МинИстерство образования и науки Украины онапт

Курсовой проект

По теме: “Широтно-импульсный модулятор с постоянным периодом с источником питания от сети переменного тока”

Факультет АКСиУП

Группа А-22

Выполнил Солдатенков М. М.

Руководитель Мазур О.В.

Одесса-2012г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Разработка структурной схемы прибора

2. Разработка принципиальной электрической схемы

2.1. Расчет схемы генератора

2.2. Расчет компаратора

2.3. Расчет гальванической развязки

2.4. Расчет блока питания

3. Конструкторская проработка устройства

4. Спецификация

5. Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Преобразование сигнала заключается в изменении какого-либо его информативного параметра согласно передаваемого сообщения называется модуляцией. Так, например, в радиотехнике в качестве переноса информации обычно используют гармонические колебания, характеризуются тремя параметрами - амплитудой, частотой и фазой. Воздействуя на один из этих параметров, получают амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляции сигнала. При сигнале с носителем в виде последовательности импульсов могут модулироваться амплитуда, частота следования или ширина импульсов, порядок чередования импульсов и разделяющих их пауз и так далее. Отсюда и большее разнообразие возможных видов модуляции - амплитудно-импульсная (АИМ), частотно-импульсная (ЧЕМ), широтно-импульсная (ШИМ), кодо-импульсная (КИМ) модуляции и другие.

Широтно-импульсный модулятор - это устройство, предназначенное для преобразования линейного сигнала в импульсный с заданной скважностью. Приборы такого типа могут строиться как на основе преобразователей напряжения-частоты, так и на отдельных элементах с использованием операционных усилителей, сумматора и блоков стабилизации выходного напряжения.

Сфера применения таких устройств очень широка. Они могут использоваться в системах автоматического управления: для преобразования сигнала выходящего из регулятора, также в источниках питания для стабилизации напряжения при колебаниях напряжения в сети и во многих других случаях.

1 Разработка структурной схемы прибора

Известно несколько вариантов построения широтно-импульсных модуляторов. Рассмотрим некоторые из них, которые можно использовать при разработке заданного устройства. В качестве широтно-импульсного модулятора можно использовать преобразователь напряжения - частоты, преобразователь, построенный на основе одновибратора. Их структурные схемы имеют следующий вид:

Эти схемы являются наиболее простыми и легко реализуемыми с помощью интегральных операционных усилителей, диапазон входных, выходных сигналов и временных параметров вполне реализуемой для заданного прибора. Поэтому выберем для реализации устройства по структурной схеме Рис.1 а).

Рассмотрим более подробно структурную схему, приведенную на рис. 1.а. Генератор, Сигналы которого подаются на компаратор, может иметь форму выходных сигналов треугольную, пилообразную, экспоненциальную и т. д. Таким образом, форма выходного напряжения генератора будет определять закон модуляции при линейном изменении входного сигнала. Рассмотрим временные диаграммы при пилообразного и треугольного выходного сигнала генератора, поступающих на компаратор и сигнал на его выходе.

Рис. 2.

Рис. 3.

U_max – максимальное выходное напряжение генератора.

U_вх – входное напряжение, управляющее.

Т_пер – длительность периода модуляции.

t₁ – длительность модулирующего импульса.

Известно, что скважность S=T_пер/t₁;