Схемота / laba_6

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Цифровая схемотехника»

Тема: Цифровой широтно-импульсный модулятор

Студент гр. 3202		Рафиков Т.А. Кропанев Д.К.
Преподаватель

Санкт-Петербург

2016

Цель работы.

1. Исследовать схему 4-разрядного широтно-импульсного модулятора на основе счетчика 74HC191 и компаратора 74HC85

2. Исследовать обратное преобразование ШИМ-сигнала

Схемы исследований.

Рис.1. Схема для исследования 4-разрядного широтно-импульсного модулятора

Рис.2. Схема для исследования обратного преобразования ШИМ-сигнала

Экспериментальные результаты.

Рис.3. Осциллограмма в момент обработки нажатия кнопки

Таблица 1 – Зависимость выходного сигнала от числа, загруженного в счетчик

Uвых, В	0	0,16	0,32	0,48	0,6	0,74	0,92	1,06
N	0	1	2	3	4	5	6	7
Uвых, В	1,2	1,34	1,5	1,66	1,78	1,96	2,08
N	8	9	10	11	12	13	14

Рис.6. Осциллограмма выхода компаратора DD6 и выходной цепи ФНЧ

- практическое

Рис.7. Осциллограмма пилообразно изменяющегося напряжения во времени

Выводы.

В ходе лабораторной работы был исследован широтно-импульсный модулятор (ШИМ). Условно говоря, ШИМ состоит из счетчика, который задаёт пилообразный импульс, опорного напряжения и компаратора, который выдаёт выходной сигнал, с заданным через опорное напряжение коэффициентом заполнения.

В исследуемой схеме для задания опорного напряжения использовалась кнопка, нажатие на которую подавало сигнал на вход разрешения счетчика. Однако, длительность импульса кнопки во много раз больше длительности единичного импульса тактового сигнала. Это приводит к тому, что вместо одного импульса, на счетчик их придет много. Чтоб избежать этого, используется схема триггера-защелки, состоящей из двух триггеров и ЛЭ 2И-НЕ. На выходы этого ЛЭ поступают сигналы с первого триггера и со второго. На вход первого триггера сигнал поступает с первого. Таким образом, второй триггер задерживает сигнал на один тактовый импульс, а при изменении сигнала на кнопки, ЛЭ при получении на своих входах разных сигналов выдаст на выходе единичный сигнал с нужной длительностью в один тактовый импульс.

Так же, ШИМ можно использовать как ЦАП. Для этого нужно к его выходу подключить ФНЧ. Сигнал на выходе будет пропорционален опорному напряжению, в чем можно убедиться из таблицы 1.

Одно из широких применений ШИМ – изменение яркости свечения. В данной работе изменялось свечение светодиода. Его можно менять, меняя коэффициент заполнения. Если коэффициент заполнения мал, то соответственно и частота свечения мала и для человеческого глаза она воспринимается как тусклое свечение или его отсутствие. Если же наоборот - коэффициент заполнения большой, то свечение воспринимается глазом как яркое.