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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice generatore PWM. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Viene proposto un semplice generatore modulato, che può essere utilizzato per formare ed elaborare vari segnali in dispositivi radioamatoriali. Per cominciare, considera il circuito di un generatore di impulsi rettangolare (Fig. 1), realizzato su due RS-flip-flop dagli elementi logici di un microcircuito MOS o CMOS.
Il generatore funziona come segue. All'accensione si scaricano le capacità parassite in ingresso di ciascun elemento, convenzionalmente indicate nello schema come C1 e C2. Lo stato iniziale degli ingressi 1 e 5 del primo trigger corrisponde al log. 0, e alle sue uscite 3 e 6 - log. 1. Il secondo trigger è impostato casualmente in uno dei due stati: supponiamo che l'output sia 10 - log. 1, uscita 13 - log. 0. In questo caso, il diodo VD1 è chiuso e VD2 si apre e carica C2 abbastanza velocemente. Log è impostato all'ingresso 5. 1, e all'uscita 6 - log. 0, e il secondo trigger passa in uno stato diverso, aprendo rispettivamente il diodo VD1 e chiudendo VD2. La capacità C1 viene caricata attraverso il diodo VD1 e all'ingresso 1 viene visualizzato un registro. 1. I trigger rimarranno in questo stato fino a quando il livello di registro non viene visualizzato sull'ingresso 1. 0. Questo tempo è determinato dalla capacità di ingresso C2, dalla corrente di dispersione in ingresso * e dalla differenza tra il log di tensione. 1 (circa uguale a Upit) e la tensione di soglia del microcircuito (circa la metà di Upit): t = C2-(Upit·Uthr)·Iut. Dopo che la capacità C2 è stata scaricata alla tensione di soglia, il secondo trigger si riaccenderà, C2 verrà nuovamente caricato e inizierà la scarica di C1. Al raggiungimento della tensione di soglia su di esso, il secondo grilletto commuterà nuovamente; ulteriori processi vengono ripetuti. Come si può vedere dalla formula precedente, con corrente di dispersione e tensione di soglia praticamente invariate, il tempo di scarica della capacità parassita dipende dal suo valore. Quando una mano è stata avvicinata al campione modello del generatore, è stato osservato un cambiamento nella frequenza e nel ciclo di lavoro degli impulsi. Per ridurre l'effetto della corrente inversa dei diodi, questi vengono scelti con la corrente di dispersione più bassa possibile (tipo KD102A). La durata degli impulsi in un tale generatore può essere controllata modificando la corrente di scarica delle capacità di ingresso degli elementi logici. Sulla base di questo principio, è possibile costruire un oscillatore modulato in larghezza di impulso. Consideriamo questa opzione di modulazione in modo più dettagliato. Agli ingressi 1 e 6 degli elementi DD1 colleghiamo due sorgenti di corrente comandate da un segnale modulato (Fig. 2). Quando il segnale di ingresso cambia, la corrente di una sorgente aumenta di ∆I, mentre la corrente dell'altra sorgente diminuisce di ∆I.
Di conseguenza, un periodo sarà: T \u1d t2 + t1 \u2d CXNUMX X Upor / (I + ΔI) + CXNUMX x X Upor / (I - ΔI). Come si può vedere dalla formula, maggiore è la corrente di scarica delle capacità di ingresso, minore è il periodo e, di conseguenza, maggiore è la frequenza del modulatore. Il ripristino del segnale originale (modulante) è possibile utilizzando un semplice circuito integratore, all'uscita del quale, ad ampiezza di impulso costante (Uamp), la tensione di uscita sarà: Uout = Uamp x t1(t1+t2). È facile concludere che con ΔI = 0, a parità di capacità di ingresso e tensioni di soglia degli ingressi degli elementi logici, all'uscita del circuito integratore opererà una tensione di valore prossimo alla metà della tensione di alimentazione. La variazione della tensione di uscita e del coefficiente di trasmissione per il segnale modulante corrispondono alle espressioni: ΔUout = Uamp X ΔI/2I; K \u2d ΔUout / ΔUin \u2d (Uamp / 26I) ∙ (300I / Ut) \uXNUMXd Uamp / Ut, dove Ut è la tensione di temperatura pari a XNUMX mV a una temperatura di XNUMX k. Ancora una nota. Sotto l'azione del segnale di ingresso, cambiano sia la durata dell'impulso che la durata della pausa. Anche la frequenza degli impulsi cambia leggermente: all'aumentare del segnale di ingresso, diminuisce. Ciò determina una gamma dinamica sufficientemente ampia del dispositivo. Lo schema pratico del generatore è mostrato in fig. 3. I suoi elementi sono selezionati per motivi di disponibilità e ripetibilità dei parametri.
Lo stadio differenziale di ingresso (VT1, VT2) è realizzato su transistor bipolari KT315 (con qualsiasi indice di lettere), preferibilmente con coefficienti di trasferimento di corrente di base simili. KD102 con bassa corrente inversa è stato utilizzato come diodi. Per aumentare la stabilità del generatore, è stato introdotto nel circuito un feedback negativo dall'uscita 4 attraverso un filtro a bassa frequenza dal resistore R5, dal condensatore C2 e dal resistore R4 con una frequenza di taglio di circa 16 Hz. Il generatore viene sintonizzato selezionando il resistore R3 per la frequenza di modulazione richiesta. Autore: V. Gorbatykh, Ulan-Ude
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