Экспериментальное определение коэффициента широтно-импульсного модулятора

Существуют несколько способов ввода аналоговых сигналов в цифровую систему, альтернативных аналого-цифровому преобразованию. Одним из них является формирование широтно-модулированных импульсов по аналоговому сигналу и измерение их длительности микропроцессорным устройством.

ШИМ-модулятор состоит из генератора треугольных импульсов, выполненного на операционном усилителе LM324N, и компаратора.

Мультивибратор – генератор с самовозбуждением – генератор пилообразных (треугольных) импульсов. Он формирует два вида импульсов – прямоугольные и треугольные (пилообразные).

Компаратор выполняет сравнение двух сигналов. Он предназначен для логического сравнения двух различных величин. В данном случае компаратор сравнивает сигнал с измерительного элемента – терморезистора, включенного в резисторный делитель и сигнал, полученный с мультивибратора

Широтно-импульсный модулятор – преобразователь медленно меняющегося входного сигнала в последовательность импульсов, характеризующихся постоянством амплитуды и периода при изменении длительности импульса.

Рисунок 2.20 – ШИМ-модулятор

Для того, чтобы определить  необходимо построить статическую характеристику.

 – связь длительности импульса и напряжения.

 – определение коэффициента широтно-импульсной модуляции.

На рис.2.21 представлена статическая характеристика ШИМ – модулятора.

Рисунок 2.21 - Статическая характеристика ШИМ – модулятора

От 0 до 1.48 В у ШИМ – модулятора нечувствительная зона, с 1.48 В и до 2.96 В – линейный участок, а от 2.96 В – зона насыщения.

В нашей системе на ШИМ – модулятор подается напряжение и на выходе у него напряжение, поэтому  посчитаем исходя из функциональной схемы, изображенной на рис. 2.22.

Рисунок 2.22 – ШИМ-модулятор

В данном разделе был произведен динамический расчет системы. Т.к характеристики системы не удовлетворяли ТЗ, то в систему был введен цифровой регулятор и рассчитаны его составляющие. Также рассмотрено влияние возмущений на систему, таких как пульсация, наводки и нестабильность напряжения в сети. Экспериментально был определен коэффициент широтно-импульсного модулятора, путем построения статической характеристики.