1.Разработка функциональной схемы шим

Описание работы устройства.

На практике часто совмещают релаксатор (задающий генератор) и модулятор в одном устройстве, например, как это сделано на рис.1.1. Здесь мультивибратор DD1.1− DD1.2 одновременно используется в качестве собственно мультивибратора и широтно-импульсного модулятора. Мультивибратор содержит два интегральных ТТЛ или КМОП инвертора и времязадающую RC –цепочку.

Рис. 1.1. Схема широтно-импульсного модулятора-мультивибратора на базе цифровых инверторов.

Управляющее напряжение подается через резистор R1 и изменяет уровень напряжения Uп и, следовательно, длительность импульса t ₁. Мультивибраторы такого типа имеют низкую стабильность, особенно при изменениях температуры окружающей среды и напряжения питания.

Поэтому широтно-импульсные модуляторы с совмещенным задающим генератором лучше строить на базе операционных усилителей или интегральных компараторов напряжения.

В качестве компаратора можно применить любой операционный усилитель или интегральный компаратор напряжения, например К554СА3.

Полупроводниковые интегральные микросхемы К554СА3 предназначены для применения в высокоскоростных переключательных схемах, а также для построения генераторов сигналов самой различной формы, в качестве компараторов.

2.Расчётная часть и выбор элементов схемы

2.1.Расчет генератора линейно изменяющегося напряжения

В качестве генератора линейно изменяющегося напряжения выберем данную схему

ГПН на операционных усилителях ОУ отличается более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению с ГПН на транзисторах, что достигается высококачественной стабилизацией зарядного тока.

Рассматриваемый ГПН выполнен на базе интегратора напряжения (DA1, RC- цепь, источник питания Ек), управляемого одновибратором DA2, с помощью делителя напряжения на R6, R7 и источника питания Eк. Когда линейно изменяющееся напряжение Uc(t) на выходе интегратора достигнет значения напряжения срабатывания одновибратора, последний формирует короткий сигнал управления, под действием которого ключевой транзистор VT1 открывается, полностью разряжая конденсатор С1 инвертора, в

результате чего его выходное напряжение уменьшается до нуля и одновибратор переводится в первоначальное ждущее состояние. Далее процесс повторяется с периодом:

По заданию T = 1/f = 1/500 = 0,002c.

Значение сопротивлений

R1=R3, R2=R4.

Сопротивление R1=R3 выбирают в 3-5 раз меньше выходных сопротивлений ОУ для исключения влияния их нестабильности на работу схемы.

Напряжение Ucmax целесообразно выбирать минимальным, чтобы исключить влияние разброса параметров используемых резисторов на коэффициент нелинейности формируемого напряжения. Максимальное напряжение на конденсаторе связано с длительностью зависимостью