CS272492B1 - Zapojenie číslicového generátore impulzov - Google Patents

Abstract

Generátor impulzov je určený hlavne pre bipolárne riadenie štvorkvadrantovýph impulzových meničov. Rieši problém číslicovej kompaktibility s číslicovými, regulačnými obvodmi, problém přesného opakovatelného nastavania žiadanej hodnoty striedy a jej dostatočnú jemnost nastavsnia. Do upravovacieho obvodu (6) a testovacieho obvodu (3) vstupuje svorkou (38) žiadaná hodnota striedy. Testovací obvod (3) testuje nepřípustné stavy a upravovači obvod (6) ich upraví. Otestovaná a upravená žiadaná hodnota striedy je privádzaná na vstup čítača (10) atriadv. ktorV čita z nastaveněji hodnotystriedy naďol. Po dočítání do nuly generuje impulz. Podobné pracujú oba čítače (14, 18) bezpečnostných medzier. Klopné obvody (27, 21, 24) vytvárajú impulz žladanaj velkosti prvej bezpečnostnej msdzery, impulz žiadansj velkosti striedy, doplňkový impulz k impulzu žiadanej velkosti striedy a impulz žiadanej velkosti druhsj bezpečnostnej medzsry. Súčinovó obvody (30, 32) vytvárajú z týchto impulzov impulzy žiadanej a doplnkovej hodnoty striedy skrátené o impulzy bezpečnostných medzier. Tisto signály sa impedančně upravujú vo výstupných obvodech (33, 34).

Description

Vynález sa týká číslicového generátore impulzov, ktorý umožňuje riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov. Výstupná frekvencia jeho signálu može byť až 200 kHz a minimálny počet dekrementov na periodu pri tejto frekvenci! až 256. Uvedené zapojenie rieši problém přesného opakovatelného nastavenia striedy, spolehlivého generovania výstupného signálu v oblasti stovák kHz a kompaktibility generátora s číslicovou mikropočítačovou regulačnou slučkou.

Doterajšie sposoby zapojenia generátorov impulzov pre bipolárne riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov využívajú prvky analógovej techniky pre tvorbu výstupného signálu. Nevýhodou spomenutého riešenia je, že neumožňuje přesné opakovatelné nastavenie výstupného signálu a že pri generovaní výstupného signálu o frekvenciách řádové stovky kHz dochádza k skresleniu, nelinearite a poruchám, ktoré sa prejavujú hlavně pri spolupráci generátora impulzov s výkonovým obvodom. Modeme jšie sposoby riešenia generátora impulzov využívajú pre tento účel číslicové obvody mikropočítačov. Takéto riešenie však blokuje výpočtový čas mikropočítače, o ktorý je potom ochudobnený výpočtový čas potřebný pre výpočet regulačného obvodu. Spomenuté riešenie má ešte aj tú nevýhodu, že využívané číslicové obvody mikropočítače neumožnujú generovanie výstupného signálu s minimálnym počtom 256 dekrementov na periodu o frekvenciách viac ako 10 kHz.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie generátora impulzov podía vynálezu pozostávajúce zo zdroja impulzov, upravovacieho obvodu, testovacieho obvodu, čítaČa striedy, čítače periody, dvoch čítačov bezpečnostněj medzery, 'troch klopných obvodov, dvoch súčinových obvodov a dvoch výstupných obvodov, ktorého podstata spočívá v tom, že svorka žiadanej hodnoty striady sa přepojí so vstupom testovacieho obvodu a prvým vstupom upravovacieho obvodu. Výstup z testovacieho obvodu je spojený s druhým vstupom upravovacieho obvodu. Výstup z upravovacieho obvodu je připojený spolu s výstupom čítača periody a výstupem zdroja impulzov na prvý, druhý a třetí vstup čítača striedy. Prvý a druhý vstup čítača prvej bezpečnostnej medzery sú připojené na výstup čítača periody a výstup zdroja impulzov. Okrem toho je však třetí vstup přepojený so svorkou žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzery. Výstup z čítača prvej bezpečnostnej medzery spolu s výstupem čitařa periody je připojený na druhý a prvý vstup prvého klopného obvodu, ktorého výstup js s prvým výstupom druhého klopného obvodu přivedený na prvý a druhý súčinový obvod. Výstup tohto obvodu je spojený so vstupom prvého výstupného obvodu, ktorého výstup je prvým výstupom z generátora impulzov. Prvý a druhý vstup čítača druhaj bezpečnostnej me dzery sú_Sp_Ojené s výstupom Čítača striedy a výstupom zdroja impulzov. Opať tak ako u čítača prvej bezpečnostnej medzery, aj tu je ešte s jeho třetím vstupem přepojená svorka žiadanej hodnoty druhej bezpečnostnej medzery. Výstup čítača druhej bezpečnostnej medzery je spolu s výstupom čítača striedy připojený na prvý a druhý vstup tretieho klopného obvodu, ktorého výstup je s druhým výstupom druhého klopného obvodu připojený na prvý a druhý vstup druhého súčinového obvodu; výstup zo súčinového obvodu je spojený se vstupom druhého výstupného obvodu, ktorého výstup js druhým výstupom z generátora impulzov. Na prvý a druhý vstup druhého klopného obvodu sú připojené výstupy z čítača striedy a čitača periody.

Výhodou tohto zapojenia je, že umožňuje dosiahnuť výstupný signál s minimálně 256 dekrementami na periodu o frekvenci! až do 200 kHz. Umožňuje tiež přesné opakovatelné nastavenie výstupného signálu a je kompaktibilné s mikropočítačovým regulačným obvodom.

Na pripojenom výkrese je na obrázku nakreslené blokové zapojenie číslicového generátora impulzov pře bipolárne riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov so spínacou frekvenciou do 200 kHz, podía vynálezu.

Svorka 38 žiadanej hodnoty striedy je přepojená s prvým vstupom 4 upravovacieho obvodu 6 a vstupom testovacieho obvodu 3, ktorého výstup je připojený na druhý vstup 5 upravovacieho obvodu £. Výstup z upravovacieho obvodu 6 je připojený na prvý vstup 7 čítača 10 striedy, na ktorého druhý vstup _9 je připojený výstup čítača 2 periody a tře

CS 272 492 Bl 2 tí vstup 8 js připojený výstup zo zdroja jL impulzov. Výstup z čitača 10 striedy je spojený s prvým vstupom 22 druhého klopného obvodu 24 a s druhým vstupom 20 trstieho klopného obvodu 21. Druhý vstup 13 čítača 14 prvej bezpečnostnej medzery je připojený na výstup zo zdroja j. impulzov. Prvý vstup 12 čítača 14 prvej bezpečnostnej medzery je spojený s výstupom čítača 2 periody. Třetí vstup 11 čítača 14 prvej bezpečnostnej medzery je přepojený so svorkou 39 žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzery. Výstup čítača 14 prvej bezpečnostnej medzery je připojený na druhý vstup 25 prvého klopného obvodu 27, na ktorého prvý vstup 26 je připojený výstupný signál z čítača 2 strisdy. Výstup z prvého klopného obvodu 27 je spolu $ prvým výstupom 35 druhého klopného obvodu 24 připojený na prvý vstup 28 a druhý vstup 29 prvého súčinového obvodu 30. Výstup z prvého súčinového obvodu 30 je spojený so vstupom prvého výstupného obvodu 33, ktorého výstup je prvým výstupom z generátora impulzov. Na prvý vstup 17 čítača 18 druhej bezpečnostnej medzery je připojený výstup z čitača 10 striedy. Na druhý vstup 16 čítača 18 druhej bezpečnostnej medzery je připojený výstup zo zdroja 1. impulzov. Svorka 40 žiadanej hodnoty druhej bezpečnostnej medzery je spojená s třetím vstupom 15 čítača 18 druhej bezpečnostnej medzery. Výstup z čítača druhej bezpečnostnej medzery spolu s výstupom čitača 10 striedy spojený s prvým a druhým vstupom 19, 20 tretieho klopného obvodu 21 , Výstup z tretieho klopného obvodu 21 a druhý výstup 36 druhého klopného obvodu 24 sú připojené prvý a druhý vstup 31 a 37 druhého súčinového obvodu 32,ktorého výstup je spojený so vstupom druhého výstupného obvodu 34. Výstup z tohto obvodu je zároveň druhým výstupom z generátora impulzov. Druhý vstup 23 druhého klopného obvodu 24 je spojený s výstupom čítača 10 striedy.

Signál žiadanej hodnoty striedy v binárnej forme připojený na svorku 38 žiadanej hodnoty striedy v binárnej forme, vstupuje prvým vstupom 4 do upravovacieho obvodu 6. Taktiež vstupuje do testovacieho obvodu 3. Keňže binárna forma vyjadrenia žiadanej hodnoty striedy može mať osem alebo viac bitov a može nadobúdať medzné stavy, to sú nuly na všetkých bitoehalebo jednotky na všetkých bitoch, ktoré navrhovaný generátor impulzov nemože spracovať, tak testovací obvod 3 vyhodnocuje tieto stavy. Testovací obvod 3 svojim výstupom cez druhý vstup 5 upravovacieho obvodu 6, v případe zistenia nedovolenej kombinácie, aktivizuje upravovači obvod 6, ktorý upraví najnižši váhový bit čislicovej formy žiadanej hodnoty striedy tak, že ho změní na doplňkový a tým nedojde k narušeniu činnosti generátora impulzov podlá vynálezu. Žiadaná hodnota strisdy z výstupu upravovacieho obvodu 6 je připojená na prvý vstup 7 čitača striedy 10. čítač 2 periody počítá impulzy prichádzajúce na jeho vstupy zo zdroja j. impulzov. Po dočítáni do koncovsj hodnoty a opatovnom začati čítania, pretože čítač 2 periody pracuje cyklicky, na jeho výstupe sa generuje impulz, ktorý je privádzaný na druhý vstup 9 čitača 10 striedy a ktorý sposobuje nastavenie čitača 10 striedy na hodnotu danú signálom na prvom vstupe 7. Na treti vstup 8 čitača 10 striedy prichádza signál zo zdroja j. impulzov, ktorý sposobuje, že čítač 10 strisdy čita z nastavenej hodnoty, pomocou signálov na prvom a druhem⁶vstupe 7 a 9 nadol. Po dočítaní do nuly generuje čítač 10 striedy na svojom výstupe impulz rovný jednému impulzu zdroja j. impulzov. Kečíže aj čítač 10 striedy po dočítaní do nuly pokračuje cyklicky v čítaní smerom nadol z najvyššej možnej hodnoty, ktorú skokom nadobúda, preto musíme zabezpečit rovnakú časová dížku cyklického čítania čitača 2 periody aj čítača 10 striedy. Musíme teda volit také zapojenie oboch spominaných čítačov, aby maximálna hodnota, ktorú možu pri cyklickom čítaní nadobudnút, vyjádřená pomocou logických núl a jsdnotiek na jednotlivých čítačích bitoch čítačov, bola úplné rovnaká. Ako bude 3alej uvádzané, tak aj čítač 14 prvej bezpečnostnej medzery a čítač 18 druhej bezpečnostnej medzery čitajú cyklicky a teda musia spínat uvedenú podmienku zapojenia tiež. Čítač 14 prvej bezpečnostnej medzery pracuje podobné ako čítač 10 striedy. Na prvý vstup 12 čitača 14 prvej bezpečnostnej medzery prichádza tiež výstupný impulz z čítača 2 periody, ktorý sposobí nastavenie čitača 14 prvej bezpečnostnej medzery na hodnotu žiadanej prvej bezpečnostnej medzery vyjadrenú v binárnej formě ti

CS 272 492 Bl a privádzanú cez svorku 39 žiadanej hodnoty prve] bezpečnostně] medzery v binárně] formě na třetí vstup 11 čítača 14 prvá] bezpečnostně] medzery. Signál zo zdroja jL impulzov privádzaný na druhý vstup 13 čítača 14 prve] bezpečnostně] medzery sposabuje čitanie čítača 14 prve] bezpečnostně] medzery smerom nadol z nastavena] hodnoty. Pri dočítaní do nuly generuje čítač 14 prvej bezpečnostně] medzery na svojom výstupe impulz rovný jednému impulzu zo zdroja j. impulzov. Čitač 18 druhé] bezpečnostně] medzery pracuje rovnako ako Čítač 14 prvej bezpečnostně] medzery len nastavovací signál privádzaný na jeho prvý vstup 17 je výstupným signálom čítača 10 striedy. Žiadaná hodnota druhej bezpečnostně] medzery je privádzaná cez svorku 40 žiadanej hodnoty druhej bezpečnostně] medzery na třetí vstup 15 a signál zo zdroja JL impulzov na druhý vstup 16. Po dočítaní čítača 18 druhej bezpečnostně] medzery zo žiadanej hodnoty druhej bezpečnostně] medzery do nuly, sa opat na jeho výstupe generuje impulz rovný jednému impulzu Zo zdroja .1 íbpulzov. Na prvý vstup 26 prvého klopného obvodu 27 je přivedený výstupný impulz čítača 2 periody, ktorý překlopí výstup prvého klopného obvodu 27. Na druhý vstup 25 prvého klopného obvodu 27 je po dočítáni čítača 14 prvej bezpečnostně] medzery přivedený jeho výstupný impulz, ktorý překlopí výstup prvého klopného obvodu 27 do povodného stavu, aký mal před prichodom impulzu z výstupu čítača 2 periody. Tým sa na výstupe prvého klopného obvodu 27 generuje impulz časové] dížky o žiadanej hodnota prvej bezpečnostnej me dzepy. Druhý klopný obvod 24 pracuje tak isto ako prvý klopný obvod 27. Prvýkrát je preklápaný výstupným impulzem z čítača 2 periody privádzaný na druhý vstup 23. Preklopenie jeho výstupu do povodného stavu je sposobené přivedením výstupného impulzu z čítača 10 striedy na prvý vstup 22. Prvý výstup 35 z druhého klopného obvodu 24 generuje impulz o žiadanej hodnotě striedy. Druhý výstup 36 druhého klopného obvodu 24 generuje doplňkový impulz k impulzu na výstupe 35. Třetí klopný obvod 21 pracuje rovnako ako dva predchádzajúce. Prvýkrát je preklápaný výstupným impulzom z čitača 10 striedy privádzaným na druhý vstup 20 tretieho klopného obvodu 21, do p'ovodnej polohy je preklápaný výstupným impulzom z čitača 18 druhej bezpečnostnej medzery privádzaným na prvý vstup 19. Na výstupe tretieho klopného obvodu 21 sa preto generuje impulz o časovej dížke rovnej hodnotě druhej bezpečnostnej medzery. Na prvý vstup 28 súčinového obvodu 30 je připojený výstupný signál prvého klopného obvodu 27. Na druhý vstup 29 toho istého obvodu 30 je připojený výstupný signál z prvého výstupu 35 druhého klopného obvodu 24. Prvý súčinový obvod 30 robi súčin týchto dvoch vstupných signálov, čim na jeho výstupe dostaneme signál ako na prvom výstupe 35 druhého klopného obvodu 24, len na začiatku skrátený o časový interval žiadanej hodnoty prvaj bezpečnostnej medzery. Prvý výstupný obvod 33 tento signál upraví tak, aby bol prvý výstup z generátore impulzov skratuvzdorný. Druhý súčinový obvod 32 robí súčin výstupného signálu druhého klopného obvodu 24 snimaného z druhého výstupu 36 a připojeného na druhý vstup 37 druhého súčinového obvodu 32 a výstupného signálu tretieho klopného obvodu 21 připojeného na prvý vstup 31 druhého súčinového obvodu 32. Výstupný impulz z druhého súčinového obvodu 32 je rovný doplňku k výstupnému impulzu na prvom výstupe 35 druhého klopného obvodu 24 skrátenému na začiatku impulzu o dížku trvania žiadanej druhej hodnoty bezpečnostnej medzery. Výstupný signál druhého súčinového obvodu 32 sa v druhom výstupnom obvode 34 upraví tak, aby bol aj druhý výstup z generátora impulzov skratuvzdorný. Žiadané hodnoty striedy a bezpečnostných medzier sú vyjádřené v binárnej forme a sú vlastně kombinácie logických núl a jednotiek v binárnom kóde, ktoré v desiatkovej sústave určujú číslo, ktoré určuje, kolko impulzov zo zdroja impulzov musí příst na čitač, aby časová dížka počitania týchto impulzov bola rovnaká ako žiadaná hodnota dížky trvania striedy alebo jednotlivých bezpečnostných medzier. Výstupná frekvencia a počet dekrementov na periodu je daný frekvenciou zdroja impulzov, ktorá može byť premenlivá s maximálnou hodnotou, do ktorej čítajú vSetky čítače.

Zapojenie generátora impulzov podlá vynálezu sa dá využit hlavně pre bipolárne riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov.

Claims (1)

1. Zapojenie číslicového generátora impulzov pre bipolárne riadenie štvorkvadrantových impulzových meničov so spinacou frekvenciou do 200 kHz pozostávajúce zo zdroja impulzov, upravovacieho obvodu, testovacieho obvodu, čítača striedy, čítača periody, dvoch čítačov bezpečnostných medzier, troch klopných obvodov, dvoch súčinových obvodov a dvoch výstupných obvodov, vyznačujúce sa tým, že svorka (38) žiadanej hodnoty striedy je přepojená s prvým vstupom (4) upravovacieho obvodu (6) a vstupem testovacieho obvodu (3), ktorého výstup je připojený na druhý vstup (5) upravovacieho obvodu (6), ktorého výstup je připojený na prvý vstup (7) čítača (10) striedy, na ktorého druhý vstup (9) je připojený výstup z čítača (2) periody, ktorý má vstup spojený s výstupom zdroja (1) impulzov, ktorý je taktlež připojený na treti vstup (8) čítača (10) striedy, ktorého výstup je připojený na prvý vstup (17) čítača (18) druhej bezpečnostnej medzery, ktorý má třetí vstup (15) přepojený so svorkou (40) žiadanej hodnoty druhej bezpečnostnej medzery a na ktorého druhý vstup (16) je připojený výstup zo zdroja (1) impulzov, ktorého výstup je taktiež připojený na druhý vstup (13) čítača (14) prvej bezpečnostnej medzery, ktorého třetí vstup (11) je přepojený so svorkou (39) žiadanej hodnoty prvej bezpečnostnej medzery a ktorého prvý vstup (12) je přepojený s výstupom čítača (2) periody, ktorý je taktiež přepojený s prvým vstupom (26) prvého klopného obvodu (27), ktorého druhý vstup (25) je připojený na výstup čítača (14) prvsj bezpečnostnej medzery, ktorého vstup (12) je přepojený s druhým vstupom (23) druhého klopného obvodu (24), na ktorého prvý vstup (22) je připojený výstup z čitača (10) striedy, ktorého výstup je taktiež připojený na druhý vstup (20) tretieho klopného obvodu (21), ktorého prvý vstup (19) je spojený s výstupom Čitača (18) druhej bezpečnostnej medzery a že výstup z tretieho klopného obvodu (21) je spojený s prvým vstupom (31) druhého súčinového obvodu (32), ktorého druhý vstup (37) je spojený s druhým výstupom (36) druhého klopného obvodu (24), ktorého prvý výstup (35) je spojený s druhým vstupom (29) prvého súčinového obvodu (30), ktorého prvý vstup (28) je spojený s výstupom prvého klopného obvodu (27), a že výstup prvého súčinového obvodu (30) je spojený s prvým výstupným obvodom (33), ktorého výstup je prvým výstupom generátora impulzov a výstup z druhého súčinového obvodu (32) je spojený so vstupom druhého výstupného obvodu (34), výstup ktorého je druhým výstupom generátora impulzov.