UA98433C2

UA98433C2 - Method for shaping pulse duration sequence with preset pulse ratio and frequency with high accuracy at pulse repetition frequency varying within wide range

Info

Publication number: UA98433C2
Application number: UAA201110148A
Authority: UA
Inventors: Игорь Борисович Широков; Максим Анатольевич Дурманов; Иван Викторович Скорик
Original assignee: Игорь Борисович Широков
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-05-10

Abstract

The invention relates to digital engineering and can be used for shaping a pulse duration sequence of the preset pulse ratio with high accuracy, which do not depend on information signal frequency variation. The invention based on a problem to obtain a pulse duration sequence of preset ratio with high accuracy not depending on information signal frequency variation. Comparison of the proposed invention to previously known methods and a prototype model indicates that the proposed method displays knew technical conditions to obtain a pulse-duration sequence of preset pulse ratio with high accuracy. The ratio remains constant, if frequency of information signal varies. The method allows setting the pulse ratio with high accuracy. Use of an indicator provides for control of frequency and the required pulse ratio of the pulse duration sequence. An apparatus for pulse duration sequence shaping with variable frequency and the preset pulse ratio comprises a high-stable reference generator, a microcontroller, a controlled voltage generator, a phase detector, an indicator, a divider with variable division coefficient. The microcontroller controls devices connected thereto according to the preset algorithm. The advantages of the proposed method make it possible to obtain a pulse duration sequence of preset ratio, while frequency of the input signal varies.

Description

І КІ О1 рн 5I KI O1 rn 5

Веелення колу | ЩШиретно-імпуньсна скважности послідовність 132502 що Ох ши 3 !Exaggeration of the circle | The latitudinal and impunity frequency sequence 132502 that Oh shi 3!

Частота прохолження імпульсів нич я -яне тThe frequency of cooling pulses is zero

Винахід належить до галузі цифрової техніки і може бути використаний для формування сигналів широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) із заданою скважністю з високою точністю і не залежить від зміни частоти проходження імпульсів.The invention belongs to the field of digital technology and can be used to generate pulse width modulation (PWM) signals with a given duty cycle with high accuracy and does not depend on the change in the frequency of pulses.

Відомі способи формування широтно-імпульсної послідовності сигналів, описані, наприклад, в кн. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. Перевод с нем. - М.: МИР, 1991. - 446 с. За цим способом скважність вихідної широтно-імпульсної послідовності задається за допомогою генератора лінійно-змінюючої напруги (ГЛЗН) і аналогового компаратора, на один вхід якого подають опорну напругу, а на інший - сигнал ГЛЗ3Н. Для зміни скважності вихідної широтно-імпульсної послідовності необхідно змінювати або швидкість наростання напругиKnown methods of forming a pulse-width sequence of signals are described, for example, in the book Shkrytek P. Reference manual for sound circuit engineering. Translation from German. - M.: MIR, 1991. - 446 p. According to this method, the duty cycle of the output pulse width sequence is set with the help of a linearly varying voltage generator (HLZN) and an analog comparator, one input of which is supplied with a reference voltage, and the other with a HLZ3N signal. To change the duty cycle of the output pulse width sequence, it is necessary to change either the speed of the voltage rise

ГЛЗН, змінюючи, наприклад, постійну часу ВС-ланцюга, або змінювати величину опорної напруги. Частота проходження при цьому залишається постійною. При зміні частоти проходження імпульсів неможливо зробити адекватний перерахунок постійної часу ВС-ланцюга або перерахунок опорної напруги для збереження незмінним співвідношення періоду проходження імпульсів до їх тривалості, що в ряді випадків виявляється неприйнятним.HLZN, changing, for example, the time constant of the VS-chain, or changing the value of the reference voltage. At the same time, the frequency of passage remains constant. When the frequency of pulses is changed, it is impossible to make an adequate recalculation of the constant time of the VS-chain or recalculation of the reference voltage in order to keep the ratio of the period of the pulses to their duration constant, which in some cases turns out to be unacceptable.

Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого винаходу є спосіб формування широтно-імпульсної послідовності за допомогою мікроконтролера з вбудованим модулем ШИМ, який описаний, наприклад, в довідковому листку на мікроконтролери серії РІСІ1бЕ87Х (мимлу.тістоспір.сот). За цим способом мікроконтролером вимірюють частоту вхідного інформаційного сигналу і формують вихідну широтно-імпульсну послідовність, задаючи необхідну скважність. У мікроконтролері формування вихідної широтно-імпульсної послідовності зі змінною скважністю здійснюють, наприклад, шляхом введення деякого двійкового коду через будь-який стандартний цифровий паралельний або послідовний інтерфейс, або подачею напруги постійного струму на вхід включеного в мікроконтролер аналого-цдифрового перетворювача.The method of forming a pulse-width sequence using a microcontroller with a built-in PWM module is the closest in technical essence to the proposed invention, which is described, for example, in the reference sheet for microcontrollers of the РСИ1бЕ87Х series (mymlu.tistospir.sot). According to this method, the microcontroller measures the frequency of the input information signal and forms the output pulse-width sequence, setting the required duty cycle. In the microcontroller, the output pulse width sequence with variable duty cycle is formed, for example, by entering some binary code through any standard digital parallel or serial interface, or by applying a direct current voltage to the input of the analog-to-digital converter included in the microcontroller.

Однак такий спосіб формування широтно-імпульсної послідовності має істотний недолік, який полягає в тому, що при зміні частоти слідування імпульсів співвідношення періоду проходження імпульсів до їх тривалості може вимірюватися дискретно. Частота проходження імпульсів широтно-імпульсної послідовності також може при цьому змінюватися виключно дискретно, причому крок зміни частоти залежить від самої частоти проходження імпульсів. УHowever, this method of forming a pulse-width sequence has a significant drawback, which is that when changing the pulse tracking frequency, the ratio of the period of pulse passage to their duration can be measured discretely. The frequency of passing pulses of the width-pulse sequence can also change exclusively discretely, and the step of changing the frequency depends on the very frequency of passing pulses. IN

Зо результаті точність задання скважності широтно-імпульсної послідовності обмежується при цьому розрядністю регістрів мікроконтролера і скінченністю кроку зміни скважності вихідної широтно-імпульсної послідовності. Частота вихідної широтно-імпульсної послідовності при цьому не дорівнює частоті задавального генератора, а задається з деякою помилкою, що визначається частотою тактового генератора мікроконтролера, можливостями модуля широтно- імпульсної модуляції і значенням самої частоти проходження імпульсів.As a result, the accuracy of setting the duty cycle of the pulse-width sequence is limited by the bit rate of the microcontroller registers and the finiteness of the step of changing the duty cycle of the output pulse-width sequence. In this case, the frequency of the output pulse-width sequence is not equal to the frequency of the setting generator, but is set with some error, which is determined by the frequency of the clock generator of the microcontroller, the capabilities of the pulse-width modulation module, and the value of the pulse frequency itself.

В основу винаходу поставлена задача отримання широтно-імпульсної послідовності заданої скважності і частоти з високою точністю при зміні частоти проходження імпульсів в широких межах.The basis of the invention is the task of obtaining a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency with high accuracy when changing the frequency of passing pulses within wide limits.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб формування широтно-імпульсної послідовності заданої скважності і частоти з високою точністю при зміні частоти повторення імпульсів в широких межах, що включає задання частоти проходження імпульсів широтно- імпульсної послідовності зовнішнім задавальним генератором, використання вбудованого в мікроконтролер модуля широтно-імпульсної модуляції, вимірювання частоти проходження імпульсів, здійснюване за допомогою вбудованого в мікроконтролер модуля таймер-лічильника і здійснюване шляхом порівняння цієї частоти з частотою високостабільного опорного генератора, відрізняється від відомого тим, що мікроконтролер тактують генератором, керованим напругою, при цьому тактові імпульси високостабільного опорного генератора підраховують таймер-лічильником мікроконтролера, а частоту генератора, керованого напругою, додатково ділять за допомогою подільника із змінним коефіцієнтом ділення до частоти зовнішнього задавального генератора і синхронізують з цією частотою зовнішнього задавального генератора за допомогою кільця фазового автопідстроювання частоти, причому коефіцієнт ділення подільника із змінним коефіцієнтом ділення задають за допомогою мікроконтролера, подаючи відповідний код, що керує, з виходу керування мікроконтролера на вхід керування подільника із змінним коефіцієнтом ділення, при цьому величину коефіцієнта ділення визначають шляхом вимірювання частоти проходження імпульсів генератора, керованого напругою, здійснюване шляхом порівняння її з частотою високостабільного опорного генератора, при цьому змінюють коефіцієнт ділення подільника із змінним коефіцієнтом ділення кожного разу при наближенні частоти генератора, керованого напругою, до верхньої або нижньої межі його діапазону перебудови частоти, при цьому запобігаючий нестійкій роботі бо системи гістерезис вводять програмно, а скважність вихідної широтно-імпульсної послідовності задають за допомогою вбудованого в мікроконтролер модуля широтно-імпульсної модуляції шляхом введення в мікроконтролер двійкового коду будь-яким доступним способом, наприклад за допомогою будь-якого стандартного цифрового інтерфейсу або за допомогою вбудованого в мікроконтролер модуля аналогово-дифрового перетворювача, подаючи на його вхід деякий рівень постійної напруги, при цьому зовнішнім індикатором, підключеним до виходу мікроконтролера, відображають частоту проходження широтно-імпульсної послідовності і задане значення скважності, а вихідну широтно-імпульсну послідовність формують на виході мікроконтролера, який відповідає виходу вбудованого модуля широтно-імпульсної модуляції, при цьому частоту проходження широтно-імпульсної послідовності змінюють в широких межах зовнішнім задавальним генератором, при цьому частота вихідної широтно-імпульсної послідовності завжди в точності дорівнює частоті проходження імпульсів зовнішнього задавального генератора, а скважність при цьому завжди постійна, причому величину скважності задають виключно цифровим кодом, який вводять в мікроконтролер.The task is solved by the fact that the method of forming a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency with high accuracy when changing the pulse repetition frequency within wide limits, which includes setting the pulse width-pulse sequence frequency by an external setting generator, the use of a pulse-width module built into the microcontroller modulation, the measurement of the frequency of the passage of pulses, carried out using the timer-counter module built into the microcontroller and carried out by comparing this frequency with the frequency of the highly stable reference oscillator, differs from the known one in that the microcontroller is clocked by a voltage-controlled generator, while the clock pulses of the highly stable reference oscillator are counted the timer-counter of the microcontroller, and the frequency of the voltage-controlled generator is additionally divided using a divider with a variable division ratio to the frequency of the external reference generator and synchronized with this frequency by an external oscillator using a frequency-phase autotuning ring, and the division ratio of the divider with a variable division ratio is set with the help of a microcontroller, applying the appropriate control code from the control output of the microcontroller to the control input of the divider with a variable division ratio, while the value of the division ratio is determined by measuring the frequency of passage of pulses of the voltage-controlled generator, carried out by comparing it with the frequency of a highly stable reference generator, while changing the division ratio of the divider with a variable division ratio each time when the frequency of the voltage-controlled generator approaches the upper or lower limit of its frequency tuning range, at the same time, preventing unstable operation, because the hysteresis of the system is entered programmatically, and the duty cycle of the output pulse-width sequence is set using the pulse-width modulation module built into the microcontroller by feeding the binary code to the microcontroller in any available way, for example, using any standard digital interface or using the analog-to-digital converter module built into the microcontroller, applying some level of constant voltage to its input, while an external indicator connected to the output of the microcontroller , reflect the frequency of the pulse-width sequence and the set value of the duty cycle, and the output pulse-width sequence is formed at the output of the microcontroller, which corresponds to the output of the built-in pulse-width modulation module, while the frequency of the pulse-width sequence is changed within wide limits by an external setting generator, at the same time, the frequency of the output pulse-width sequence is always exactly equal to the frequency of the pulses of the external setting generator, and the duty cycle is always constant, and the duty cycle value is set exclusively by a digital code that is entered into the microcomputer roller

Порівняння пропонованого винаходу з відомими способами і прототипом показало, що цей спосіб виявляє нові технічні властивості, які полягають в отриманні широтно-імпульсної послідовності заданої скважності і частоти, причому значення скважності залишається незмінним при зміні частоти проходження імпульсів в широких межах. Розрядність мікроконтролера і можливості модуля ШІМ при цьому не впливають на дискретність формування частоти вихідної послідовності імпульсів. Значення частоти вихідної широтно- імпульсної послідовності визначається при цьому не можливостями вбудованого в мікроконтролер модуля ШІМ і тактовою частотою мікроконтролера, а виключно значенням частоти зовнішнього задавального генератора, причому значення вихідної частоти широтно- імпульсної послідовності в точності дорівнює значенню частоти зовнішнього задавального генератора. Такий спосіб дозволяє отримати можливість задання скважності і частоти проходження широтно-імпульсної послідовності з більш високою точністю. Використання індикатора дозволяє однозначно контролювати частоту і задане значення скважності широтно- імпульсної послідовності.A comparison of the proposed invention with known methods and a prototype showed that this method reveals new technical properties, which consist in obtaining a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency, and the value of the duty cycle remains unchanged when the frequency of pulses passes within wide limits. The bit rate of the microcontroller and the capabilities of the PWM module at the same time do not affect the discreteness of the formation of the frequency of the output sequence of pulses. The frequency value of the output pulse width sequence is not determined by the capabilities of the PWM module built into the microcontroller and the clock frequency of the microcontroller, but exclusively by the frequency value of the external setting generator, and the value of the output frequency of the pulse width sequence is exactly equal to the frequency value of the external setting generator. This method makes it possible to set the duty cycle and frequency of the pulse-width sequence with higher accuracy. The use of the indicator allows you to unambiguously control the frequency and the set duty cycle value of the latitudinal pulse sequence.

Зазначений спосіб формування широтно-імпульсної послідовності заданої скважності і частоти з високою точністю при зміні частоти повторення імпульсів в широких межах можнаThe indicated method of forming a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency with high accuracy when changing the frequency of repetition of pulses within wide limits can be

Зо реалізувати за допомогою пристрою, схема якого показана на малюнку. Пристрій для формування широтно-імпульсної послідовності заданої скважності і частоти з високою точністю при зміні частоти повторення імпульсів в широких межах містить: високостабільний опорний генератор 1, мікроконтролер 2, генератор керований напругою 3, фазовий детектор 4, індикатор 5, подільник з змінним коефіцієнтом ділення 6. При цьому вихід високостабільного опорного генератора 1 з'єднують з першим входом мікроконтролера 2, який відповідає входу вбудованого в мікроконтролер модуля таймер-лічильника, при цьому другий вхід мікроконтролера 2, який відповідає тактовому системному входу мікроконтролера, з'єднують з виходом генератора керованого напругою, при цьому на третій вхід мікроконтролера 2 подають сигнал, що визначає скважність вихідної широтно-імпульсної послідовності, при цьому вихід генератора керованого напругою З з'єднують також з сигнальним входом подільника зі змінним коефіцієнтом ділення 6, при цьому вихід подільника зі змінним коефіцієнтом ділення б з'єднують з першим входом фазового детектора 4, вихід якого з'єднують із входом генератора керованого напругою 3, при цьому на другий вхід фазового детектора 4 подають інформаційний сигнал від зовнішнього задавального генератора, при цьому перший вихід мікроконтролера 2 з'єднують з входом індикатора 5, при цьому на другому виході мікроконтролера 2 одержують широтно-імпульсну послідовність, при цьому третій вихід мікроконтролера 2 з'єднують з входом керування подільника зі змінним коефіцієнтом ділення 6.It can be implemented with the help of a device, the scheme of which is shown in the figure. The device for forming a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency with high accuracy when changing the frequency of repetition of pulses within wide limits contains: a highly stable reference generator 1, a microcontroller 2, a voltage-controlled generator 3, a phase detector 4, an indicator 5, a divider with a variable division ratio 6 At the same time, the output of the highly stable reference generator 1 is connected to the first input of the microcontroller 2, which corresponds to the input of the timer-counter module built into the microcontroller, while the second input of the microcontroller 2, which corresponds to the clock system input of the microcontroller, is connected to the output of the voltage-controlled generator , while the third input of the microcontroller 2 is fed with a signal that determines the duty cycle of the output pulse-width sequence, while the output of the voltage-controlled generator Z is also connected to the signal input of the divider with a variable division factor 6, while the output of the divider with a variable division factor b connect with the first the input of the phase detector 4, the output of which is connected to the input of the voltage-controlled generator 3, while the second input of the phase detector 4 is fed with an information signal from the external setting generator, while the first output of the microcontroller 2 is connected to the input of the indicator 5, while on the second output of the microcontroller 2 receives a pulse-width sequence, while the third output of the microcontroller 2 is connected to the control input of the divider with a variable division factor of 6.

Працює пристрій наступним чином.The device works as follows.

Сигнал від зовнішнього задавального генератора, частота якого може змінюватися в широких межах, подають на перший вхід фазового детектора. На другий вхід фазового детектора подають сигнал з виходу подільника з змінним коефіцієнтом ділення. В результаті цього на виході фазового детектора формується певний рівень постійної напруги, що залежить від різниці частот і фаз сигналів, що надходять на його входи. Цю напругу постійного струму подають на вхід генератора керованого напругою.The signal from the external setting generator, the frequency of which can vary widely, is applied to the first input of the phase detector. The second input of the phase detector receives a signal from the output of a divider with a variable division ratio. As a result, a certain level of constant voltage is formed at the output of the phase detector, which depends on the difference in frequencies and phases of the signals arriving at its inputs. This DC voltage is applied to the input of the voltage controlled generator.

Генератор керований напругою під дією керуючого сигналу настроюють у відносно вузькому діапазоні частот. Коефіцієнт перекриття по частоті генератора, керованого напругою, повинен становити не менше 2 та може незначно перевищувати цю величину. Реалізований алгоритм роботи мікроконтролера допускає, що частота на виході генератора керованого напругою повинна змінюватися рівно в два рази. Деяке перевищення коефіцієнта перекриття по частоті зазначеної величини необхідно для усунення впливу дестабілізуючих факторів. Очевидно, що, наприклад, 10 95 запас перекриття по частоті буде цілком достатнім.The voltage-controlled generator is adjusted in a relatively narrow frequency range under the influence of a control signal. The frequency overlap factor of the voltage-controlled generator should be at least 2 and may slightly exceed this value. The implemented algorithm of the microcontroller allows that the frequency at the output of the voltage-controlled generator should change exactly twice. Some excess of the frequency overlap coefficient of the specified value is necessary to eliminate the influence of destabilizing factors. It is obvious that, for example, 10 95 margin of frequency overlap will be quite sufficient.

Сигнал з виходу генератора, керованого напругою, подають на тактовий системний вхід мікроконтролера. Оскільки частота на виході генератора, керованого напругою, змінюється не більше ніж в два рази, час виконання команд мікроконтролера також змінюється в межах цієї величини, що при відомих допущеннях не відбивається на роботі мікроконтролера з периферійними пристроями. Крім того, сам час використання реалізованого алгоритму роботи мікроконтролера залишається досить малим при тому, що частота проходження імпульсів зовнішнього задавального генератора може змінюватися в широких межах.The signal from the output of the voltage-controlled generator is applied to the clock system input of the microcontroller. Since the frequency at the output of the voltage-controlled generator changes no more than twice, the execution time of the microcontroller commands also changes within this value, which, with known assumptions, does not affect the operation of the microcontroller with peripheral devices. In addition, the actual time of using the implemented microcontroller operation algorithm remains quite small, despite the fact that the frequency of passage of pulses of the external setting generator can vary widely.

Сигнал з виходу генератора, керованого напругою, одночасно подають і на сигнальний вхід подільника частоти із змінним коефіцієнтом ділення. Фазовий детектор спільно з генератором керованим напругою і подільником зі змінним коефіцієнтом розподілу утворюють кільце фазового автопідстроювання частоти. Коефіцієнт ділення цього подільника може змінюватися ступінчасто і може становити величини, що дорівнюють степеню числа 2. Мінімальне значення коефіцієнта розподілу визначається можливостями модуля ШІМ мікроконтролера з формуванням вихідної широтно-імпульсної послідовності необхідної частоти і скважності з необхідною роздільною здатністю при заданій тактовій частоті мікроконтролера. Максимальне значення коефіцієнта ділення також обмежено можливостями модуля ШІМ мікроконтролера з формуванням послідовності імпульсів мінімальної частоти при заданій тактовій частоті мікроконтролера. У будь-якому випадку діапазон частот формованої мікроконтролером широтно-імпульсної послідовності досить широкий і може складати декілька декад при зміні частоти тактового системного генератора в два рази. При цьому коефіцієнти ділення частоти внутрішнього подільника частоти модуля ШІМ мікроконтролера (з урахуванням можливого підключення попереднього подільника частоти тактового генератора) і зовнішнього подільника частоти із змінним коефіцієнтом ділення повинні бути цілком ідентичні. Таким чином, подільник із змінним коефіцієнтом ділення здійснює ділення частоти генератора, керованого напругою, до величини частоти вхідного задавального сигналу. При роботі системи фазового автопідстроювання частоти в режимі синхронізації ці дві частоти будуть рівні одна одній в точності. Крім того, частота проходження імпульсів вихідної широтно-імпульсної послідовностіThe signal from the output of the voltage-controlled generator is simultaneously fed to the signal input of the frequency divider with a variable division ratio. The phase detector, together with a voltage-controlled generator and a divider with a variable distribution coefficient, form a phase-frequency autotuning ring. The division coefficient of this divider can change stepwise and can be values equal to the power of 2. The minimum value of the division coefficient is determined by the capabilities of the PWM module of the microcontroller with the formation of the output pulse-width sequence of the required frequency and duty cycle with the required resolution at the specified clock frequency of the microcontroller. The maximum value of the division coefficient is also limited by the capabilities of the PWM module of the microcontroller with the formation of a sequence of pulses of the minimum frequency at the specified clock frequency of the microcontroller. In any case, the frequency range of the pulse width sequence formed by the microcontroller is quite wide and can be several decades when the frequency of the clock system generator is changed twice. At the same time, the frequency division coefficients of the internal frequency divider of the PWM module of the microcontroller (taking into account the possible connection of the previous frequency divider of the clock generator) and the external frequency divider with a variable division coefficient must be completely identical. Thus, a divider with a variable division ratio divides the frequency of the voltage-controlled generator by the frequency of the input reference signal. During the operation of the phase auto-adjustment of the frequency in the synchronization mode, these two frequencies will be exactly equal to each other. In addition, the frequency of passage of pulses of the original width-pulse sequence

Зо буде в точності дорівнювати частоті зовнішнього задавального генератора.Zo will be exactly equal to the frequency of the external reference generator.

Програмний код, закладений в пам'ять мікроконтролера по заданому алгоритму в залежності від наближення до верхньої або нижньої межі робочого діапазону частот генератора, керованого напругою, подає цифрову комбінацію на вхід керування подільника зі змінним коефіцієнтом ділення, змінюючи його коефіцієнт ділення вдвічі (збільшення вдвічі при наближенні частоти до верхньої межі діапазону або зменшення вдвічі при наближенні до нижньої межі діапазону). Процес перемикання відбувається повторно при кожному наступному наближенні до меж частотного діапазону генератора керованого напругою.The program code embedded in the memory of the microcontroller according to the given algorithm, depending on the approach to the upper or lower limit of the operating frequency range of the voltage-controlled generator, supplies a digital combination to the control input of the divider with a variable division ratio, changing its division ratio by two (doubling at approaching the upper limit of the range or halving when approaching the lower limit of the range). The switching process is repeated at each subsequent approach to the limits of the frequency range of the voltage-controlled generator.

Для вимірювання частоти сигналу генератора, керованого напругою, необхідно джерело опорного сигналу з високою стабільністю частоти. Сигнал цього високостабільного опорного генератора подають на вхід мікроконтролера, який відповідає входу модуля таймер-лічильника мікроконтролера. При цьому здійснюють вимірювання частоти генератора керованого напругою методом, єдина відмінність якого від відомого методу полягає в тому, що сигнал високостабільного опорного генератора подають не на тактовий системний вхід мікроконтролера і вимірюваний сигнал на вхід таймера-лічильника, а навпаки, сигнал високостабільного опорного генератора подають на вхід таймера-лічильника і вимірюваний сигнал подають на тактовий системний вхід мікроконтролера. У будь-якому з цих двох випадків інформація про частоту генератора керованого напругою буде адекватна.To measure the frequency of a voltage-controlled generator signal, a reference signal source with high frequency stability is required. The signal of this highly stable reference oscillator is applied to the input of the microcontroller, which corresponds to the input of the timer-counter module of the microcontroller. At the same time, the frequency of the voltage-controlled generator is measured by the method, the only difference of which from the known method is that the signal of the highly stable reference generator is not fed to the clock system input of the microcontroller and the measured signal to the input of the timer-counter, but on the contrary, the signal of the highly stable reference generator is fed to the input of the timer-counter and the measured signal are fed to the clock system input of the microcontroller. In either of these two cases, information about the frequency of the voltage-controlled oscillator will be adequate.

Якщо поточне значення частоти зовнішнього задавального генератора апріорі невідоме і при черговій зміні коефіцієнта ділення подільника зі змінним коефіцієнтом ділення вдвічі частота генератора керованого напругою не змінилася вдвічі в адекватний бік, то це означає, що система фазового автопідстроювання частоти ще не працює в режимі синхронізації і коефіцієнт ділення потрібно змінити вдвічі ще раз в той же бікс Цю процедуру необхідно повторювати до тих пір, поки система фазового автопідстроювання частоти не буде працювати в режимі синхронізації (при зміні вдвічі коефіцієнта ділення частота також змінюється вдвічі).If the current value of the frequency of the external setting generator is not known a priori, and when the division ratio of the divider with a variable division ratio is doubled, the frequency of the voltage-controlled generator has not doubled in the adequate direction, then this means that the phase auto-frequency adjustment system does not yet work in synchronization mode and the division ratio it is necessary to change twice again to the same bix. This procedure must be repeated until the system of phase auto-adjustment of the frequency will work in the synchronization mode (when the division ratio is doubled, the frequency also changes twice).

Після того, як система фазового автопідстроювання частоти була введена в режим синхронізації і частота проходження вихідних імпульсів модуля широтно-імпульсної модуляції стала рівною в точності частоті проходження імпульсів зовнішнього задавального генератора, приступають до формування заданої скважності імпульсів. Для цього в мікроконтролер вводять необхідний цифровий код будь-яким відомим чином. У більшості випадків 256 градацій 60 скважності виявляється більш ніж достатньо, тому в цьому випадку необхідно вводити 8-After the system of phase auto-adjustment of the frequency was entered into the synchronization mode and the frequency of passage of output pulses of the pulse-width modulation module became exactly equal to the frequency of passage of pulses of the external setting generator, the formation of the specified duty cycle of pulses is started. For this, the necessary digital code is entered into the microcontroller in any known way. In most cases, 256 gradations of 60 duty cycle turns out to be more than enough, so in this case it is necessary to enter 8-

значний двійковий код. Це можна зробити, використовуючи, наприклад, будь-який стандартний паралельний або послідовний цифровий інтерфейс мікроконтролера або вбудований модуль аналого-дифрового перетворювача, подаючи на його вхід деякий рівень постійної напруги.significant binary code. This can be done using, for example, any standard parallel or serial digital interface of a microcontroller or an integrated analog-to-digital converter module, applying some level of constant voltage to its input.

Введений цифровий код задає відповідну скважність вихідної послідовності імпульсів, яка не буде залежати від частоти проходження імпульсів.The entered digital code sets the corresponding duty cycle of the output sequence of pulses, which will not depend on the frequency of the passage of pulses.

Індикатор, вхід якого з'єднаний з першим виходом мікроконтролера, дозволяє отримати наочність процесу, відображаючи частоту повторення імпульсів і задану скважність вихідної широтно-імпульсної послідовності.The indicator, the input of which is connected to the first output of the microcontroller, allows you to get visibility of the process by displaying the pulse repetition frequency and the specified duty cycle of the output width-pulse sequence.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION A method of forming a pulse-width sequence of a given duty cycle and frequency with high accuracy when changing the pulse repetition frequency within wide limits, which includes setting the frequency of pulses of the pulse-width sequence by an external setting generator, using the pulse-width modulation module built into the microcontroller, measuring the frequency the passage of pulses carried out using the timer-counter module built into the microcontroller and carried out by comparing this frequency with the frequency of the highly stable reference oscillator, which differs in that the microcontroller is clocked by a voltage-controlled generator, while the clock pulses of the highly stable reference oscillator are counted by the timer-counter of the microcontroller, and the frequency of the voltage-controlled generator is additionally divided using a divider with a variable division ratio to the frequency of the external setting generator and synchronized with this frequency of the external setting of the generator by means of a ring of phase self-adjustment of the frequency, and the division ratio of the divider with a variable division ratio is set with the help of a microcontroller, applying the corresponding control code from the control output of the microcontroller to the control input of the divider with a variable division ratio, while the value of the division ratio is determined by measuring frequency of passage of pulses of the voltage-controlled generator, carried out by comparing it with the frequency of a highly stable reference generator, while changing the division coefficient of the divider with ZO variable division coefficient each time when the frequency of the voltage-controlled generator approaches the upper or lower limit of its frequency adjustment range, at hysteresis that prevents unstable operation of the system is entered programmatically, and the duty cycle of the output pulse-width sequence is set using the pulse-width modulation module built into the microcontroller by entering a binary into the microcontroller of the code in any available way, for example, using any standard digital interface or using the analog-to-digital converter module built into the microcontroller, applying a certain level of constant voltage to its input, while the external indicator connected to the output of the microcontroller displays the frequency passage of a pulse-width sequence and a given value of the duty cycle, and the output pulse-width sequence is formed at the output of the microcontroller, which corresponds to the output of the built-in pulse-width modulation module, while the frequency of the passage of the pulse-width sequence is changed within wide limits by an external setting generator, while the frequency of the output pulse-width sequence is always exactly equal to the frequency of the pulses of the external setting generator, and the duty cycle is always constant, and the duty cycle value is set exclusively by a digital code that is entered into the microcontroller.

Ii O1 Yin 5 ee Introduction of the circuit SHShirotso-impulse sEvBazhnosti pespdonitst II 2 ve. OZ The frequency of imNnULS. p