Бесплатная техническая библиотека

Простой ШИМ-модулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

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.

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).

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.

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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Еще одиннадцать спутников Юпитера 02.08.2002 Астрономы, работающие на большом франко-канадском телескопе, установленном на Гавайских островах, сообщили об открытии еще 11 спутников Юпитера. Все эти спутники имеют в поперечнике лишь несколько километров и движутся группками, поэтому ученые предполагают, что они являются фрагментами более крупных небесных тел, по какой-то причине разбившихся на части. Максимальная дистанция новооткрытых лун от Юпитера - 20 миллионов километров. Все они обращаются вокруг Юпитера в направлении, обратном его вращению. До сих пор самым богатым на спутники считался Сатурн - 30 лун, но Юпитер сейчас превзошел его на 9 спутников. Астрономы планируют в дальнейшем точнее изучить их орбиты и размер.

Другие интересные новости:

▪ Солнечные модули CIGS от TSMC Solar

▪ Опасность возобновляемой энергетики

▪ Приемопередатчик 32 Гбит/с от Altera

▪ Разработана долговечная алмазная батарея

▪ Загрязнение воздуха и аппендицит

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Прекрасное есть жизнь. Крылатое выражение

▪ статья Кто и когда выпустил книгу с обложкой из наждачной бумаги? Подробный ответ

▪ статья Сахарный корень. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Безотказная электронная зажигалка для газовой плиты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадывание предмета. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026