Шыротна-імпульсная мадуляцыя

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Метады мадуляцыі
Аналагавая мадуляцыя
AM · ЧМ (FM) · ФМ (PM) · QAM · SSB
Лічбавая мадуляцыя
АМн · ФМн · ЧМн · GMSK
OFDM · COFDM · TCM
Імпульсная мадуляцыя
АІМ · ДМ · ІКМ · ΣΔ · ШІМ · ЧІМ · ФІМ
Пашырэнне спектру
DSSS · FHSS
Гл. таксама Дэмадуляція

Шыротна-імпульсная мадуляцыя (ШІМ — англ.: pulse-width modulation, PWM), ці мадуляцыя праз змену шырыні імпульсаў (англ.: pulse-duration modulation, PDM) — працэс кіравання шырынёй (прагальнасцю) высокачастотных імпульсаў правілам, якое задае нізкачастотны сігнал. У электроніцы гэта можа быць кіраванне сярэднім значэннем выходнага напружання праз змены трываласці замкнутага стану электрычнага (электрамеханічнага) ключа, напрыклад, у схеме ключавога стабілізатара напружання.

Прынцып работы ШІМ[правіць | правіць зыходнік]

Зялёны — уваходны аналагавы сігнал, чырвоны — выходны імпульсны
Мадэляванне ў ШІМ выходнага сінусаідальнага сігнала

Аналагавая ШІМ[правіць | правіць зыходнік]

ШІМ-сігнал генеруецца аналагавым кампаратарам, на адзін уваход якога падаецца апорны сігнал значна большай частаты, чым мадулюючы ў выглядзе «трохкутніка» ці «пілы», а на другі — мадулюючы сталы аналагавы сігнал. Частата выходных імпульсаў ШІМ адпавядае частаце «зубоў» пілы. У той частцы перыяду, калі сігнал на пазітыўным уваходзе вышэй сігнала на негатыўным уваходзе, на выхадзе атрымліваецца адзінка, аднак, калі сігнал на пазітыўным уваходзе ніжэй сігнала на негатыўным уваходзе — нуль[1].

Лічбавая ШІМ[правіць | правіць зыходнік]

У двайковай лічбавай тэхніцы, выхады ў якой могуць выводзіць толькі адно з двух значэнняў, набліжэнне пажаданага сярэдняга ўзроўня выходнага сігнала з дапамогай ШІМ ёсць абсалютна натуральным спосабам. Схема настолькі ж простая: пілападобны сігнал генеруецца N-бітавым лічыльнікам.

Фільтрація уваходнага сигнала[правіць | правіць зыходнік]

У тых випадках, калі патрэбна, набліжэнне формы выходнага сігнала ШІМ да адпаведнага яму ўваходнага сигнала забяспечваецца інтэгруючымі элементамі, ролю якіх можа граць інэрцыйнасць стану кіраванага ШІМ элемента (напрыклад, награвальнага элемента) альбо для гэтага выкарыстоўваецца інтэгруючы элемент — фільтр нізькіх частот.

Перавагі ШіМ[правіць | правіць зыходнік]

Перамыканне адбываецца з вялікай хуткасцю, такой, якая патрэбна для пэўнага тыпу нагрузкі. Гэта можа абюывацца некалькі разоў на хвіліну для электрапечы; 100 Гц для электралампы; ад некалькіх да дзясяткаў кГц для электрарухавіка альбо ад дзясяткаў да сотняў кГц для аўдыёўзмацняльніка і камп'ютарна блоку сілкавання.

Для ацэнкі эфектыўнасці кіравання мае значэнне працоўны цыкл (англ.: duty cycle) пад якім маецца на ўвазе суадносіны працягласці уключанага стану (англ.: 'on' time) да прынятага перыяду импульсаў; малы duty cycle адпавядае рэжыму энэргазберагання, бо крыніца энэргіі вымкнена большасць часу. Duty cycle выражаецца ў адсотках, 100% адпавядае ўключанаму стану на ўвесь перыяд.

Галоўнай перавагай ШІМ з'яўляецца малая страта энэргіі на электронным перамыкачы. Ён збольшага перабывае або ў вымкненым стане, калі яго супраціўленне максімальнае, або ў рэжыме насычэння — з мінімальным супрацівам, то бок або ток, або падзення напружання на ім блізкія да нулю. ШІМ таксама арганічна спалучаецца з лічбавымі тэхналогіямі, вялікая колькасць ШІМ-кантролераў вырабляецца ў выглядзе мікрасхем. Класічным прыкладам з'яўляюцца мікрасхемы UC3842…UC3844.

Лічбавая шыротна-імпульсная мадуляцыя з'яўляецца разнавіднасцю двухузроўневай ІКМ.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

спасылкі

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  1. Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку. Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1994 — Ч.1.
  2. Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку. Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1995 — Ч.2.
  3. Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку. Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1997 — Ч.3.
  4. Слепов Н. Н., Дроздов Б. В. Широтно — імпульсна модуляція: Під ред. А. А. Булгакова. — М.: Енергія, 1978. — 192 с.


  1. Circuits. Op-Amps. Amplifiers. Class-D Amplifier