シンプルな PWM 変調器。スキーム、説明

シンプルな PWM 変調器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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国内市場が海外製機器を中心に占められ、我が国の電子機器メーカーを踏みにじっているのは残念なことです。しかし、我が国には外国の著名人に負けない才能が数多くあることは間違いありませんが、それらの才能が発揮されるための条件はありません。したがって、私は私の開発の XNUMX つをアマチュア無線家に紹介できることを嬉しく思います。

シンプルなPWM変調器

少し理論から始めましょう。 K1LA176 MOS ロジックチップと 7 つのダイオードに基づくパルス発生器の回路 (図 XNUMX) を考えてみましょう。ジェネレーターはダブルRSトリガーで作られています。

シンプルなPWM変調器
図。 1

ジェネレータは次のように機能します。

電源投入時、各素子の入力寄生容量であるC1、C2は放電されます。したがって、入力1と5では論理ゼロの状態であり、出力3と6では論理ユニットです。 10 番目のトリガーは、安定した状態にランダムに設定されます。出力 13 が論理 1 で、出力 2 が論理 2 であるとします。同時に、VD5 が閉じ、VD6 が開き、C0 をかなり急速に充電します。入力 10 で論理ユニットが設定され、出力 0 - 論理 13 で 1 番目のトリガーが別の状態 (出力 1 - 論理 2、出力 1 - 論理 1) に切り替わり、それぞれ VD1 が開き、VD1 が閉じます。 VDXNUMX を介して CXNUMX が充電され、論理 XNUMX が入力 XNUMX に表示されます。

この状態では、ロジック 1 レベルが入力 0 に現れるまで、ダブルトリガが続きます。この時間は、入力容量 C2、入力漏れ電流、およびロジック 1 電圧 (おおよそ Upit) とマイクロ回路 (約 Upit / 2 )。

t=C2*(Upit-Uthr)/Iut 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 が充電され、CXNUMX が放電されます。しきい値電圧に達すると、XNUMX 番目のトリガーが切り替わり、以降この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。このような発電機のモデルサンプルでは、手を発電機に近づけると、パルスの周波数とデューティサイクルが変化することがわかりました。ダイオードの逆電流の影響を軽減するために、漏れ電流が可能な限り低いダイオードが選択されています (タイプ KD102)。

XNUMXトリガーオシレーターをベースにしたモジュレーター

このような発生器のパルス持続時間は、入力に並列に接続された静電容量を変更するか、入力静電容量の放電電流を制御することによって変調できます。入力容量の放電電流を制御する変形例を考えてみましょう。入力 1 と 6 で、変調信号によって制御される 2 つの電流源をオンにします (図 XNUMX)。

XNUMXトリガーオシレーターをベースにしたモジュレーター
図。 2

さらに、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。

したがって、XNUMXつの期間は次のようになります。

T=t1+t2=C1*Uthr/(I+??I)+C2*Uthr/(I-??I);

ここから、入力容量の放電電流が大きくなるほど周期が短くなり、したがって変調器の周波数が高くなることがわかります。元の信号は積分回路を使用して復元されます。積分回路の出力では、出力パルス (Uam) の振幅が一定の場合、電圧は次のようになります。

Uout=Uam*t1/(t1+t2)

同じ入力キャパシタンス、しきい値電圧、ΔI=0 の場合、Uout=Uam/2 と推測するのは簡単です。

そして、出力電圧と伝達係数の変化:

？U = ?? I * Uam / 2I;

K=ウアム/2I

したがって、入力容量の放電電流を減少させ、変調器の出力パルスの振幅を増加させることによって、変調に加えて入力信号の増幅を得ることが可能である。そしてもう XNUMX つ注意してください。入力信号が変化すると、パルス幅とその不在期間の両方が変化するため、変調周波数も変化し、入力信号が増加すると減少します。これにより、変調器のかなり大きなダイナミックレンジも決まります。

変調器の実際のスキームを図 3 に示します。 XNUMX. 変調器の詳細は、アクセスしやすく、回路の再現性を容易にするために選択されました。

入力差動段は、任意の文字のバイポーラトランジスタ KT315 で、できれば近い電流ゲインで作成されます。ダイオードには逆電流の少ないKD102を採用しました。

XNUMXトリガーオシレーターをベースにしたモジュレーター
図。 3

変調器の安定性を高めるために、出力 4 から低周波フィルター、12 k 抵抗器、1.0 μF コンデンサー、および約 24 Hz のカットオフ周波数を持つ 16 k 抵抗器を介して負帰還が回路に導入されました。

変調器は、必要な変調周波数に対して110kの抵抗を選択することによって調整されます。

著者：ウラン・ウデのウラジミール・アレクセーヴィチ・ゴルバティフ。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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