 1203694,кл. Н 03 К 7/08, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2107389C1 (en) | Modulated dither pseudorandom signal | |
SU1751846A1 (en) | Method of and device for generating width-modulated pulse train | |
EP0480674B1 (en) | Binary phase shift key modulator | |
US5214396A (en) | Method and apparatus for providing a biphase modulated signal having flat envelope characteristics without a direct current component | |
US4285058A (en) | Waveform correction by sampling | |
GB1364775A (en) | Speech synthesisers | |
SU744908A1 (en) | Method of shaping amplitude-modulated signal | |
SU1464296A2 (en) | Shaper of phase-manipulated signals | |
SU576669A1 (en) | Device for synchronizing noise-type signals | |
SU1095439A1 (en) | Phase-shift keyed signal demodulator | |
SU1040590A1 (en) | Noise generator | |
SU1385236A1 (en) | Single-band signal generator | |
SU1226640A1 (en) | Pulse-width modulator | |
SU1531021A1 (en) | Device for measuring nonlinear distortion of envelope in am-signal generators | |
SU1370717A1 (en) | Phase-modulated signal shaper | |
SU1021012A1 (en) | Phase=modulated signal shaper | |
SU574857A1 (en) | Three-band phase communication system | |
SU758476A1 (en) | Phase modulator with frequency multiplication | |
SU725580A1 (en) | Apparatus for shaping phase-manipulated signals | |
SU576674A1 (en) | Multichannel modulator-demodulator | |
SU581590A1 (en) | Device for conversion of binary signal into modulated pgeudotertiary signal | |
SU1088014A1 (en) | Sweeping operational amplifier | |
SU799160A1 (en) | Phase-manipulated signal receiving device | |
SU875402A1 (en) | Function generating device | |
SU1053263A1 (en) | Ssb signal former |