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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Бактерии замедлят таяние мороженого 15.10.2015 Шотландские ученые из Эдинбургского университета и Университета Данди смогли замедлить таяние мороженого с помощью белка, который меняет свойства продукта. Белок, известный как BsIA, обычно встречается в конгломератах микроорганизмов, называемых биопленками. Оказалось, что он способен менять некоторые свойства мороженого, в частности, сделать его более устойчивым к температурному воздействию. Большинство бактерий в естественных условиях живет внутри биопленок, а внешняя структура этих объектов приобретает устойчивость благодаря множеству молекул, выделяемых клетками. К примеру, BsIA отвечает за создание гидрофобного слоя на внешней поверхности биопленки. Однако, специфичные свойства белка позволяют ему также обеспечивать свободное смешение субстанций, которые обычно отталкивают друг друга, например, воды и масла. Важнейшую роль в мороженом играет взаимодействие между жиром и водой, поэтому добавление BsIA стабилизирует структуру и замедляет его таяние. Шотландцы изготовили в лаборатории пробную партию мороженого с добавлением белка BsIA, но попробовать его на вкус никто из них не решился. Ученые лишь отметили, что с точки зрения плотности и текстуры мороженое абсолютно идентично традиционному. Теперь разработчики намерены довести свой продукт до серийного производства и надеются на впечатляющий коммерческий успех. Впрочем, британский шеф-повар Хестон Блюменталь уже запустил в продажу нетающее мороженое собственной разработки. В отличие от шотландцев, его состав держится в строжайшем секрете, зато попробовать его могут все желающие - и убедиться, что ванильный рожок по вкусу ничем не отличается от привычного мороженого.

Другие интересные новости:

▪ Сетевые A4 принтеры Xerox Phaser 3052NI и Phaser 3260DNI

▪ Пробиотики защищают от депрессии

▪ Беспилотные автомобили Volvo на дорогах Швеции

▪ Елочные фермы позитивно воздействуют на природу

▪ Обнаружена чужеродная звезда в Млечном Пути

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Блаженны владеющие. Крылатое выражение

▪ статья Правда ли, что человек зевает, только когда устает? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту дорожно-строительных машин. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Защита от токов перегрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магнетизм пальцев. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026