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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un generador PWM simple. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado Se propone un generador modulado simple, que se puede utilizar para formar y procesar varias señales en dispositivos de radioaficionados. Para empezar, considere el circuito de un generador de pulso rectangular (Fig. 1), que está hecho en dos flip-flops RS a partir de los elementos lógicos de un microcircuito MOS o CMOS.
El generador funciona de la siguiente manera. Cuando se enciende la energía, las capacitancias parásitas de entrada de cada elemento, que se muestran convencionalmente en el diagrama como C1 y C2, se descargan. El estado inicial de las entradas 1 y 5 del primer disparador corresponde al registro. 0, y en sus salidas 3 y 6 - log. 1. El segundo disparador se establece aleatoriamente en uno de dos estados: suponga que la salida es 10 - log. 1, salida 13 - registro. 0. En este caso, el diodo VD1 está cerrado y VD2 se abre y carga C2 lo suficientemente rápido. El registro se establece en la entrada 5. 1, y en la salida 6 - log. 0, y el segundo gatillo cambia a un estado diferente, abriendo respectivamente el diodo VD1 y cerrando VD2. La capacitancia C1 se carga a través del diodo VD1 y aparece un registro en la entrada 1. 1. Los activadores permanecerán en este estado hasta que aparezca el nivel de registro en la entrada 1. 0. Este tiempo está determinado por la capacitancia de entrada C2, la corriente de fuga de entrada * y la diferencia entre el registro de voltaje. 1 (aproximadamente igual a Upit) y la tensión de umbral del microcircuito (aproximadamente la mitad de Upit): t = C2-(Upit·Uthr)·Iut. Después de que la capacitancia C2 se descargue al voltaje de umbral, el segundo disparador cambiará nuevamente, C2 se cargará nuevamente y comenzará la descarga de C1. Al alcanzar el voltaje de umbral en él, el segundo gatillo cambiará nuevamente; se repiten otros procesos. Como se puede ver en la fórmula anterior, con una corriente de fuga y un voltaje de umbral prácticamente sin cambios, el tiempo de descarga de la capacitancia parásita depende de su valor. Cuando se acercó una mano a la muestra del generador, se observó un cambio en la frecuencia y el ciclo de trabajo de los pulsos. Para reducir el efecto de la corriente inversa de los diodos, se eligen con la menor corriente de fuga posible (tipo KD102A). La duración de los pulsos en dicho generador se puede controlar cambiando la corriente de descarga de las capacitancias de entrada de los elementos lógicos. Basado en este principio, se puede construir un oscilador modulado por ancho de pulso. Consideremos esta opción de modulación con más detalle. A las entradas 1 y 6 de los elementos DD1, conectamos dos fuentes de corriente controladas por una señal modulada (Fig. 2). Cuando cambia la señal de entrada, la corriente de una fuente aumenta en ∆I, mientras que la corriente de la otra fuente disminuye en ∆I.
En consecuencia, un período será: T \u1d t2 + t1 \u2d CXNUMX X Upor / (I + ΔI) + CXNUMX x X Upor / (I - ΔI). Como puede verse en la fórmula, cuanto mayor sea la corriente de descarga de las capacidades de entrada, menor será el período y, en consecuencia, mayor será la frecuencia del modulador. La restauración de la señal original (moduladora) es posible usando un circuito integrador simple, en cuya salida, a una amplitud de pulso constante (Uamp), el voltaje de salida será: Uout = Uamp x t1(t1+t2). Es fácil concluir que con ΔI = 0, las mismas capacidades de entrada y voltajes de umbral de las entradas del elemento lógico, un voltaje cercano a la mitad del voltaje de suministro operará en la salida del circuito integrador. El cambio en el voltaje de salida y el coeficiente de transmisión para la señal moduladora corresponden a las expresiones: ΔUout = Uamp X ΔI/2I; K \u2d ΔUout / ΔUin \u2d (Uamp / 26I) ∙ (300I / Ut) \uXNUMXd Uamp / Ut, donde Ut es el voltaje de temperatura igual a XNUMX mV a una temperatura de XNUMX k. Una nota más. Bajo la acción de la señal de entrada, tanto la duración del pulso como la duración de la pausa cambian. La frecuencia del pulso también cambia un poco: a medida que aumenta la señal de entrada, disminuye. Esto determina un rango dinámico suficientemente grande del dispositivo. El esquema práctico del generador se muestra en la fig. 3. Sus elementos se seleccionan por razones de su disponibilidad y repetibilidad de parámetros.
La etapa diferencial de entrada (VT1, VT2) se realiza en transistores bipolares KT315 (con cualquier índice de letras), preferiblemente con coeficientes de transferencia de corriente de base similares. KD102 con baja corriente inversa se utilizó como diodos. Para aumentar la estabilidad del generador, se introdujo una retroalimentación negativa en el circuito desde la salida 4 a través de un filtro de baja frecuencia de la resistencia R5, el capacitor C2 y la resistencia R4 con una frecuencia de corte de aproximadamente 16 Hz. El generador se sintoniza seleccionando la resistencia R3 para la frecuencia de modulación requerida. Autor: V. Gorbatykh, Ulan-Ude
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