Простой ШИМ-модулятор. Схема, описание

Простой ШИМ-модулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

Прискорбно видеть, как отечественный рынок заполняется преимущественно заморской аппаратурой, что топчет нашего родного производителя электронной техники. Однако нисколько не сомневаюсь в том, что есть в нашей стране немало талантов, которые не уступят зарубежным светилам, только нет условий, чтобы эти таланты себя проявили. Поэтому с удовольствием представляю нашим радиолюбителям одну из своих разработок.

Простой ШИМ-модулятор

Для начала немного теории. Рассмотрим схему (Рис. 1) генератора импульсов на микросхеме МОП-логики К176ЛА7 и двух диодах. Генератор выполнен на двойном RS - триггере.

Простой ШИМ-модулятор
Рис. 1

Генератор работает следующим образом:

При включении питания C1 и C2 - входные паразитные емкости каждого элемента - разряжены. Соответственно на входах 1 и 5 состояние логического нуля, а на выходах 3 и 6 - логической единицы. Второй триггер случайным образом устанавливается в какое-то устойчивое состояние. Предположим, на выходе 10 - логическая единица, на выходе 13 - логический ноль. При этом VD1 - закрыт, VD2 - открывается и достаточно быстро заряжает C2. На входе 5 устанавливается логическая единица, а на выходе 6 - логический 0, что переключает второй триггер в другое состояние (вых.10 - логический 0, вых.13 - логическая 1), соответственно открывая VD1 и закрывая VD2. Через VD1 заряжается C1 и на входе 1 появляется логическая 1.

В таком состоянии двойной триггер будет находится до тех пор, пока на входе 1 не появится уровень логического 0. Это время определяется входной емкостью C2, током утечки входа и разностью между напряжением логической 1 (примерно Uпит) и пороговым напряжением микросхемы (примерно Uпит/2).

t=C2*(Uпит-Uпор)/Iут После разряда C2 до порогового напряжения вновь переключится второй триггер, зарядится C2 и начнется разряд C1. По достижении на нем порогового напряжения второй триггер переключается и в дальнейшем процесс повторяется.

Как видно из приведенной выше формулы, при практически неизменных токе утечки и порогового напряжения, время разряда паразитной емкости зависит от ее величины. У макетного образца такого генератора наблюдалось изменение частоты и скважности импульсов, когда к генератору приближали руку. Для уменьшения влияния обратного тока диодов, их выбирают с возможно меньшим током утечки (типа КД102).

Модулятор на основе двухтриггерного генератора

Модулировать длительность импульсов в таком генераторе можно изменением включенной параллельно входу емкости или управлением током разряда входных емкостей. Рассмотрим вариант с управлением тока разряда входных емкостей. На входе 1 и 6 включим два источника тока, управляемых модулируемым сигналом (Рис. 2).

Модулятор на основе двухтриггерного генератора
Рис. 2

Причем, при изменении входного сигнала ток одного источника увеличивается на ?I, другого - уменьшается на ?I.

Соответственно один период будет составлять:

T=t1+t2=C1*Uпор/(I+??I)+C2*Uпор/(I-??I);

откуда видно, что чем больше ток разряда входных емкостей, тем меньше период и, соответственно, выше частота модулятора. Восстановление исходного сигнала производится с помощью интегрирующей цепи, на выходе которой при постоянной амплитуде выходных импульсов (Uам) напряжение составит :

Uвых=Uам*t1/(t1+t2)

нетрудно вывести, что при одинаковых входных емкостях, пороговых напряжениях, и ?I=0, Uвых=Uам/2.

А изменение выходного напряжения и коэффициент передачи:

?U=??I*Uам/2I;

K= Uам/2I

Таким образом, уменьшая ток разряда входных емкостей и увеличивая амплитуду выходных импульсов модулятора, можно получить помимо модуляции усиление входного сигнала. И еще одно замечание: так как при изменении входного сигнала изменяется как длительность импульса, так и длительность его отсутствия, частота модуляции изменяется, при увеличении входного сигнала она уменьшается. Это также определяет достаточно большой динамический диапазон модулятора.

Практическая схема модулятора приведена на Рис. 3. Детали модулятора выбирались из соображений доступности и легкой повторяемости схемы.

Входной дифференциальный каскад выполнен на биполярных транзисторах КТ315 с любой буквой, желательно с близкими коэффициентами усиления по току. В качестве диодов выбраны КД102 с малым обратным током.

Модулятор на основе двухтриггерного генератора
Рис. 3

Для увеличения стабильности работы модулятора в схему введена отрицательная обратная связь с выхода 4 через низкочастотный фильтр резистор 12 к, конденсатор 1.0 мкФ и резистор 24 к, имеющий частоту среза около 16 Гц.

Настройка модулятора производится подбором резистора 110 к на необходимую частоту модуляции.

Автор: Владимир Алексеевич Горбатых, г. Улан-Удэ; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Sony останавливает производство ЭЛТ-телевизоров в Японии 24.11.2003

В соответствии со второй стадией намеченного плана реструктуризации, представленного в мае, Sony планирует полностью приостановить производство ЭЛТ-телевизоров в Японии уже к середине 2004 г.

2 завода в Иназаве (префектура Аичи) и Мизанами (префектура Гифу) будут переориентированы на производство ЖК-телевизоров и других устройств с плоским экраном. Sony планирует инвестировать 300 млрд. йен в реструктуризацию своего бизнеса по производству электронной техники.

Цель компании - повысить к 2006 финансовому году (который закончится 31 марта 2007 года) операционную прибыль до 10% с текущего показателя в 4%.

Другие интересные новости:

▪ Происхождение золота

▪ Чип, определяющий количество алкоголя в крови

▪ Мобильная рабочая станция Tornado F7 Server Edition

▪ Отслеживание спутников и космического мусора

▪ Твердотельные накопители Verbatim Ассортимент Verbatim Vi3000 и Vi560 S3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Автомобильная покрышка для летнего душа. Советы домашнему мастеру

▪ статья Кто такие долгоносики? Подробный ответ

▪ статья Организация работы уполномоченных (доверенных) лиц по охране труда

▪ статья Установка, подключение, фазировка бытовой розетки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадки про дождь, град, туман, росу

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте