一个简单的 PWM 发生器。方案、说明

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提出了一种简单的调制发生器，可用于形成和处理业余无线电设备中的各种信号。

首先，考虑矩形脉冲发生器的电路（图 1），该电路由 MOS 或 CMOS 微电路的逻辑元件组成的两个 RS 触发器组成。

简单的 PWM 发生器

生成器的工作原理如下。当电源打开时，每个元件的输入寄生电容（通常在图中显示为 C1 和 C2）都会放电。第一个触发器的输入1和5的初始状态对应于日志。 0，其输出 3 和 6 - log。 1. 第二个触发器随机设置为两种状态之一：假设输出为 10 - log。 1、输出13——日志。 0. 在这种情况下，二极管 VD1 闭合，VD2 打开并足够快地为 C2 充电。日志在输入 5 处设置。 1，并在输出 6 - log 处。 0，第二个触发器切换到不同的状态，分别打开二极管VD1和关闭VD2。电容 C1 通过二极管 VD1 充电，输入 1 处出现一个日志。 1.

触发器将保持此状态，直到日志级别出现在输入 1 处。 0. 该时间由输入电容C2、输入漏电流*和电压log之间的差值决定。 1（约等于Upit）和微电路的阈值电压（约Upit的一半）：t=C2-(Upit·Uthr)·Iut。

当电容C2放电至阈值电压后，第二个触发器再次切换，C2再次充电，C1开始放电。当达到其阈值电压时，第二个触发器将再次切换；重复进一步的过程。

从上式可以看出，在漏电流和阈值电压几乎不变的情况下，寄生电容的放电时间取决于其大小。当手靠近发生器的模型样本时，可以观察到脉冲的频率和占空比的变化。为了减少二极管反向电流的影响，选择漏电流尽可能低的二极管（KD102A 型）。

这种发生器中脉冲的持续时间可以通过改变逻辑元件的输入电容的放电电流来控制。基于这一原理，可以构建脉宽调制振荡器。

让我们更详细地考虑这个调制选项。我们将两个由调制信号控制的电流源连接到 DD1 元件的输入 6 和 1（图 2）。当输入信号变化时，一个源的电流增加 ΔI，而另一个源的电流减少 ΔI。

简单的 PWM 发生器

因此，一个周期将为：T × t1 + t2 × C1 X Upor / (I + ΔI) + C2 x X Upor / (I - ΔI)。

从公式中可以看出，输入电容的放电电流越大，周期越短，调制器频率越高。

使用简单的积分电路可以恢复原始（调制）信号，在恒定脉冲幅度 (Uamp) 下，积分电路的输出端的输出电压将为：Uout = Uamp x t1(t1+t2)。很容易得出结论，当 ΔI = 0 时，逻辑元件输入的输入电容和阈值电压相同，积分电路的输出将运行值接近电源电压一半的电压。输出电压的变化和调制信号的传输系数对应于以下表达式： ΔUout = Uamp X ΔI/2I； K \u2d ΔUout / ΔUin \u2d (Uamp / 26I) ∙ (300I / Ut) \uXNUMXd Uamp / Ut，其中 Ut 是温度为 XNUMX k 时等于 XNUMX mV 的温度电压。

还有一点注意。在输入信号的作用下，脉冲持续时间和停顿持续时间都发生变化。脉冲频率也会发生一些变化：随着输入信号的增加，它会减少。这决定了设备足够大的动态范围。生成器的实际方案如图3所示。 XNUMX. 其元素的选择是基于其可用性和参数的可重复性。

简单的 PWM 发生器

输入差分级（VT1、VT2）由双极晶体管 KT315（具有任意字母索引）制成，最好具有类似的基极电流传输系数。二极管采用低反向电流的KD102。为了提高发生器的稳定性，负反馈从输出 4 通过由电阻器 R5、电容器 C2 和电阻器 R4 组成的低频滤波器引入到电路中，截止频率约为 16 Hz。

通过选择电阻器 R3 来调节发生器以获得所需的调制频率。

作者：V. Gorbatykh，乌兰乌德

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