文档介绍：( 2012-2013 学年第二学期) 模拟电子技术课程项目四脉冲宽度调制器 PWM 完成日期: 2013 年6月6日浙江万里学院电子信息学院项目四脉冲宽度调制器 PWM PWM :在电路输出频率不变的条件下,通过电压来改变脉冲的占空比。采用模拟电路实现脉冲宽度调制器的组成框图: 任务 1 正弦波振荡电路;任务 2方波- 三角波发生电路;任务 3 比较器任务 1 正弦波振荡电路; 信号产生电路在不需要外加输入信号的情况下,能自动产生各种周期性的波形。振荡的条件:自激振荡:若一个放大器的输入端不接外加的输入信号,而在输出端也会出现某种频率和幅度的波形。放大器引入正反馈产生自激振荡信号产生电路??X XA O——开环增益 o fX XB?——反馈系数起振条件: 组成部分: (1)放大电路:能放大信号电压, 提供振荡器能量 1||? AB (2) 反馈电路:在振荡器中形成正反馈满足相位平衡条件和幅度平衡条件。(3)选频电路:使振荡器在众多的各种频率的信号中,选择所需的振荡频率的信号以满足振荡条件, 使振荡器输出单一频率的正弦信号。(4)稳幅环节:保证振荡器输出稳定且基本不失真的正弦波形。电路仿真图: 仿真波形图: 电路中各元器件的作用: 电阻 R 1与电容 C 1串联、电阻 R 2与电容 C 2并联构成的网络称为 RC 串并联选屏网络; 741 和电阻 R 3、 R 4、 R 5组成同相比例电路; D3 、 D4 两个三极管起到稳幅作用。正弦波的频率: 示波器显示的正弦波形: 任务 2方波- 三角波发生电路(1) 方波- 三角波发生电路由哪两部分组成,各部分起什么作用,概述其工作原理。三角波和方波的峰峰值计算公式,和哪些参数有关,其频率计算公式,和那些参数有关? (3)实际电路测量,并与计算值所得的峰峰值和频率比较。任务 3 电压比较器运放非线性区的特性是什么? 比较器的分类,什么是门限电压?如何计算总结:脉冲宽度调制器的工作原理,及实际制作过程。方波- 三角波发生电路由同相迟滞比较器和积分器两部分组成,同相迟滞比较器具有滞回特性,即具有惯性,因而也就具有一定的抗干扰能力;积分运算电路可以实现方波-三角波发生电路的波形变换和正弦—余弦的移相功能。方波-三角波发生电路工作原理: 1)设 A1 起始状态??? oUu? 1A 2反相积分, u o2开始减小 221 221 1OuRR R Ucc RR Ru????? 2)u O2继续减小 0???? oUu? 1u moUR Ru 2 12?? 221 221 uRR RURR Ru??????3)u O2继续正向增加 0???? oUu? 1U moUR Ru 2 12? 221 221 uRR RURR Ru?????221 221 uRR RURR Ru?????4)u O2 继续减小 0???? oUu? 1u o2正向增加三角波的峰峰值计算公式: CC pp oUR RU 2 122?方波的峰峰值计算公式: CC pp oUU2 1?频率计算公式: 1 204 RCR Rf?(3)实际电路测量,并与计算值所得的峰峰值和频率比较。仿真电路图: 仿真图: 理论三角波峰峰值: 理论方波峰峰值: 理论频率: 示波器显示的三角波: 任务 3 电压比较器(1)运放非线性区的特性是什么? 输出电压高电平 U OH和输出低电平 U OL。(2)比较器的分类,什么是门限电压?如何计算? 比较器的分类:单限比较器、滞回比较器、窗口比较器; 门限电压:使 Ou 从 H OU 跃变为 L OU ,或者从 L OU 跃变为 H OU 的输入电压称为阀值电压或门限电压。即???UU 时,发生电平的转换,此时的输入电压为门限电压。门限电压的计算: 输出电压发生跳变的临界条件???uu0??u oiuRR RuRR Ru 21 121 2?????当???uu 时所对应的 ui值是阈值,即 oiuR Ru 2 1?? oUu?? THUR RU 2 1? oUu? TLUR RU 2 1??总结:脉冲宽度调制器的工作原理,及实际制作过程。工作原理:通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。总电路原理仿真图: 仿真图: 实际制作过程: 根据电路原理图焊接电路,焊接完成后,分别测量三角波、方波、正弦波的输出波形,并测量各波形峰峰值和频率,并进行比较,实验结果和理论值存在一定的误差,但误差不是很大,结果能明显地出来,焊接过程比较顺利。实际焊接板: 示波器的第四级输出波形: