如何构建脉宽调制信号发生器?看这一文

发布时间:2024-06-25  

今天给大家分享的是:构建

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脉宽调制()是一种利用数字信号精确控制模拟设备的技术。脉宽调制信号由用于模拟变化的模拟电压的电子脉冲组成。

脉宽调制信号通常用于控制伺服系统、LED和等模拟设备。

一、脉宽调制的工作原理

在脉冲宽度调制中,高频电脉冲序列被发送到设备为其供电,脉冲可由驱动晶体管或功率MOS管生成。

脉冲宽度调制信号出现在晶体管产生的高电压和低电压的周期中,信号从低电平循环到高电平所需的时间称为周期持续时间。

信号保持高电平的时间称为脉冲宽度:

脉冲宽度

脉冲宽度与周期持续时间的比率称为“占空比”。


占空比可用于估计脉冲调制信号将提供的视在模拟电压,下图显示了占空比对视在电压的影响:

占空比对视在电压的影响

现在计算特定视在电压所需的占空比:

视在电压所需的占空比

例如,在低电平时间为 13 ms、高电平时间为 8 ms 的脉宽调制周期中,占空比为:

8 ms / (8 ms + 13 ms) = 38%

如果脉冲电压(Vmax)为5V,则视在电压为:

(38%/100%) * 5V = 1.9 V

二、

通过使用555定时器来控 制MOS管来生成脉宽调制信号。下面为的电路图:

脉宽调制信号发生器

在上面的电路图中,我们可以看到555定时器配置为非稳态振荡器。

555 定时器在特定占空比下产生脉宽调制信号,并且控制 MOS管 Q1。

  • 该MOS管型号为IRF540。

  • D1是一个LED,通过信号变亮或者变暗。

  • 二极管D2 可以防止来自感性负载(由电机产生)的反电动势损坏MOS管。

  • 通过电阻 R1、R2、 R3和电容 C3 将频率固定在大约 595 Hz 。

  • 电位器 R4(约20k)调整占空比。

从下面的示波器显示可以看到,它可以从约78 uS调整到约1.6 mS:

1、4.6% 占空比

4.6% 占空比

2、50% 占空比

50% 占空比

3、93.5% 占空比

93.5% 占空比

根据不同占空比可以看到,如果频率太低,LED闪烁也会变快,如果频率太高,控制设备/负载没有办法及时打开和关闭。

文章来源于:电子产品世界    原文链接
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