193736. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés impulzusszélesség moduláció létrehozására
A találmány tárgya eljárás impulzusszélesség moduláció létrehozására, amely eljárás során a vivőfrekvencia egészszámú többszörösét előállító jelgenerátor impulzussorából frekvenciaosztóval állítjuk elő a vivőfrekvenciát, továbbá a vivőfrekvenciát egy kódolt jelekkel vezérelt osztásviszonyú programozható frekvenciaosztóval is előállítjuk, majd a két vivőfrekvencia fázishelyzetét egy fázisdiszkriminátorral összehasonlítjuk,és az összehasonlítás során nyert digitális fázisjellel — amely egyúttal az impulzusszélesség modulált jel — kapuzzuk a vivőfrekvencia egészszámú többszörösét előállító jelgenerátor impulzussorát, majd az így nyert jelet a programozható frekvenciaosztóval leosztjuk. A találmány tárgya továbbá kapcsolási elrendezés impulzusszélesség moduláció létrehozására, amely kapcsolási elrendezésben jelgenerátor kimenete egyrészt frekvenciaosztón keresztül fázisdiszkriminátorra, másrészt kapuáramkör egyik bemenetére csatlakozik, míg a kapuáramkör kimenete közvetlenül vagy közvetve olyan kódoltjel bemenetű programozható frekvenciaosztó bemenetére van kötve, amely programozható frekvenciaosztó kimenete a fázisdiszkriminátor másik bemenetére csatlakozik és a íázisdiszkriminátor kimenete egyrészt a kapuáramkör másik bemenetére van visszacsatolva, másrészt a kapcsolási elrendezés impulzusszélesség modulált jel kimenete. A teljesítményelektronikai berendezések nagy része a szabályozott kimenőmennyiséget impulzusszélesség moduláció (Pulse Width Modulation = PWM) felhasználásával állítja elő (konverterek, inverterek stb.). Ez azt jelenti, hogy a kapcsolóüzemű teljesítményerősítő eszközök (tirisztorok, teljesítménytranzisztorok) meghatározott frekvenciájú (vivőfrekvencia), változó szélességű áram vagy feszültségimpulzusokat állítanak elő, ezért vezérlésükhöz impulzusszélesség modulált vezérlőjelek szükségesek. Az impulzusszélesség modulált vezérlőjeleket előállító elektronikus eszközök — az impulzusszélesség modulátorok — hosszú ideig kizárólag analóg elven működtek, az utóbbi időben azonban a digitális mikroelektronikai áramkörök gyors ütemü fejlődése miatt egyre inkább a digitális módszerek felé fordult a figyelem. Az analóg megoldásoknál feszültség vagy áramjel határozza meg az impulzusszélesség nagyságát, ezért az analóg PWM-eket közvetlenül csak analóg kimenő jelű szabályozók működtethetik, digitális vezérlésükhöz közbenső D/A átalakító szükséges. A digitális elven működő PWM-ek impulzusszélessége digitális jellel vezérelhető, emiatt ezek közvetlenül alkalmasak digitális szabályozók, mikroprocesszorok kimenőjelének fogadására. A technika jelenlegi állása szerint számos eljárás ismeretes a digitális elven működő 1 impulzusszélesség modulátorok kialakítására. A feladat minden esetben számlálási műveletekre épül, függetlenül attól, hogy a megvalósítás eszközei melyik generációhoz tartoznak, azaz a számlálás és a jelfeldolgozás valóságos „hardware“ számlálóval, ill. logikával (diszkrét logikai áramkörök, LSI áramkörök stb.), avagy program segítségével, »software“ útján (mikroprocesszorok felhasználásával) történik. Az egyszerűbb áttekinthetőség céljából a következőkben hardware eszközökre utaló ábrázolási formát alkalmazunk, azonban a bemutatott logikai összefüggések és eljárások software útján is realizálhatók. A digitális elven működő impulzusszélesség modulátorok egyik ismert és leggyakrabban alkalmazott megoldását az 1. és 2. ábra alapján ismertetjük. Az fs vivőfrekvenciát a vivőfrekvencia egész számú többszörösét előállító G jelgenerátor kfs frekvenciájú impulzussorából a k osztásviszonyú D frekvenciaosztó állítja elő. Ennek S* kimenetén keletkezik az fs vivőfrekvencia. Ha pl. a D frekvenciaosztót lefelé számláló valósítja meg, akkor annak számtartalma és S kimenő jele a 2. ábra szerint alakul: az S* kimeneten az impulzust a számláló számtartalmának nullává válása (túlcsordulása) váltja ki, és ezzel egyidősen a számlálóba a k osztásviszonnyal azonos számérték íródik. Ez az esemény ezért minden k-adik generátor-impulzus után megismétlődik. A G jelgenerátor impulzussora a KP kapu áramkörön keresztül a PFO programozható frekvenciaosztó C* impulzus bemenetére is bejut (CK jel). Ennek osztásviszonya a Zf,b kódbemenet által programozható. Ha pl. a PFO programozható frekvenciaosztót is lefelé számláló alkotja, akkor az R*. kimeneten megjelenő impulzus a számtartalom nullává válásakor (túlcsordulásakor) keletkezik (R jel), és ezzel egyidőben a Zóí, kódbemenet által programozott Zó számérték beíródik a PFO programozható frekvenciaosztót alkotó számlálóba (2. ábra). A D frekvenciaosztó kimenő jelének S? ill. a PFO programozható frekvenciaosztó R jelének fázishelyzetét egy élvezérlésű FD fázisdiszkriminátor összehasonlítja. Az összehasonlítás oly módon történik, hogy az FD fázisdiszkriminátor F* kimenetét az S kimenő jel pl. magas, az R jel alacsony szintűre állítja (F digitális fázisjel). A PFO programozható frekvenciaosztóba jutó impulzusokat az F digitális fázisjel kapuzza. A KP kapúáramkörön az S kimenő jel és az R jel között lévő fáziskésleltetés nagyságával arányos számú impulzus jut a PFO programozható frekvenciaosztóba, tehát az azt alkotó számláló éppen a Z« számértékkel azonos számú impulzus hatására csordul túl. Ezért Zó számérték arányos az S kimenő 2 3 193736 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
