Простой ШИМ-генератор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Предложен простой модулируемый генератор, который можно применить для формирования и обработки различных сигналов в радиолюбительских приборах.

Для начала рассмотрим схему генератора прямоугольных импульсов (рис. 1), который выполнен на двух RS-триггерах из логических элементов микросхемы МОП или КМОП.

Генератор работает следующим образом. При включении питания входные паразитные емкости каждого элемента - на схеме условно показаны как С1 и С2 - разряжены. Исходное состояние входов 1 и 5 первого триггера при этом соответствует лог. 0, а на его выходах 3 и 6 - лог. 1. Второй триггер случайным образом устанавливается в одном из двух состояний: предположим, что на выходе 10 - лог. 1, на выходе 13 - лог. 0. При этом диод VD1 закрыт, a VD2 открывается и достаточно быстро заряжает С2. На входе 5 устанавливается лог. 1, а на выходе 6 - лог. 0, и второй триггер переключается в другое состояние, соответственно открывая диод VD1 и закрывая VD2. Емкость С1 заряжается через диод VD1, и на входе 1 появляется лог. 1.

В таком состоянии триггеры будут находиться до тех пор, пока на входе 1 не появится уровень лог. 0. Это время определяется входной емкостью С2, током утечки входа* и разностью между напряжением лог. 1 (примерно равным Uпит) и пороговым напряжением микросхемы (примерно половине Uпит): t = C2-(Uпит·Uпор)·Iут.

После разрядки емкости С2 до порогового напряжения второй триггер вновь переключится, снова зарядится С2 и начнется разрядка С1. По достижении на нем порогового напряжения второй триггер опять переключится; в дальнейшем процессы повторяются.

Как видно из приведенной выше формулы, при практически неизменных токе утечки и пороговом напряжении время разряда паразитной емкости зависит от ее величины. У макетного образца генератора, когда к нему приближали руку, наблюдалось изменение частоты и скважности импульсов. Для уменьшения влияния обратного тока диодов их выбирают с возможно меньшим током утечки (типа КД102А).

Длительностью импульсов в таком генераторе можно управлять, изменяя ток разряда входных емкостей логических элементов. На основе этого принципа может быть построен генератор с широтно-импульсной модуляцией.

Рассмотрим этот вариант модуляции подробнее. К входам 1 и 6 элементов DD1 подключим два источника тока, управляемых модулируемым сигналом (рис. 2). При изменении входного сигнала ток одного источника увеличивается на ΔI, другого - уменьшается на ΔI.

Соответственно один период будет составлять: Т = t1+ t2 = С1 X Uпор/(I + ΔI) + С2 х X Uпор/(I - ΔI).

Как видно из формулы, чем больше ток разряда входных емкостей, тем меньше период и, соответственно, выше частота модулятора.

Восстановление исходного (модулирующего) сигнала возможно с помощью простой интегрирующей цепи, на выходе которой при постоянной амплитуде импульсов (Uамп) выходное напряжение составит: Uвых = Uамп х t1(t1+t2). Нетрудно сделать вывод, что при ΔI = 0, одинаковых входных емкостях и пороговых напряжениях входов логического элемента на выходе интегрирующей цепи будет действовать напряжение, близкое по величине к половине напряжения питания. Изменение выходного напряжения и коэффициент передачи для модулирующего сигнала соответствуют выражениям: ΔUвых = Uамп Х ΔI/2I; К = ΔUвых/ΔUвх = (Uамп/2I)∙(2I/Uт) = Uамп/Uт, где Uт - температурное напряжение, равное 26 мВ при температуре 300 к.

Еще одно замечание. Под действием входного сигнала изменяется как длительность импульса, так и длительность паузы. Частота импульсов также несколько изменяется: при увеличении входного сигнала она уменьшается. Этим определяется достаточно большой динамический диапазон устройства. Практическая схема генератора приведена на рис. 3. Его элементы выбраны из соображений их доступности и повторяемости параметров.

Входной дифференциальный каскад (VT1, VT2) выполнен на биполярных транзисторах КТ315 (с любым буквенным индексом), желательно с близкими коэффициентами передачи тока базы. В качестве диодов использованы КД102 с малым обратным током. Для увеличения стабильности работы генератора в схему введена отрицательная обратная связь с выхода 4 через низкочастотный фильтр из резистора R5, конденсатора С2 и резистора R4 с частотой среза около 16 Гц.

Настройка генератора производится подбором резистора R3 на необходимую частоту модуляции.

Автор: В.Горбатых, г.Улан-Удэ

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Новое изобретение снизит стоимость гибких гаджетов 29.08.2013 Группа ученых Техасского университета продемонстрировала один из наиболее важных компонентов, который сможет положить начало бурному развитию гибкой электроники: радиомодуль из графена, работающий достаточно быстро для того, чтобы передавать, принимать и обрабатывать сигналы связи, сообщает Technology Review. На роль материала для изготовления гибких электронных схем множество претендентов, однако все они имеют проблемы. Одни материалы не позволяют изготовить достаточно быстрые схемы, другие позволяют это сделать, но стоимость таких компонентов получается слишком высокой для массового производства. По словам Дежи Акинванде (Deji Akinwande), инженера по электротехнике и вычислительной технике Техасского университета в Остине, главы проекта, ученые смогли найти выход из ситуации, использовав графеновые транзисторы. "Я думаю, что сейчас мы вполне можем говорить о гибких смартфонах, планшетах и других устройствах связи", - заявил он. Графен представляет собой двумерную решетку, образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом. Этот материал обладает выдающимися механическими и электрическими свойствами, благодаря чему многие считают его весьма перспективным для микроэлектронной промышленности. Ученые смогли разместить детали радиомодуля на гибкой подложке из полимера и заставить их переключаться миллиарды раз в секунду - с частотой 2,4 ГГц для технологии Bluetooth и 1 ГГц для сотовой связи. При этом максимальная достигнутая частота составила 25 ГГц. Ранее исследователи из других университетов пытались создать гибкие компоненты без использования графена, однако изготовление таких устройств оказалось сопряжено с большими затратами. Основной целью команды Акинванде было добиться как можно более низкой стоимости производства. Сделать это удалось за счет определенной последовательности в процессе изготовления. Сначала ученые формировали необходимые структуры - электроды и затворы транзисторов - на пластиковой подложке, параллельно изготавливая большие листы графена на металле. Затем графен переносился на пластиковую подложку. На последнем этапе комбинированная структура закрывалась водонепроницаемым слоем. Акинванде объяснил, что экономичность этого метода заключается в отсутствии необходимости обрабатывать сам графен.

Другие интересные новости:

▪ Автомобильный проектор понимает жесты и человеческую речь

▪ Слуховой аппарат ReSound LiNX Quattro

▪ Графен на платиновых поверхностях противоречит закону Кулона

▪ PocketBook CAD Reader с дисплеем E Ink Fina

▪ Планшет Oregon Scientific MEEP! для детей от шести лет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Огонь из воды. Советы домашнему мастеру

▪ статья У человека зубы такие же, как у животных? Подробный ответ

▪ статья Липа сердцевидная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простой измеритель емкости и тока утечки электролитических конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неразлучные семерки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026