Простий ШИМ-генератор. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Простий ШИМ-генератор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

Коментарі до статті

Запропоновано простий модульований генератор, який можна застосувати для формування та обробки різних сигналів у радіоаматорських приладах.

Для початку розглянемо схему генератора прямокутних імпульсів (рис. 1), який виконаний на двох RS-тригерах із логічних елементів мікросхеми МОП або КМОП.

Простий ШИМ-генератор

Генератор працює в такий спосіб. При включенні живлення вхідні паразитні ємності кожного елемента – на схемі умовно показані як С1 та С2 – розряджені. Вихідний стан входів 1 і 5 першого тригера відповідає лог. 0, але в його виходах 3 і 6 - лог. 1. Другий тригер випадково встановлюється в одному з двох станів: припустимо, що на виході 10 - лог. 1, на виході 13 – лог. 0. При цьому діод VD1 закритий, a VD2 відкривається і досить швидко заряджає С2. На вході 5 встановлюється балка. 1, а на виході 6 – лог. 0, і другий тригер перемикається в інший стан, відкриваючи відповідно діод VD1 і закриваючи VD2. Місткість С1 заряджається через діод VD1, і на вході 1 з'являється балка. 1.

У такому стані тригери будуть перебувати до тих пір, поки на вході 1 не з'явиться рівень балка. 0. Цей час визначається вхідною ємністю С2, струмом витоку входу* та різницею між напругою балка. 1 (приблизно рівним Uпіт) і пороговим напругою мікросхеми (приблизно половині Uпіт): t = C2-(Uпіт Uпор) Iут.

Після розрядки ємності С2 до порогової напруги другий тригер знову перейде, знову зарядиться С2 і почнеться розрядка С1. Після досягнення у ньому порогового напруги другий тригер знову переключиться; надалі процеси повторюються.

Як видно з наведеної вище формули, при практично незмінних струмі витоку та пороговому напрузі час розряду паразитної ємності залежить від її величини. У макетного зразка генератора, коли до нього наближали руку, спостерігалася зміна частоти та шпаруватості імпульсів. Для зменшення впливу зворотного струму діодів їх вибирають із можливо меншим струмом витоку (типу КД102А).

Тривалістю імпульсів у такому генераторі можна керувати, змінюючи струм розряду вхідних ємностей логічних елементів. На основі цього принципу може бути побудований генератор із широтно-імпульсною модуляцією.

Розглянемо цей варіант модуляції докладніше. До входів 1 і 6 елементів DD1 підключимо два джерела струму, керованих сигналом, що модулюється (рис. 2). При зміні вхідного сигналу струм одного джерела збільшується на I, іншого - зменшується на I.

Простий ШИМ-генератор

Відповідно, один період становитиме: Т = t1+ t2 = С1 X Uпор/(I + ΔI) + С2 х X Uпор/(I - ΔI).

Як видно з формули, чим більше струм розряду вхідних ємностей, тим менше період і, відповідно, вища частота модулятора.

Відновлення вихідного (модулюючого) сигналу можливе за допомогою простого інтегруючого ланцюга, на виході якого при постійній амплітуді імпульсів (Uамп) вихідна напруга складе: Uвих = Uамп х t1(t1+t2). Неважко дійти невтішного висновку, що з ΔI = 0, однакових вхідних ємностях і порогових напругах входів логічного елемента на виході інтегруючого ланцюга діятиме напруга, близька за величиною до половини напруги живлення. Зміна вихідної напруги та коефіцієнт передачі для модулюючого сигналу відповідають виразам: ΔUвых = Uамп Х ΔI/2I; До = ΔUвых/ΔUвх = (Uамп/2I)∙(2I/Uт) = Uамп/Uт, де Uт - температурна напруга, що дорівнює 26 мВ при температурі 300 к.

Ще одне зауваження. Під впливом вхідного сигналу змінюється як тривалість імпульсу, і тривалість паузи. Частота імпульсів також дещо змінюється: зі збільшенням вхідного сигналу вона зменшується. Цим визначається досить великий динамічний діапазон пристрою. Практична схема генератора наведено на рис. 3. Його елементи вибрані з міркувань їх доступності та повторюваності параметрів.

Простий ШИМ-генератор

Вхідний диференціальний каскад (VT1, VT2) виконаний на біполярних транзисторах КТ315 (з будь-яким буквеним індексом), бажано з близькими коефіцієнтами передачі струму бази. Як діоди використані КД102 з малим зворотним струмом. Для збільшення стабільності роботи генератора в схему введена негативний зворотний зв'язок з виходу через 4 низькочастотний фільтр з резистора R5, конденсатора С2 і резистора R4 з частотою зрізу близько 16 Гц.

Налаштування генератора провадиться підбором резистора R3 на необхідну частоту модуляції.

Автор: В.Горбатих, м.Улан-Уде

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Статична електрика посилює піщані бурі 21.07.2016

Тертя частинок, що переміщуються вітром, створює мінливі електричні поля всередині піщаних бур у пустелях. Дослідники з Італії та Марокко, які працювали на заході Сахари, вперше показали, яку роль ця електрика відіграє у розвитку бурі.

При терті піщин електрони з більших частинок переходять на дрібний пил, надаючи їй негативний заряд. Відштовхуючись один від одного, порошинки піднімаються вище і розносяться вітром, а позитивно заряджені великі порошинки утворюють нижній шар бурі. Це і створює динамічні електричні поля, які теоретично повинні сприяти залученню до польоту дедалі більшої кількості частинок. Проте Франческе Еспозіто (Francesca Esposito) та її колегам вперше вдалося показати цей ефект безпосередньо.
На метеостанції на південному заході Марокко вчені встановили прилади для точних вимірювань швидкості вітру та вологості, тиску та яскравості світла, температури та напруженості електричного поля у 2 м над поверхнею землі. Дані збиралися в періоди максимальних піщаних бур у сезони 2013 та 2014 років.

Спостереження дозволили показати, що бурю - та й просто запорошені вихори - завжди супроводжує посилення електростатичної напруги. Якщо вітер набирав достатню силу, він піднімав у повітря приблизно на порядок більше частинок, ніж це можуть пояснити теоретичні моделі, які не враховують впливу електричних полів. За описом вчених, механізм діє за принципом позитивного зворотного зв'язку: кількість порошин, що рухаються, швидко посилює електромагнітне поле, яке, у свою чергу, збільшує кількість переносимих вітром частинок.

Автори припускають, що подібні процеси можуть робити помітний внесок і в поведінку глобального клімату. Атмосферні частинки та порошинки відіграють у ньому важливу роль, та їх електризація може серйозно змінювати їх динаміку, визначаючи нагрівання одних шарів повітря та охолодження інших. При цьому вплив впливу цього фактора на кліматичні моделі не враховують.

Інші цікаві новини:

▪ Покришки для планетоходів

▪ Вічна мікрогравюра на алмазі

▪ Чорний ящик Землі

▪ Океанські теплові хвилі загрожують морському життю

▪ Лист від руки робить дітей розумнішими

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Моделювання. Добірка статей

▪ стаття Дизель. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Яким безглуздим чином помер американський адвокат Клемент Валландігем? Детальна відповідь

▪ стаття Всюдихід-амфібія. Особистий транспорт

▪ стаття Система заземлення TN-C. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зв'язок через освітлювальну електромережу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт