SU866729A1 - Multi-function pulse-width modulator - Google Patents

Multi-function pulse-width modulator Download PDF

Info

Publication number
SU866729A1
SU866729A1 SU802870020A SU2870020A SU866729A1 SU 866729 A1 SU866729 A1 SU 866729A1 SU 802870020 A SU802870020 A SU 802870020A SU 2870020 A SU2870020 A SU 2870020A SU 866729 A1 SU866729 A1 SU 866729A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resistor
comparator
integrator
voltage
input
Prior art date
Application number
SU802870020A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Баранов
Владимир Ульянович Кизилов
Вадим Михайлович Максимов
Original Assignee
Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина filed Critical Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority to SU802870020A priority Critical patent/SU866729A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU866729A1 publication Critical patent/SU866729A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения время-импульсных множительных устройств и частотных квадраторов.The invention relates to analog computing and can be used to build time-pulse multiplying devices and frequency quadrators.

Известен широтно-импульсный моду- 5 лятор, содержащий интегратор, пороговый элемент, источник двухполярного опорного сигнала, электронный ключ ГН.Known pulse-width modulator 5, containing an integrator, a threshold element, a bipolar reference signal source, an electronic key GN.

Недостатком его является слож- ,0 ность конструктивного решения.Its drawback is the complexity, 0 Nosta constructive solutions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является широтно-импульсный модулятор, содержащий интегратор на опера- 15 ционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, а также компаратор на операционном усилителе f2].The closest in technical essence to the proposed invention is a pulse width modulator comprising an integrator 15 for operator-insulating amplifier, whose input is connected to the input bus and the comparator operational amplifier f2].

Недостаток известного устройства низкая точность.A disadvantage of the known device is low accuracy.

Цель изобретения - повышение точности.The purpose of the invention is improving accuracy.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсном модуляторе, содержащем интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, компаратор на операционном усилителе, выход интегратора через первый и второй встречно включенные стабилитроны подключены к неинвертирующему входу компаратора, который через первый резистор подключен к общей шине, выход компаратора через третий и четвертый встречно включенные стабилитроны соединен с его инвертирующим входом и через второй резистор - с общей шиной, инвертирующий вход интегратора через третий резистор соединен с выходом компаратора и через четвертый резистор - с неинвертирующим входом компаратора.This goal is achieved by the fact that in a pulse-width modulator containing an integrator on an operational amplifier, the input of which is connected to the input bus, a comparator on an operational amplifier, an integrator output through the first and second counter-active zener diodes is connected to a non-inverting input of the comparator, which is connected through the first resistor to the common bus, the output of the comparator through the third and fourth counter-active zener diodes is connected to its inverting input and through the second resistor to the common bus, I invert rd input of the integrator via a third resistor connected to the output of the comparator via a fourth resistor and - the non-inverting input of the comparator.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит интегратор 1, состоящий из первого операционного усилителя 2, входного резистора 3, конденсатора 4, первый 5 и второй 6 стабилитроны, первый резистор 7, компаратор 8, состоящий из второго операционного усилителя 9, третьего 10 и четвертого 11 стабилитронов, 5 второго резистора 12, третий резистор 13, четвертый резистор 14.The device comprises an integrator 1, consisting of a first operational amplifier 2, an input resistor 3, a capacitor 4, a first 5 and a second 6 zener diodes, a first resistor 7, a comparator 8, consisting of a second operational amplifier 9, a third 10 and a fourth 11 zener diodes, 5 a second resistor 12, the third resistor 13, the fourth resistor 14.

Устройство.работает следующим образом. 10Device. Works as follows. 10

При подаче на операционные усилители напряжения питания компаратор 8 установится в одно из устойчивых состояний, соответствующее пробою одного из стабилитронов 10 или 11 . Напряжение на выходе компаратора будет равно сумме напряжения стабилизации пробитого стабилитрона и падения напряжения на резисторе 7. Вклю- 20 чение стабилитронов в цепь отрицательной обратной связи обеспечивает ненасыщенный режим компаратора, по. . 4 - — этому потенциалы его обоих входов практически равны. Это напряжение по- 25 дается также на инвертирующий вход интегратора 1 через резистор 13. Напряжение на выходе интегратора 1 будет изменяться линейно до уровня, соответствюущего разности напряжения про- 3θ боя одного из стабилитронов 5 или 6 и напряжения на резисторе 7. При этом через резистор 7 протечет импульс тока, обусловленный выходным напряжением интегратора I. Направление тока будет противоположным nej отношению к току, протекающему через делитель напряжения на резисторах 14 и 7. Потенциал неинвертирующего входа компаратора 8 при этом изменится и компаратор 8 перейдет в другое устойчивое состояние. Далее все процессы в схеме повторятся. Таким образом, в схеме возникнут автоколебания. Если предположить попарную идентичность -. стабилитронов 5, би 10, 11, то при от- 45 сутствии входного управляющего напря-г жения на выходе устройства будет генерироваться симметричное прямоуголь-. ное напряжение. При подаче управляющего напряжения через резистор 3 на 50 вход интегратора 1 выходное напряжение схемы станет асимметричным вследствие уменьшения времени интегрирования в случае, когда напряжение компаратора и управляющее напряжение имеют оди- 55When applying to the operational amplifiers the supply voltage, the comparator 8 is set to one of the stable states corresponding to the breakdown of one of the zener diodes 10 or 11. The voltage at the output of the comparator will be equal to the sum of zener voltage stabilization punched and the voltage drop across the resistor 7. 20 chenie Zener included in the negative feedback loop provides the unsaturated mode comparator for. . 4 - - the potentials of both its inputs are almost equal to this. This voltage 25 is also supplied to the inverting input of the integrator 1 through the resistor 13. The voltage at the output of the integrator 1 will change linearly to the level corresponding to the voltage difference of the 3 θ battle of one of the zener diodes 5 or 6 and the voltage across the resistor 7. Moreover, through the resistor 7 will flow a current pulse due to the output voltage of the integrator I. The direction of the current will be opposite to nej relative to the current flowing through the voltage divider on the resistors 14 and 7. The potential of the non-inverting input of the comparator 8 while changing GSI and the comparator 8 will move to another stable state. Further, all processes in the circuit will be repeated. Thus, self-oscillations will occur in the circuit. Assuming pairwise identity -. Zener 5, Bi 10, 11, then at 45 The relative presence of the input control voltage-g zheniya output device is generated symmetric rectangular. voltage. When a control voltage is applied through a resistor 3 to 50, the input of the integrator 1, the output voltage of the circuit becomes asymmetric due to a decrease in the integration time when the comparator voltage and the control voltage are identical

Работа устройства описывается еле дующими соотношениями:The operation of the device is described by the following relations:

*4*4

С JC j

(1)(1)

где ίΐς - напряжение на выходе интегратора, С - емкость интегрирующего конденсатора 4, U ц - напряжение на выходе компаратора, иц - входное управляющее напряжение, R^ - сопротивление резистора 13, - сопротивление резистора 3, UCT- - напряжение стабилизации стабилитронов 5 и 6, U7 - напряжение на резисторе 7, - время интегрирования при убывании напряжения на выходе интегратора, t^- время интегрирования при возрастании напряжения на выходе интегратора.where ίΐς is the voltage at the output of the integrator, C is the capacitance of the integrating capacitor 4, U c is the voltage at the output of the comparator, and c is the input control voltage, R ^ is the resistance of the resistor 13, is the resistance of the resistor 3, U CT is the stabilization voltage of the zener diodes 5 and 6, U 7 is the voltage across resistor 7, is the integration time with decreasing voltage at the integrator output, t ^ is the integration time with increasing voltage at the integrator output.

Определив из уравнений (1) и (2) времена интегрирования tΊ и t^, получим соотношения для относительной разности длительностей Z и частоты повторения f выходных импульсовHaving determined the integration times t Ί and t ^ from equations (1) and (2), we obtain the relations for the relative difference of the durations Z and the repetition frequency f of the output pulses

¢- _J 1 Г Uk у η.¢ - _J 1 Г Uk at η.

~t4+-ta'4C [йст7) r|uk(uCt-u7) 4' -£о~^о.иц ί (4) '__Ν и к ГДе£0'4СЧ^(иСт-и7) - ^стота следования выходных импульсов при отсутствии входного управляющего напряжения.~ t 4 + -t a '4C [ 4gst- u 7 ) r | u k (u Ct -u 7 ) 4' - £ о ~ ^ о. and ί 4 (4) '__ Ν and to WHERE £ 0'4CHF ^ (and With t-i 7 ) - ^ the frequency of the output pulses in the absence of an input control voltage.

Как видно из выражений (3) и (4), предлагаемое устройство может использоваться в качестве широтно-импульсного модулятора и в качестве частотного квадратора.As can be seen from expressions (3) and (4), the proposed device can be used as a pulse-width modulator and as a frequency quadrator.

Подключение интегратора I ко входу компаратора 2 через встречно включенные стабилитроны 5 и 6 обеспечивает во-первых, улучшение качества интегрирований, поскольку до момента пробоя одного из стабилитронов 5 или 6 операционный усилитель 2 интегратора I нагружен только током перезаряда наковую полярность, и увеличения времени игтегрированияj когда они разнополярны .Connecting the integrator I to the input of the comparator 2 through counter-connected zener diodes 5 and 6 provides, firstly, an improvement in the quality of integrations, since until the breakdown of one of the zener diodes 5 or 6, the operational amplifier 2 of the integrator I is loaded only with a recharge current of the same polarity, and increase the integration time j when they are bipolar.

емкости, во-вторых, улучшается пере ходный процесс переключения схемы из одного состояния в другое, так как напряжение интегратора подается на вход компаратора через малое ди- . намическое сопротивление пробитого стабилитрона, в результате чего уменьшается зависимость момента переключения от нестабильности порога компаратора .capacitance, secondly, the transition process of switching the circuit from one state to another is improved, since the integrator voltage is supplied to the input of the comparator through a small di. the dynamic resistance of the punched zener diode, as a result of which the dependence of the switching moment on the instability of the threshold of the comparator decreases.

Claims (2)

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано дл  построени  вре м -импульсных множительных устройств и частотных квадраторов. Известен широтно-импульсный модул тор , содержащий интегратор, пороговый элемент, источник двухпол рного опорного сигнала, электронный ключ р1. Недостатком его  вл етс  сложность конструктивного решени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  широтно-импульсный модул тор , содержащий интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, а также комп ратор на операционном усилителе Г23 Недостаток известного устройства низка  точность. Цель изобретени  - повьшение точности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широтно-импульсном модул торе, содержащем интегратор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, компаратор на операционном усилителе, выход интегратора через первый и второй встречно включенные стабилитроны подключены к неинвертирующему входу компаратора, который через первый резистор подключен к общей шине, выход компаратора через третий и четвертый встречно включенные стабилитроны соединен с его инвертирующим входом и через второй резистор - с общей шиной, инвертирующий вход интегратора через третий резистор соединен с выходом компаратора и через четвертый резистор - с неинвертирующим входом компаратора. На чертеже представлена схема предложенного устройства. Устройство содержит интегратор 1, состо щий из первого операционного усилител  2, входного резистора 3, конденсатора 4, первый 5 и второй 6 стабилитроны, первый резистор 7, компаратор 8, состо щий из второго операционного усилител  9, третьего 10 и четвертого 11 стабилитронов, второго резистора 12, третий резистор 13, четвертый резистор 14. Устройство .работает следующим образом . При подаче на операционные усилители напр жени  питани  компаратор 8 установитс  в одно из устойчивых состо ний, соответствующее пробою одного из стабилитронов 10 или 11 . Напр жение на выходе компаратора будет равно сумме напр жени  стабилизации пробитого стабилитрона и падени  напр жени  на резисторе 7. Включение стабилитронов в цепь отрицательной обратной св зи обеспечивает ненасыщенный режим компаратора, по .. 4- этому потенциалы его обоих входов практически равны. Это напр жение по даетс  также на инвертирующий вход интегратора 1 через резистор 13. Напр жение на выходе интегратора 1 буд измен тьс  линейно до уровн , соответствюущего разности напр жени  про бо  одного из стабилитронов 5 или 6 и напр жени  на резисторе 7. При это через резистор 7 протечет импульс то ка, обусловленный выходным напр жением интегратора 1. Направление тока будет противоположным п отношению к току, протекающему через делитель напр жени  на резисторах 14 и 7. Потенциал неинвертирующего входа компа ратора 8 при этом изменитс  и компар тор 8 перейдет в другое устойчивое состо ние. Далее все процессы в схем повтор тс . Таким образом, в схеме возникнут автоколебани . Если предположить попарную идентичность .стабилитронов 5, 6 и 10, 11, то при отсутствии входного управл ющего напр  жени  на выходе устройства будет генерироватьс  симметричное пр моуголь ное напр жение. При подаче управл ющего напр жени  через резистор 3 на вход интегратора 1 выходное напр жен схемы станет асимметричным вследстви уменьшени  времени интегрировани  в случае, когда напр жение компаратор и управл ющее напр жение имеют одинаковую пол рность, и увеличени  вр мени игтегрировани . когда они разнопол рны . 8 4 Работа устройства описываетс  еле тощими соотношени ми: ( UCT-U) л 5au,..fS f-. at, w ) де U - напр жение на выходе интеграора , С - емкость интегрирующего коненсатора 4, и к - напр жение на выхое компаратора, Uu, входное управ ющее напр жение - сопротивлеие резистора 13, сопротивление езистора 3, сгг напр жение стабиизации стабилитронов 5 и 6, U- - нар жение на резисторе 7, t - врем  нтегрировани  при убывании напр жеи  на выходе интегратора, t вре  Интегрировани  при возрастании апр жени  на выходе интегратора. Определив из уравнений (l) и (2) ремена интегрировани  t.., и t/j, поучим соотношени  дл  относительной азности длительностей t и частоты овторени  f выходных импульсов .и :, ,,,( UcT-l 7) й|икШст Q.i I (4) где:Ео-4сЧ,й(ист-и-г) частота следовани  выходных импульсов при отсутствии входного управл ющего напр жени . Как видно из выражений (З) и (4)| предлагаемое устройство может использоватьс  в качестве широтно-импульсного модул тора и в качестве частотного квадратора. Подключение интегратора I ко входу компаратора 2 через встречно включенные стабилитроны 5 и 6 обеспечивает во-первых, улучшение качества интегрирований , поскольку до момента пробо  одного из стабилитронов 5 или 6 операционный усилитель 2 интегратора 1 нагружен только током перезар да емкости, во-вторых, улучшаетс  переходный процесс переключени  схемы из одного состо ни  в другое, так как напр жение интегратора подаетс  на вход компаратора через малое динамическое сопротивление пробитого стабилитрона, в результате чего уме шаетс  зависимость момента переключени  от нестабильности порога компаратора . Формула изобретени The invention relates to analog computing and can be used to build time-pulse multiplying devices and frequency quadrants. A pulse-width modulator is known, comprising an integrator, a threshold element, a source of a two-polar reference signal, an electronic key p1. The disadvantage of it is the complexity of the constructive solution. The closest to the technical essence of the present invention is a pulse-width modulator containing an integrator on an operational amplifier, the input of which is connected to the input bus, and a compressor on the G23 operational amplifier. A disadvantage of the known device is low accuracy. The purpose of the invention is to increase accuracy. The goal is achieved by the fact that in a pulse-width modulator containing an integrator on an operational amplifier whose input is connected to an input bus, a comparator on an operational amplifier, the integrator's output is connected via the first and second counter-current zener diodes to the non-inverting input of the comparator through the first resistor connected to the common bus, the output of the comparator through the third and fourth counter-included Zener diodes is connected to its inverting input and through the second resistor to the common bus, inverti The integrator's input is connected via a third resistor to the comparator output and through a fourth resistor to the non-inverting comparator input. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device contains an integrator 1 consisting of a first operational amplifier 2, an input resistor 3, a capacitor 4, the first 5 and second 6 zener diodes, the first resistor 7, a comparator 8 consisting of the second operational amplifier 9, the third 10 and fourth 11 zener diodes, the second resistor 12, the third resistor 13, the fourth resistor 14. The device. works as follows. When applied to the opamp power supply, the comparator 8 will be set to one of the stable conditions, corresponding to the breakdown of one of the zener diodes 10 or 11. The voltage at the output of the comparator will be equal to the sum of the voltage stabilized by the broken Zener diode and the voltage drop across the resistor 7. The inclusion of the Zener diodes in the negative feedback circuit provides an unsaturated comparator mode, according to 4) the potentials of its two inputs are almost equal. This voltage is also given to the inverting input of the integrator 1 through the resistor 13. The voltage at the output of the integrator 1 will vary linearly to a level corresponding to the voltage difference across one of the Zener diodes 5 or 6 and the voltage on the resistor 7. resistor 7 will flow impulse due to the output voltage of integrator 1. The direction of the current will be opposite to the current flowing through the voltage divider of resistors 14 and 7. The potential of the non-inverting input of the comparator 8 will change comparo torus 8 go into another stable state. Further, all processes in the circuits are repeated. Thus, auto-oscillations will appear in the scheme. If we assume the pairwise identity of the stabilizers 5, 6 and 10, 11, then in the absence of an input control voltage, a symmetrical right-angle voltage will be generated at the output of the device. When a control voltage is applied through a resistor 3 to the input of the integrator 1, the output voltage of the circuit will become asymmetric due to a decrease in the integration time in the case when the voltage of the comparator and the control voltage have the same polarity and an increase in the play time. when they are differently polarized. 8 4 The operation of the device is described by very thin relations: (UCT-U) l 5au, .. fS f-. at, w) de U is the voltage at the output of the integrator, C is the capacitance of the integrating capacitor 4, and k is the voltage at the output of the comparator, Uu, the input control voltage is the resistance of the resistor 13, the resistance of the resistor 3, and the sgg stabilization voltage 5 and 6, U- - firing on the resistor 7, t - integration time with decreasing voltage at the integrator output, t integrating time with increasing apr at the integrator output. Determining from the equations (l) and (2) of the integration circuit t .., and t / j, we obtain the relations for the relative aptitude of the durations t and the repetition frequency f of the output pulses .i :, ,,, (UcT-l 7) th | Qi I (4) where: Eo-4Ch, y (ist-i-g) the frequency of the output pulses in the absence of an input control voltage. As can be seen from expressions (W) and (4) | The proposed device can be used as a pulse width modulator and as a frequency quad. Connecting the integrator I to the input of the comparator 2 through counter-switched Zener diodes 5 and 6 provides, firstly, an improvement in the quality of the integrations, because until one of the Zener diodes 5 or 6 is broken down, the operational amplifier 2 of the integrator 1 is loaded only with a recharge current, the transition process of switching the circuit from one state to another, since the voltage of the integrator is fed to the input of the comparator through the small dynamic resistance of the punched zener diode, as a result of which the dependent imost switching moment from instability threshold comparator. Invention Formula Многофункциональный широтно-импульсный модул тор, содержащий интератор на операционном усилителе, вход которого соединен с входной шиной, компаратор на операционном усилителе, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности , выход интегратора через первый и второй встречно включенные ста-билитроны подключен к неинвертирующему входу компаратора, который чеИсточники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Корн Г. и Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины.М., Мир, 1967,A multifunctional pulse-width modulator containing an integrator on an operational amplifier, whose input is connected to an input bus, a comparator on an operational amplifier, characterized in that, in order to improve accuracy, the integrator output is connected to the non-inverting input through the first and second counter-oscillators comparator, which sources are taken into account in the examination I. Korn G. and Korn T. Electronic analog and analog-digital computers. M., Mir, 1967, с. 357-361.with. 357-361. 1one 2. Conference on precision electromagnetic measurements. Digest, New York, N.Y. IEEE, 1978, p. 147148 , fig. 2. 9 . 6 рез первый резистор подключен к общей шине, выход компаратора через третий и четвегтый встречно включенные стабилитроны соединен с его инвертирующим входом и через второй резистор - с общей шиной, инвертирующий вход интегратора через третий резистор соединен с выходом компаратора и через четвертый резистор - с неинвертирующим входом компаратора.2. Conference on precision electromagnetic measurements. Digest, New York, N.Y. IEEE, 1978, p. 147148, fig. 2. 9. 6 the first resistor is connected to the common bus, the comparator output through the third and fourth zener diodes connected to it is connected to its inverting input and through the second resistor to the common bus, the inverting input of the integrator through the third resistor is connected to the comparator output and through the fourth resistor to a non-inverting input comparator. 5 S5 s //
SU802870020A 1980-01-18 1980-01-18 Multi-function pulse-width modulator SU866729A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802870020A SU866729A1 (en) 1980-01-18 1980-01-18 Multi-function pulse-width modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802870020A SU866729A1 (en) 1980-01-18 1980-01-18 Multi-function pulse-width modulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU866729A1 true SU866729A1 (en) 1981-09-23

Family

ID=20872378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802870020A SU866729A1 (en) 1980-01-18 1980-01-18 Multi-function pulse-width modulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU866729A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3440448A (en) Generator for producing symmetrical triangular waves of variable repetition rate
US3944852A (en) Electrical switching device and modulator using same
SU866729A1 (en) Multi-function pulse-width modulator
US3036224A (en) Limiter employing operational amplifier having nonlinear feedback circuit
US4140928A (en) Monostable multivibrator
US3187267A (en) Amplifier including reference level drift compensation feedback means
US3120663A (en) Voltage comparator system
US2966307A (en) Electronic computer circuits
KR840006108A (en) Analog Signal-Pulse Signal Converter
JPS62232800A (en) Signal sampler
US3470495A (en) Feedback integrator with grounded capacitor
US3024368A (en) Linear ramp waveform generating circuit with provision to cause stepping
US4280088A (en) Reference voltage source
SU752779A1 (en) Pulse width modulator
SU1587595A2 (en) Analog memory device
GB1390510A (en) Circuits adapted to produce output signals of constant slope
SU1150739A1 (en) Self-excited sawtooth voltage generator
SU1061257A1 (en) Device for amplifying pulse signals
SU374725A1 (en) DEVICE FOR FORMING RECTANGULAR PULSES FROM SINUSOIDAL VOLTAGE
RU2644531C1 (en) Differentiator
US4862049A (en) Constant area pulse generating network
SU531255A1 (en) Pulse generator
SU1046931A1 (en) Voltage-to-frequency converter
SU1483640A1 (en) Resistance-to-pulse-rate converter
SU1145466A1 (en) Synchronizing device