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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Компьютер размером в 1 кубический мм 07.04.2015 Кафедра вычислительной техники Мичиганского университета объявила о готовности к производству самого маленького в мире компьютера - Michigan Micro Mote (M^3), размером всего один кубический миллиметр. В настоящее время разработчики ведут переговоры с компаниями, проявляющими интерес к устройству. Несмотря на свой размер, M^3 способен делать снимки, измерять температуру и давление и записывать эти данные в свою память. Программирование компьютера осуществляется посредством световых импульсов, которые может передавать расположенная рядом с чипом лампа. M^3 состоит из нескольких слоев. Каждый последующий верхний слой меньше предыдущего, поэтому компьютер выглядит как лестница. Нижний слой - это фотоэлемент, преобразующий свет в электрический ток для зарядки батареи. Затем идет слой батареи, далее - слой с микропроцессором и памятью, затем - слой радиомодуля. Сверху дополнительно может быть помещена линза с фотоматрицей в виде цилиндра (она есть на втором изображении). Компьютер M^3 полностью автономный. Он способен собирать и записывать данные, извлекая энергию из света. По словам разработчиков, создать миниатюрный компьютер они смогли после выхода процессора Phoenix размером 915 x 915 мкм, потребляющего 500 пВт (5*10-10 Вт, примерно столько же энергии потребляют 500 человеческих клеток). Получив процессор, инженеры разработали фотоэлемент размером один квадратный миллиметр, с выходной мощностью 2 нВт (2*10-9 Вт). Этого оказалось достаточно для зарядки встроенной батареи и для автономной работы системы в условиях обычного освещения, если батарея разряжена. Разработчики полагают, что Michigan Micro Mote может найти применение в медицине. Компьютер можно использовать для обследований, измерения внутричерепного и внутриглазного давления при травмах и различных заболеваниях. Использование M^3 позволило бы сделать эти процедуры менее болезненными и более безопасными с точки зрения случайного занесения инфекции. Другая область применения компьютера - промышленность и инфраструктура. Инженеры считают, что устройство можно использовать для исследований месторождений полезных ископаемых или для мониторинга состояния дорог, помещая компьютеры в дорожное полотно. Встроенный беспроводной модуль позволяет компьютеру передавать информацию на расстоянии до семи метров. Сейчас инженеры работают над тем, чтобы увеличить радиус действия модуля до 20 метров, а также над способностью компьютеров передавать информацию через друг друга по цепочке. О компьютере M^3, демонстрация процесса программирования На разработку Michigan Micro Mote ушло более 10 лет. В проекте приняли участие как сотрудники кафедры, так и студенты. В их планах есть создание компьютера с еще меньшими размерами.

Другие интересные новости:

▪ Новая жизнь дирижаблей

▪ Энергия из уха

▪ Высокопроизводительные накопители Samsung 950 Pro SSD

▪ Смартфоны от ViewSonic

▪ Бензин из сахара

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Смесь французского с нижегородским. Крылатое выражение

▪ статья Каким совпадением обусловлена кажущаяся с Земли одинаковость размеров Луны и Солнца? Подробный ответ

▪ статья Слесарь-сантехник. Должностная инструкция

▪ статья Акустический локатор для автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сверхрегенеративный приемник на 90-150 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026