СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2012

В ВЕДЕНИЕ Для преобразования аналогового сигнала в импульсный сигнал посто янной частоты и переменной скваж ности применяетсяширотно импульс ная модуляцияШИМ [1]. Скважность – это отношение периода следования импульса к его длительности. В предла гаемой статье рассматривается устрой ство, в котором длительность импуль са T x модулируется входным напряже нием U x , причём частота следования импульсов F 1 остаетсяфиксированной ( T 1 = 1/ F 1 ). Работа простейшего преоб разователя с ШИМ показана на рисун ке 1, где входной сигнал U x = 0,3 В пре образуется в выходной импульсный сигнал с длительностью импульса T x = = 62 мкс. Период пилообразного на пряжения Т 1 = 620 мкс, а амплитуда пи лообразного напряжения U p = 3 B. Выходной сигнал генерируется ана логовым компаратором, на отрица тельный вход которого подаётся опор ный сигнал в виде пилообразного на пряжения, а на положительный – модулируемый аналоговый сигнал U x . ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2012 Частота импульсов соответствует час тоте зубцов пилы F 1 . В той части пери ода, когда входной сигнал выше опор ного, на выходе получается лог. 1, ниже опорного – лог. 0. Данный тип ШИМ содержит минимальное число элемен тов, но обладает низкой точностью и стабильностью. Поэтому устройства, использующие принцип сравнения входного сигнала с пилообразным напряжением, не нашли широкого применения. Известно, что можно повысить точ ность, если применить отрицательную обратную связь (ООС). Анализ систем, охваченных отрицательной обратной связью, осуществляется при помощи теории автоматического регулирова ния [2, 3]. На рисунке 2 показано уст ройство с обратной связью. Знак ми нус обозначает операцию вычитания части выходного сигнала из входного сигнала, К у – коэффициент усиления устройства без ООС, К оос – коэффици ент отрицательной обратной связи. Коэффициент передачи устройства с ООС U вых / U x = К п описывается выра жением К п = К у /(1 + К у К оос ) с учётом знака обратной связи. Произведение К у К оос , пренебрегая единицей, называ ют глубиной ООС. Если К оос = 1 (100 % обратная связь), а К у >> 1, то К п = 1, т.е. выходной сигнал повторяет входной сигнал. Таким образом, устройство с большим коэффициентом усиления, будучи охвачено 100 % ООС, сделает всё, чтобы устранить разность напря жений между входом и выходом. П РИМЕНЕНИЕ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ В КАЧЕСТВЕ ШИМ Фазовая модуляция (ФМ) является однимиз видов модуляции колебаний, где фаза несущего колебания управля ется информационным сигналом [4]. Из определенияФМследует, что имеет ся генератор, у которого происходит изменение фазы выходного сигнала во времени. Этот вид модуляции исполь зуется в радиотехнике для передачи информации. В статье предлагается рассмотреть схему с двумя генераторами, выходные сигналы которых ( F 0 и F 1 ) имеют фор му прямоугольных импульсов одина ковой амплитуды и частоты, но сдви нуты по фазе. На рисунке 3 сигнал F 0 называется опорным, а сигнал F 1 име ет фазовый сдвиг относительно опор ного сигнала, т.е. временной интервал Рис. 1. Принцип работыШИМ Uвых + _ Ky Kooc Ux Рис. 2. Блок схема устройства с ООС F0 W F1 Up w=Tx T1=1/F1 Ux = Up/2 Рис. 3. Принцип работы импульсного ФД Преобразователь напряжения в длительность импульса, стабилизированный ФАПЧ Михаил Сизов (Москва) В статье описана схема преобразователя напряжения в длительность импульса с применением фазово импульсной модуляции и ФАПЧ, что обеспечивает высокую точность преобразования. © СТА-ПРЕСС