シンプルな PWM ジェネレーター。スキーム、説明

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アマチュア無線機でさまざまな信号を形成および処理するために使用できる、単純な変調発生器が提案されています。

まず、方形パルス発生器の回路 (図 1) を考えてみましょう。この回路は、MOS または CMOS マイクロ回路の論理要素から XNUMX つの RS フリップフロップで作られています。

シンプルなPWMジェネレータ

ジェネレータは次のように動作します。電源が投入されると、各素子の入力寄生容量 (従来図では C1 と C2 として示されていました) が放電されます。最初のトリガーの入力 1 と 5 の初期状態がログに対応します。 0、およびその出力 3 と 6 - ログ。 1. 10 番目のトリガーは 1 つの状態のいずれかにランダムに設定されます。出力が 13 - log であるとします。 0、出力 1 - ログ。この場合、ダイオード VD2 が閉じ、VD2 が開き、C5 を十分に早く充電します。ログは入力 1 に設定されます。 6、および出力 0 - ログ。 1、2 番目のトリガーは異なる状態に切り替わり、それぞれダイオード VD1 が開き、VD1 が閉じます。容量 C1 はダイオード VD1 を介して充電され、ログが入力 XNUMX に表示されます。 XNUMX.

ログレベルが入力 1 に表示されるまで、トリガーはこの状態を維持します。 0. この時間は、入力容量 C2、入力リーク電流 *、および電圧対数の差によって決まります。 1 (Upit にほぼ等しい) とマイクロ回路のしきい値電圧 (Upit の約半分): t = C2-(Upit・Uthr)・Iut。

静電容量 C2 がしきい値電圧まで放電された後、2 番目のトリガーが再び切り替わり、C1 が再び充電され、CXNUMX の放電が始まります。しきい値電圧に達すると、XNUMX 番目のトリガーが再び切り替わります。さらなるプロセスが繰り返されます。

上の式からわかるように、漏れ電流としきい値電圧が実質的に変化しない場合、寄生容量の放電時間はその値に依存します。発電機のモックアップサンプルに手を近づけると、パルスの周波数とデューティサイクルの変化が観察されました。ダイオードの逆電流の影響を軽減するために、可能な限り漏れ電流が少ないダイオードが選択されています (タイプ KD102A)。

このような発生器のパルスの持続時間は、論理要素の入力容量の放電電流を変更することによって制御できます。この原理に基づいて、パルス幅変調発振器を構築できます。

この変調オプションについてさらに詳しく考えてみましょう。 DD1 要素の入力 6 と 1 に、変調信号によって制御される 2 つの電流源を接続します (図 XNUMX)。入力信号が変化すると、一方のソースの電流は ΔI だけ増加し、もう一方のソースの電流は ΔI だけ減少します。

シンプルなPWMジェネレータ

したがって、1つの期間は次のようになります：T \u2d t1 + t2 \uXNUMXd CXNUMX X Upor / (I + ΔI) + CXNUMX x X Upor / (I - ΔI)。

式からわかるように、入力容量の放電電流が大きくなるほど周期は短くなり、したがって変調器の周波数は高くなります。

元の (変調) 信号の復元は、単純な積分回路を使用して可能です。その出力では、一定のパルス振幅 (Uamp) で、出力電圧は次のようになります: Uout = Uamp x t1(t1+t2)。 ΔI = 0、論理素子入力の入力容量としきい値電圧が同じであれば、電源電圧の半分に近い値の電圧が積分回路の出力で動作すると結論付けるのは簡単です。出力電圧の変化と変調信号の伝達係数は、次の式に対応します。 ΔUout = Uamp X ΔI/2I; K \u2d ΔUout / ΔUin \u2d (Uamp / 26I) ∙ (300I / Ut) \uXNUMXd Uamp / Ut、ここで、Ut は、温度 XNUMX k で XNUMX mV に等しい温度電圧です。

もう一つメモ。入力信号の作用により、パルス幅とポーズ幅の両方が変化します。パルス周波数も多少変化します。入力信号が増加すると、パルス周波数は減少します。これにより、デバイスの十分に大きなダイナミックレンジが決まります。発電機の実際的なスキームを図に示します。 3. その要素は、パラメータの可用性と再現性の理由から選択されます。

シンプルなPWMジェネレータ

入力差動段 (VT1、VT2) は、好ましくは同様のベース電流伝達係数を備えたバイポーラトランジスタ KT315 (任意の文字インデックス付き) で作成されます。ダイオードには逆電流の少ないKD102を使用しました。発電機の安定性を高めるために、約 4 Hz のカットオフ周波数を持つ抵抗 R5、コンデンサ C2、および抵抗 R4 からの低周波フィルターを介して、出力 16 から回路に負のフィードバックが導入されました。

発生器は、必要な変調周波数に合わせて抵抗 R3 を選択することによって調整されます。

著者: V. ゴルバティク、ウランウデ

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