Un simple modulateur PWM. Schéma, description

Modulateur PWM simple. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur

Il est regrettable de constater à quel point le marché intérieur se remplit principalement d'équipements étrangers, ce qui piétine notre fabricant local d'équipements électroniques. Cependant, je n'ai aucun doute qu'il existe de nombreux talents dans notre pays qui ne sont pas inférieurs aux sommités étrangères, mais il n'y a aucune condition pour que ces talents s'expriment. C'est pourquoi j'ai le plaisir de présenter un de mes développements à nos radioamateurs.

Modulateur PWM simple

Commençons par un peu de théorie. Considérons le circuit (Fig. 1) d'un générateur d'impulsions basé sur une puce logique MOS K176LA7 et deux diodes. Le générateur est fabriqué sur un double déclencheur RS.

Modulateur PWM simple
Fig. 1

Le générateur fonctionne comme ceci :

Lors de la mise sous tension, C1 et C2 - les capacités parasites d'entrée de chaque élément - sont déchargées. En conséquence, aux entrées 1 et 5, l'état de zéro logique, et aux sorties 3 et 6 - une unité logique. Le deuxième déclencheur est défini de manière aléatoire sur un état stable. Supposons que la sortie 10 est un un logique, la sortie 13 est un zéro logique. Dans le même temps, VD1 se ferme, VD2 s'ouvre et charge C2 assez rapidement. À l'entrée 5, une unité logique est définie et à la sortie 6 - 0 logique, qui commute le deuxième déclencheur dans un autre état (sortie 10 - 0 logique, sortie 13 - 1 logique), respectivement ouvrant VD1 et fermant VD2. A travers VD1, C1 est chargée et un 1 logique apparaît à l'entrée 1.

Dans cet état, le double déclenchement restera jusqu'à ce que le niveau logique 1 apparaisse à l'entrée 0. Ce temps est déterminé par la capacité d'entrée C2, le courant de fuite d'entrée et la différence entre la tension logique 1 (approximativement Upit) et la tension de seuil de le microcircuit (environ Upit / 2 ).

t = C2*(Upit-Upor)/Iout Après avoir déchargé C2 à la tension de seuil, le deuxième déclencheur basculera à nouveau, la charge C2 et la décharge C1 commenceront. Lorsque la tension de seuil est atteinte, le deuxième déclencheur commute et le processus est répété.

Comme le montre la formule ci-dessus, avec un courant de fuite et une tension de seuil pratiquement constants, le temps de décharge de la capacité parasite dépend de sa valeur. Un prototype d'un tel générateur a montré un changement dans la fréquence et le rapport cyclique des impulsions lorsqu'une main était rapprochée du générateur. Pour réduire l'influence du courant inverse des diodes, celles-ci sont sélectionnées avec le courant de fuite le plus faible possible (type KD102).

Modulateur basé sur un oscillateur à deux déclenchements

La durée de l'impulsion dans un tel générateur peut être modulée en modifiant la capacité connectée en parallèle à l'entrée ou en contrôlant le courant de décharge des condensateurs d'entrée. Considérons la possibilité de contrôler le courant de décharge des condensateurs d'entrée. Aux entrées 1 et 6, nous allumerons deux sources de courant contrôlées par un signal modulé (Fig. 2).

Modulateur basé sur un oscillateur à deux déclenchements
Fig. 2

De plus, lorsque le signal d'entrée change, le courant d'une source augmente de ?I, l'autre diminue de ?I.

En conséquence, une période sera :

T=t1+t2=C1*Uthr/(I+??I)+C2*Uthr/(I-??I);

d'où l'on peut voir que plus le courant de décharge des condensateurs d'entrée est élevé, plus la période est courte et, par conséquent, plus la fréquence du modulateur est élevée. Le signal d'origine est restitué à l'aide d'un circuit intégrateur, à la sortie duquel, à amplitude constante des impulsions de sortie (Uam), la tension sera :

Uout=Uam*t1/(t1+t2)

il est facile de déduire que pour les mêmes capacités d'entrée, tensions de seuil et ?I=0, Uout=Uam/2.

Et la variation de la tension de sortie et du coefficient de transfert :

?U=??I*Uam/2I ;

K= Uam/2I

Ainsi, en réduisant le courant de décharge des condensateurs d'entrée et en augmentant l'amplitude des impulsions de sortie du modulateur, en plus de la modulation, il est possible d'obtenir une amplification du signal d'entrée. Et encore une remarque : puisque lorsque le signal d'entrée change, la durée de l'impulsion et la durée de son absence changent, la fréquence de modulation change ; à mesure que le signal d'entrée augmente, elle diminue. Cela détermine également la plage dynamique assez large du modulateur.

Le schéma pratique du modulateur est illustré à la Fig. 3. Des parties du modulateur ont été choisies pour des raisons d'accessibilité et de répétabilité facile du circuit.

L'étage différentiel d'entrée est réalisé sur des transistors bipolaires KT315 avec n'importe quelle lettre, de préférence avec des gains de courant similaires. Le KD102 à faible courant inverse a été choisi comme diodes.

Modulateur basé sur un oscillateur à deux déclenchements
Fig. 3

Pour augmenter la stabilité du modulateur, une rétroaction négative a été introduite dans le circuit à partir de la sortie 4 via un filtre basse fréquence, une résistance de 12 k, un condensateur de 1.0 μF et une résistance de 24 k avec une fréquence de coupure d'environ 16 Hz.

Le modulateur est réglé en sélectionnant une résistance de 110 k pour la fréquence de modulation requise.

Auteur : Vladimir Alekseevich Gorbatykh, Oulan-Oude ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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Les chercheurs ont utilisé 100 volontaires pour les expériences, qui avaient tous déjà reçu un diagnostic de peur des hauteurs, mais ils n'ont reçu aucun traitement pour leur problème. Les chercheurs ont ensuite divisé les volontaires en deux groupes. 51 volontaires ont été envoyés dans le groupe témoin, tandis que 49 personnes ont eu la possibilité de suivre un traitement de réalité virtuelle de deux semaines (47 personnes ont accepté l'offre et 44 l'ont terminée). Les scientifiques ont publié les résultats de l'étude dans The Lancet Psychiatry.

Au cours du programme, les volontaires ont utilisé un casque de réalité virtuelle ainsi qu'un "entraîneur virtuel" pendant six sessions, chacune d'une durée d'environ 30 minutes. L'entraîneur automatisé leur a posé des questions sur leur peur des hauteurs et leur a expliqué des faits sur leur phobie. Il a ensuite amené les sujets à travers une série de scénarios virtuels pour aider les gens à faire face à leur peur. Dans les scénarios, les gens se trouvaient dans des situations différentes : par exemple, ils pouvaient lancer une balle par-dessus un parapet de toit ou sauver un chat d'un arbre. À la fin de chaque séance, le formateur demandait aux gens comment ils se sentaient et les encourageait à affronter leur peur dans le monde réel entre les séances.

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