간단한 PWM 변조기. 계획, 설명

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국내 시장을 해외 장비 위주로 채우고 우리 토종 전자기기를 짓밟는 모습이 안타깝다. 그러나 우리나라에는 외국의 명사들에게 양보하지 않을 인재들이 많이 있지만 이러한 인재들이 발휘될 조건이 없다는 것은 의심할 여지가 없다. 따라서 라디오 아마추어들에게 나의 개발 중 하나를 발표하게 된 것을 기쁘게 생각합니다.

간단한 PWM 변조기

약간의 이론부터 시작하겠습니다. K1LA176 MOS 논리 칩과 7개의 다이오드에 있는 펄스 발생기의 회로(그림 XNUMX)를 고려하십시오. 생성기는 이중 RS - 트리거로 만들어집니다.

간단한 PWM 변조기
그림. 1

생성기는 다음과 같이 작동합니다.

전원을 켜면 각 소자의 입력 기생 용량인 C1과 C2가 방전된다. 따라서 입력 1과 5에서는 논리 3의 상태이고 출력 6과 10에서는 논리 단위입니다. 두 번째 트리거는 무작위로 안정적인 상태로 설정됩니다. 출력 13이 논리적 1이고 출력 2이 논리적 2이라고 가정합니다. 동시에 VD5이 닫히고 VD6가 열리고 C0가 상당히 빠르게 충전됩니다. 입력 10에서 논리 단위가 설정되고 출력 0에서 논리 13이 설정되어 두 번째 트리거를 다른 상태(출력 1 - 논리 1, 출력 2 - 논리 1)로 전환하여 각각 VD1을 열고 VD1를 닫습니다. C1은 VDXNUMX을 통해 충전되고 논리 XNUMX은 입력 XNUMX에 나타납니다.

이 상태에서 이중 트리거는 입력 1에 로직 0 레벨이 나타날 때까지 유지됩니다. 이 시간은 입력 커패시턴스 C2, 입력 누설 전류 및 로직 1 전압(대략 Upit)과 임계 전압 사이의 차이에 의해 결정됩니다. 미세 회로 (대략 Upit / 2 ).

t=C2*(Upit-Uthr)/Iut C2가 임계 전압까지 방전된 후 두 번째 트리거가 다시 전환되어 C2가 충전되고 C1이 방전됩니다. 임계 전압에 도달하면 두 번째 트리거가 전환되고 프로세스가 앞으로 반복됩니다.

위 공식에서 알 수 있듯이 누설 전류와 문턱 전압이 실질적으로 변하지 않은 상태에서 기생 커패시턴스의 방전 시간은 그 값에 따라 달라집니다. 그러한 발전기의 모델 샘플은 손을 발전기에 더 가까이 가져갔을 때 펄스의 주파수 및 듀티 사이클의 변화를 보여주었습니다. 다이오드의 역전류 영향을 줄이기 위해 가능한 가장 낮은 누설 전류(유형 KD102)로 다이오드를 선택합니다.

XNUMX 트리거 발진기에 기반한 변조기

이러한 생성기의 펄스 지속 시간은 입력에 병렬로 연결된 커패시턴스를 변경하거나 입력 커패시턴스의 방전 전류를 제어하여 변조할 수 있습니다. 입력 커패시턴스의 방전 전류를 제어하는 변형을 고려하십시오. 입력 1과 6에서 변조된 신호로 제어되는 두 개의 전류 소스를 켭니다(그림 2).

XNUMX 트리거 발진기에 기반한 변조기
그림. 2

또한, 입력 신호가 변하면 한 소스의 전류는 ΔI만큼 증가하고 다른 소스의 전류는 ΔI만큼 감소합니다.

따라서 한 기간은 다음과 같습니다.

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

따라서 입력 커패시턴스의 방전 전류가 클수록 주기가 짧아지고 따라서 변조기의 주파수가 높아진다는 것을 알 수 있습니다. 원래 신호는 적분 회로를 사용하여 복원되며 출력 펄스의 일정한 진폭 (Uam)으로 전압은 다음과 같습니다.

Uout=Uam*t1/(t1+t2)

동일한 입력 커패시턴스, 임계 전압 및 ΔI=0, Uout=Uam/2에 대해 추론하기 쉽습니다.

그리고 출력 전압과 전달 계수의 변화:

?U=??I*Uam/2I;

K= 우암/2I

따라서 입력 커패시턴스의 방전 전류를 줄이고 변조기의 출력 펄스 진폭을 증가시킴으로써 변조 외에도 입력 신호의 증폭을 얻을 수 있습니다. 그리고 한 가지 더 참고 사항 : 입력 신호가 변경되면 펄스 지속 시간과 부재 기간이 모두 변경되고 변조 주파수가 변경되고 입력 신호가 증가함에 따라 감소합니다. 이것은 또한 변조기의 상당히 큰 동적 범위를 결정합니다.

변조기의 실제 계획은 그림 3에 나와 있습니다. XNUMX. 변조기의 부품은 회로의 접근성과 쉬운 반복성을 이유로 선택되었습니다.

입력 차동 단계는 바이폴라 트랜지스터 KT315에서 임의의 문자로, 바람직하게는 유사한 전류 이득으로 만들어집니다. 역전류가 낮은 KD102가 다이오드로 선택되었습니다.

XNUMX 트리거 발진기에 기반한 변조기
그림. 3

변조기의 안정성을 높이기 위해 저주파 필터, 4k 저항, 12μF 커패시터 및 약 1.0Hz의 차단 주파수를 갖는 24k 저항을 통해 출력 16에서 회로에 음의 피드백이 도입되었습니다.

변조기는 필요한 변조 주파수에 대해 110k 저항을 선택하여 조정됩니다.

저자: Vladimir Alekseevich Gorbatykh, Ulan-Ude; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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