Особливості побудови цифрових систем керування

В цифрових системах керування реалізуються способи формування ШІМ, розглянуті в попередніх параграфах. Однак зміна сигналів керування і опорного у таких системах відбувається дискретно з інтервалом

,

де ціле число інтервалів , що складають період Т вихідної напруги.

При такому представленні аргументу рівняння (4), (6) і (9) приймуть вигляд

, ; ; (10)

, ; ; (11)

, ; , (12)

де корінь рівняння.

Найбільш широке застосування знаходять СК, які побудовані на основі кодо- і частотно-імпульсного перетворень. Принцип роботи систем із кодоімпульсним перетворенням полягає в представленні на першому такті роботи ( ) напруги керування (рис. 9) у вигляді двійкового коду з наступним занесенням цього коду в регістр. Надалі можливі наступні варіанти перетворення даного коду в часовий інтервал:

1) поступове заповнення лічильника імпульсів від тактового генератора й порівняння кодів регістра й лічильника (крива 1 на рис.9);

2) заповнення лічильника від тактового генератора (крива 2 на рис.9), починаючи із значення до остаточного заповнення;

3) поступове обнуління лічильника (крива 3 на рис.9). Моменти порівняння, заповнення, обнуління кодів визначають часове положення імпульсу керування відповідно до рівняння (10), що описує ШІМ-I.

Рис. 9. Діаграми зміни рівня сигналу при кодоімпульсній модуляції

При реалізації частотно-імпульсного перетворення проводиться заповнення або обнуління лічильника імпульсами, частота , проходження яких однозначно визначається напругою керування. Попередньо лічильник може заповнюватися, наприклад, імпульсами генератора стабільної тактової частоти . Якщо частота змінюється в залежності від миттєвих значень напруги керування, то така система реалізує ШІМ-II інтегрального типу.

Частотно-імпульсний спосіб перетворення можна реалізувати на базі керованого дільника частоти, через який імпульси тактового генератора подаються на заповнення або обнуління лічильника. Якщо коефіцієнт ділення встановлюється на початку кожного періоду пропорційним значенню , то в системі реалізується ШІМ-I.

Якщо коефіцієнт розподілу безперервно змінюється в залежності від , , то реалізується ШІМ-II.

На основі схеми цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) слідкуючого типу може бути реалізована система з ШІМ-II розгортаючого типу (рис. 3.8).

Рис. 10. Структурна схема реалізації ШІМ-ІІ

У цій схемі імпульси, що надходять з генератора (Г), послідовно заповнюють лічильник (Ліч), а код, що знімається з його виходу, перетворюється ЦАП в аналогову величину, момент порівняння якої з напругою визначає часове положення імпульсу керування.