Электротехнический-портал.рф

...для студентов ВУЗов электротехнических специальностей и инженеров

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Курсовые, к/работы Электроника Курсовая работа "Широтно-импульсный модулятор"

Курсовая работа "Широтно-импульсный модулятор"

Оцените материал
(2 голосов)

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. Pulse-width modulation (PWM)) — приближение желаемого сигнала (многоуровневого или непрерывного) действительным бинарным (с двумя уровнями - вкл/выкл), так что в среднем, за отрезок времени, их значения равны.

При широтно-импульсной модуляции в качестве несущего колебания используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а информационным параметром, связанным с дискретным модулирующим сигналом, является длительность этих импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности имеет постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов, то есть прямо пропорциональную их длительности. Пропустив импульсы через Фильтр нижних частот с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив постоянное напряжение. Если длительность импульсов будет различной, ФНЧ выделит медленно меняющееся напряжение, отслеживающее закон изменения длительности импульсов. Таким образом, с помощью ШИМ можно создать несложный цифро-аналоговый преобразователь: значения отсчетов сигнала кодируются длительностью импульсов, а ФНЧ преобразует импульсную последовательность в плавно меняющийся сигнал.

Задачей широтно-импульсного модулятора является преобразование заданного управляющего сигнала в непрерывную последовательность импульсов фиксированной частоты, характеризуемую длительностью импульса τи и длительностью паузы τп при постоянном периоде их следования Т, задаваемом внешним или внутренним генератором. Таким образом, входным параметром широтно-импульсного модулятора является сигнал управления, а выходным – величина, обратная скважности импульсов: относительная

длительность импульса γи = τи /T. В общем случае γи не равна γ, приводимой нами ранее при расчетах схем конверторов, так как сформированный модулятором импульс при трансформации его в импульс коллекторного тока силового транзистора изменяет свою длительность: τки = τи + Δτи , где Δτи определяет задержку включения и выключения силового транзистора, учитывает искажения длительности импульса модулятора при прохождении им других элементов схемы управления, например, усилителя-драйвера, схемы гальваноразвязки и т.п.

ШИМ использует транзисторы (могут быть и др. элементы) не в активном, а в ключевом режиме, то есть транзистор всё время или разомкнут (выключен), или замкнут (находится в состоянии насыщения). В первом случае транзистор имеет бесконечное сопротивление, поэтому ток в цепи не течёт, и, хотя всё напряжение питания падает на транзисторе, то есть КПД=0 %, в абсолютном выражении выделяемая на транзисторе мощность равна нулю. Во втором случае сопротивление транзистора крайне мало, и, следовательно, падение напряжения на нём близко к нулю — выделяемая мощность так же мала.

С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Генерируется аналоговым компаратором, на отрицательный вход которого подаётся опорный сигнал в виде «пилы» или «треугольника», а на положительный — собственно сам модулируемый непрерывный аналоговый сигнал. Частота импульсов соответствует частоте «зубъев» пилы. Ту часть периода, когда входной сигнал выше опорного, на выходе получается единица, ниже — нуль.

В цифровой технике, выходы которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов, выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V(n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг-друга каждый такт Т. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала ~V(n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длительности полученных импульсов переменной ширины ~V(n), кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/ (T*2N ).

Содержание

Техническое задание на курсовой проект
Введение
1.Разработка функциональной схемы ШИМ
2.Расчётная часть и выбор элементов схемы
2.1.Расчет генератора линейно изменяющегося напряжения
2.2.Расчет делителя напряжения и выбор компаратора
2.3.Расчет нагрузки
3.Схема устройства
4.Перечень используемых элементов
Список литературы


Для скачивания файла поделитесь ссылкой с друзьями.
После этого под кнопками появится ссылка на скачивание файла "Широтно-импульсный модулятор"


Под этой строчкой в течении 30 секунд появится обещанная Вам ссылка:
Прочитано 3780 раз

Основное меню

Авторизация


© 2016 Электротехнический портал. Все права защищены.

Яндекс.Метрика