8. કન્વર્ટરમાં પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન

8.1. સામાન્ય માહિતી

પલ્સ કંટ્રોલ અને મોડ્યુલેશનના સિદ્ધાંતોની ચર્ચા પ્રકરણમાં કરવામાં આવી છે. 4 સરળ ડીસી રેગ્યુલેટર સર્કિટના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને. તે જ સમયે, રેખીય પલ્સ સિસ્ટમ્સના સિદ્ધાંતમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પલ્સ મોડ્યુલેશનના મુખ્ય પ્રકારોની વ્યાખ્યાઓ આપવામાં આવે છે, જે સ્પંદિત ડીસી કન્વર્ટરને નિયંત્રિત કરવાની પ્રથાને અનુરૂપ છે.

જો કે, એસી કન્વર્ટરમાં વોલ્ટેજ અથવા કરંટના પલ્સ-પહોળાઈ મોડ્યુલેશનની પાવર ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં થોડી અલગ વ્યાખ્યા છે, જ્યારે વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને વીજળીને કન્વર્ટ કરવાની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કરતી વખતે PWMની વિશેષતાઓને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. IEC 551-16-30 માં વ્યાખ્યાયિત કર્યા મુજબ, પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન એ પલ્સ કંટ્રોલ છે જેમાં કઠોળની પહોળાઈ અથવા આવર્તન, અથવા બંને, ચોક્કસ આઉટપુટ વોલ્ટેજ વેવફોર્મ ઉત્પન્ન કરવા માટે મૂળભૂત આવર્તનના સમયગાળાની અંદર મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, PWM વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાનની સાઇનસૉઇડિલિટી સુનિશ્ચિત કરવા માટે હાથ ધરવામાં આવે છે, એટલે કે, મુખ્ય (પ્રથમ) હાર્મોનિકની તુલનામાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સના સ્તરને ઘટાડે છે, અને તેને સિનુસોઇડલ કહેવામાં આવે છે. sinusoidality સુનિશ્ચિત કરવા માટે નીચેની મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે: એનાલોગ PWM અને તેના ફેરફારો; ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સનું પસંદગીયુક્ત (પસંદગીયુક્ત) દમન; હિસ્ટેરેસિસ અથવા ડેલ્ટા મોડ્યુલેશન;

અવકાશ વેક્ટર મોડ્યુલેશન.

એનાલોગ sinusoidal PWM ને ગોઠવવાનું ક્લાસિક સંસ્કરણ એ આપેલ આકારના વોલ્ટેજ સિગ્નલની સરખામણી કરીને આઉટપુટ વોલ્ટેજ (વર્તમાન) બનાવતા કઠોળની પહોળાઈને બદલવાનો છે, જેને સંદર્ભ અથવા સંદર્ભ કહેવાય છે, ત્રિકોણાકાર વોલ્ટેજ સિગ્નલ ઊંચી આવર્તન ધરાવતા હોય છે. અને કેરિયર સિગ્નલ કહેવાય છે. સંદર્ભ સંકેત મોડ્યુલેટીંગ છે અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ (વર્તમાન) ના જરૂરી આકારને નિર્ધારિત કરે છે. આ પદ્ધતિમાં ઘણા ફેરફારો છે જેમાં મોડ્યુલેટીંગ સિગ્નલો સાઈન વેવ સિવાયના વિશેષ કાર્યો દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. વ્યાખ્યાન નોંધો આ PWM પદ્ધતિઓ સમજાવતા કેટલાક મૂળભૂત સર્કિટની ચર્ચા કરશે.

ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સના પસંદગીયુક્ત દમનની પદ્ધતિ હાલમાં સોફ્ટવેર-આધારિત માઇક્રોપ્રોસેસર નિયંત્રકોનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક અમલમાં મુકવામાં આવી છે. હિસ્ટેરેસિસ મોડ્યુલેશન એ સંદર્ભ સિગ્નલના રિલે "ટ્રેકિંગ" ના સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિનુસોઇડલ વેવફોર્મ. તેની સરળ તકનીકી ડિઝાઇનમાં, આ પદ્ધતિ PWM અને PFM (પલ્સ ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન) ના સિદ્ધાંતોને જોડે છે. જો કે, વિશિષ્ટ સર્કિટ પગલાં દ્વારા મોડ્યુલેશન આવર્તનને સ્થિર કરવું અથવા તેના ફેરફારની શ્રેણીને મર્યાદિત કરવી શક્ય છે.

સ્પેસ વેક્ટર મોડ્યુલેશન પદ્ધતિ ત્રણ-તબક્કાની વોલ્ટેજ સિસ્ટમને બે-તબક્કામાં રૂપાંતરિત કરવા અને સામાન્યીકૃત સ્પેસ વેક્ટર મેળવવા પર આધારિત છે. આ વેક્ટરની તીવ્રતા મૂળભૂત અને મોડ્યુલેટીંગ ફ્રીક્વન્સીઝ દ્વારા નિર્ધારિત ક્ષણો પર ગણવામાં આવે છે. ત્રણ-તબક્કાના ઇન્વર્ટરને નિયંત્રિત કરવા માટે તે ખૂબ જ આશાસ્પદ માનવામાં આવે છે, ખાસ કરીને, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સમાં ઉપયોગ થાય છે. તે જ સમયે, તે ઘણી રીતે પરંપરાગત sinusoidal PWM જેવું જ છે.

PWM પર આધારિત કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ માત્ર વોલ્ટેજ અથવા કરંટના મૂળભૂત હાર્મોનિકના સરેરાશ મૂલ્યોના સિનુસોઇડલ આકારને જ નહીં, પરંતુ તેના કંપનવિસ્તાર, આવર્તન અને તબક્કાના મૂલ્યોને પણ નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ કિસ્સામાં કન્વર્ટર સંપૂર્ણપણે નિયંત્રિત સ્વીચોનો ઉપયોગ કરતું હોવાથી, મૂળભૂત હાર્મોનિક પાવર ફેક્ટર cosφ ના આપેલ મૂલ્ય સાથે સુધારણા અને ઉલટાવી દેવાના મોડમાં ચારેય ચતુર્થાંશમાં AC (DC) કન્વર્ટરની કામગીરી એકસાથે અમલમાં મૂકવી શક્ય બને છે. -1 થી 1 સુધીની રેન્જમાં. વધુમાં, વધતી જતી વાહક આવર્તન સાથે, ઇન્વર્ટરના આઉટપુટ પર આપેલ આકારના વર્તમાન અને વોલ્ટેજનું પુનઃઉત્પાદન કરવાની શક્યતાઓ વિસ્તરે છે. આ તમને ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સને દબાવવા માટે સક્રિય ફિલ્ટર્સ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

અમે વોલ્ટેજ ઇન્વર્ટરના સિંગલ-ફેઝ હાફ-બ્રિજ સર્કિટ (ફિગ. 8.1, એ). આ શરતી રેખાકૃતિમાં કીઓ એસ1 અને એસ2 સંપૂર્ણપણે નિયંત્રિત સ્વિચિંગ તત્વો દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે, જે શ્રેણીમાં જોડાયેલા ડાયોડ્સ દ્વારા પૂરક છે અને તેમની સાથે સમાંતર છે. શ્રેણીના ડાયોડ્સ સ્વીચોની દિશાહીન વાહકતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર અથવા થાઇરિસ્ટોર્સ), અને સમાંતર ડાયોડ સક્રિય-ઇન્ડક્ટિવ લોડ સાથે વિપરીત પ્રવાહોનું વહન પૂરું પાડે છે.

સંદર્ભના આકૃતિઓ, મોડ્યુલેટીંગ u M(θ) અને વાહક u H (θ) સંકેતો ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. 8.1, b. કી નિયંત્રણ કઠોળની રચના એસ 1 અને એસ 2 નીચેના સિદ્ધાંત અનુસાર હાથ ધરવામાં આવે છે. મુ u M (θ) > u H(θ) કી એસ 1 ચાલુ છે, એ એસ 2 બંધ કરી દીધું. મુ u M(θ)< u H (θ) કી સ્થિતિઓ ઉલટી છે: એસ 2 - પર, એ એસ 1 - બંધ. આમ, ઇન્વર્ટરના આઉટપુટ પર બે ધ્રુવીય કઠોળના સ્વરૂપમાં વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થાય છે. સ્વીચોના એક સાથે વહનને દૂર કરવા માટે વાસ્તવિક સર્કિટમાં એસ 1 અને એસ 2, આ કીઓ ચાલુ કરવા માટે સિગ્નલ જનરેટ કરવાની ક્ષણો વચ્ચે ચોક્કસ વિલંબ પ્રદાન કરવો જોઈએ. દેખીતી રીતે, પલ્સ પહોળાઈ સિગ્નલના કંપનવિસ્તારના ગુણોત્તર પર આધારિત છે u M(θ) અને u H(θ). આ સંબંધને દર્શાવતા પરિમાણને કંપનવિસ્તાર મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે અને તે સૂત્ર (8.1) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

, (8.1.)

જ્યાં યુ M m અને યુ H m - મોડ્યુલેટીંગ સિગ્નલના મહત્તમ મૂલ્યો u M(θ) અને વાહક સિગ્નલ u H(θ) અનુક્રમે.

ચોખા. 8.1. સિંગલ ફેઝ સેમી બ્રિજ વોલ્ટેજ ઇન્વર્ટર: એ- યોજના; b- પલ્સ મોડ્યુલેશન માટે વોલ્ટેજ ડાયાગ્રામ

વાહક આવર્તન u H(θ) સ્વિચિંગ આવર્તન સમાન છે f H કીઓ એસ 1 અને એસ 2 અને સામાન્ય રીતે નોંધપાત્ર રીતે મોડ્યુલેટીંગ સિગ્નલની આવર્તન કરતાં વધી જાય છે fએમ. આવર્તન ગુણોત્તર fએચ અને f M એ મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતાનું મહત્વનું સૂચક છે અને તેને ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે, જે ફોર્મ્યુલા (8.2) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

નાના મૂલ્યો પર એમ fસંકેતો u M(θ) અને uઅનિચ્છનીય સબહાર્મોનિક્સ ટાળવા માટે H(θ) સમન્વયિત હોવું આવશ્યક છે. મહત્તમ મૂલ્ય તરીકે B મારા, જે સિંક્રનાઇઝેશનની જરૂરિયાત નક્કી કરે છે, તે સેટ છે એમ f = 21. દેખીતી રીતે, સમન્વયિત સંકેતો સાથે ગુણાંક એમ fસતત મૂલ્ય છે.

ફિગ માં રેખાકૃતિમાંથી. 8.1 તે જોઈ શકાય છે કે આઉટપુટ વોલ્ટેજના પ્રથમ હાર્મોનિકનું કંપનવિસ્તાર યુ am 1, નીચેના ફોર્મમાં (8.3) ધ્યાનમાં લેતા, રજૂ કરી શકાય છે:

(8.3)

(8.3) મુજબ મુ એમઆઉટપુટ વોલ્ટેજના પ્રથમ હાર્મોનિકનું a = 1 કંપનવિસ્તાર અર્ધ-તરંગ લંબચોરસની ઊંચાઈ જેટલું છે યુ d/2. M a ના મૂલ્ય પર આઉટપુટ વોલ્ટેજના પ્રથમ હાર્મોનિકના સંબંધિત મૂલ્યની લાક્ષણિકતા અંજીર માં દર્શાવવામાં આવી છે. 8.2, જેમાંથી તે સ્પષ્ટ છે કે ફેરફાર એમ a 0 થી 1 રેખીય રીતે અને કંપનવિસ્તાર પર આધાર રાખે છે યુ am 1. મર્યાદા મૂલ્ય એમ a એ વિચારણા હેઠળના મોડ્યુલેશનના પ્રકારના સિદ્ધાંત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે મુજબ મહત્તમ મૂલ્ય યુ am 1 લંબચોરસ આકારની અર્ધ-તરંગની ઊંચાઈ દ્વારા મર્યાદિત છે, બરાબર યુ d/2. ગુણાંકમાં વધુ વધારા સાથે એમમોડ્યુલેશન કંપનવિસ્તારમાં બિનરેખીય વધારો તરફ દોરી જાય છે યુઇન્વર્ટરના આઉટપુટ પર લંબચોરસ વોલ્ટેજની રચના દ્વારા નિર્ધારિત મહત્તમ મૂલ્ય માટે am 1, જે પછીથી યથાવત રહે છે.

લંબચોરસ ફંક્શનને ફોરિયર શ્રેણીમાં વિસ્તરણ કરવાથી મહત્તમ મૂલ્ય (8.4) મળે છે:

(8.4)

આ મૂલ્ય ઇન્ડેક્સ મૂલ્ય દ્વારા મર્યાદિત છે એમ a, 0 થી આશરે 3 ની રેન્જમાં બદલાય છે. દેખીતી રીતે, 1 થી 3.2 ના અંતરાલ a-b મૂલ્યોમાં કાર્ય બિનરેખીય છે (ફિગ. 8.2). આ વિભાગમાં ઓપરેટિંગ મોડને ઓવર મોડ્યુલેશન કહેવામાં આવે છે.

અર્થ એમ fવાહક સિગ્નલ આવર્તનની પસંદગી દ્વારા નિર્ધારિત u H (θ) અને કન્વર્ટરની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે. જેમ જેમ આવર્તન વધે છે, કન્વર્ટરના પાવર સ્વીચોમાં સ્વિચિંગ નુકસાન વધે છે, પરંતુ તે જ સમયે આઉટપુટ વોલ્ટેજની સ્પેક્ટ્રલ રચનામાં સુધારો થાય છે અને મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયાને કારણે ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સને ફિલ્ટર કરવાની સમસ્યાનું સમાધાન સરળ બને છે. મૂલ્ય પસંદ કરવામાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ f H એ ઘણા કિસ્સાઓમાં 20 kHz થી વધુની ઑડિયો ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં તેનું મૂલ્ય સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂર છે. પસંદ કરતી વખતે f H તમારે કન્વર્ટરના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજનું સ્તર, તેની શક્તિ અને અન્ય પરિમાણોને પણ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.

ચોખા. 8.2. સિંગલ-ફેઝ હાફ-બ્રિજ સર્કિટ માટે કંપનવિસ્તાર મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ પર આઉટપુટ વોલ્ટેજના મૂળભૂત હાર્મોનિકના કંપનવિસ્તારના સંબંધિત મૂલ્યની અવલંબન

અહીં સામાન્ય વલણ એ એમના મૂલ્યોમાં વધારો છે fઓછી શક્તિ અને ઓછા વોલ્ટેજ કન્વર્ટર અને ઊલટું. તેથી પસંદગી એમ fમલ્ટિક્રાઇટેરિયા ઓપ્ટિમાઇઝેશન સમસ્યા છે.

સ્ટોકેસ્ટિક પ્રક્રિયા સાથે પલ્સ મોડ્યુલેશન. કન્વર્ટરમાં PWM નો ઉપયોગ મોડ્યુલેટેડ વોલ્ટેજ અને કરંટમાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સના દેખાવ સાથે સંકળાયેલ છે. તદુપરાંત, આ પરિમાણોની સ્પેક્ટ્રલ રચનામાં, સૌથી નોંધપાત્ર હાર્મોનિક્સ ફ્રીક્વન્સીઝ પર થાય છે જે ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સના ગુણાકાર હોય છે. એમ fઅને સાઇડ ફ્રીક્વન્સીઝ પર તેમની આસપાસ જૂથબદ્ધ ઘટતા કંપનવિસ્તારો સાથે હાર્મોનિક્સ. ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ નીચેની મુખ્ય સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે:

એકોસ્ટિક અવાજની ઘટના;

અન્ય વિદ્યુત ઉપકરણો અથવા સિસ્ટમો સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) નું બગાડ.

એકોસ્ટિક અવાજના મુખ્ય સ્ત્રોત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઘટકો (ચોક્સ અને ટ્રાન્સફોર્મર્સ) છે, જે ઑડિયો રેન્જમાં ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ ધરાવતા વર્તમાન અને વોલ્ટેજના સંપર્કમાં આવે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે ઘોંઘાટ ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સીઝ પર થઈ શકે છે જ્યાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ સૌથી વધુ હોય છે. અવાજ પેદા કરતા પરિબળો, જેમ કે મેગ્નેટોસ્ટ્રિકશન, EMC સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે. EMC સમસ્યાઓ વિદ્યુત ઉપકરણોની EMI સંવેદનશીલતાને આધારે વિશાળ આવર્તન શ્રેણીમાં થઈ શકે છે. પરંપરાગત રીતે, ડિઝાઇન અને ટેક્નોલોજી સોલ્યુશન્સનો ઉપયોગ અવાજનું સ્તર ઘટાડવા માટે કરવામાં આવે છે, અને EMCની ખાતરી કરવા માટે નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

આ સમસ્યાઓના નિરાકરણ માટે આશાસ્પદ દિશા તરીકે, મોડ્યુલેટેડ વોલ્ટેજ અને કરંટની સ્પેક્ટ્રલ રચનાની પ્રકૃતિને બદલવા સાથે સંકળાયેલ પદ્ધતિઓ ગણવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિઓનો સાર એ છે કે ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમનું સ્તર કરવું અને વિશાળ આવર્તન શ્રેણી પર તેમના સ્ટોકેસ્ટિક વિતરણને કારણે ઉચ્ચારણ હાર્મોનિક્સના કંપનવિસ્તારને ઘટાડવું. આ ટેકનિકને કેટલીકવાર ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ "સ્મીયરિંગ" કહેવામાં આવે છે. હસ્તક્ષેપ ઊર્જાની સાંદ્રતા ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઘટે છે જ્યાં હાર્મોનિક્સમાં મહત્તમ મૂલ્યો હોઈ શકે છે. આ પદ્ધતિઓનો અમલ કન્વર્ટરના પાવર પાર્ટના ઘટકો પર કોઈ અસર સાથે સંકળાયેલ નથી અને મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં નિયંત્રણ સિસ્ટમમાં નાના ફેરફારો સાથે સોફ્ટવેર દ્વારા મર્યાદિત છે.

ચાલો આ પદ્ધતિઓના અમલીકરણના સિદ્ધાંતોને સંક્ષિપ્તમાં ધ્યાનમાં લઈએ. PWM ફરજ ચક્ર γ= માં ફેરફાર પર આધારિત છે tઅને/ ટી n, ક્યાં tઅને - પલ્સ અવધિ; ટી n- તેની રચનાનો સમયગાળો. સામાન્ય રીતે આ જથ્થાઓ, તેમજ સમયગાળાના અંતરાલ પર પલ્સની સ્થિતિ ટી nસ્થિર સ્થિતિમાં સ્થિર છે. PWM પરિણામોને અભિન્ન સરેરાશ મૂલ્યો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, t ના નિર્ધારિત મૂલ્યો અને, પલ્સ પોઝિશન સહિત, મોડ્યુલેટેડ પરિમાણોની બિનતરફેણકારી વર્ણપટની રચના નક્કી કરે છે. જો આ જથ્થાઓને γ નું આપેલ મૂલ્ય જાળવી રાખીને રેન્ડમ અક્ષર આપવામાં આવે છે, તો પ્રક્રિયાઓ સ્ટોકેસ્ટિક બને છે અને મોડ્યુલેટેડ પરિમાણોની વર્ણપટની રચના બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આવા રેન્ડમ પાત્રને આવેગની સ્થિતિ આપી શકાય છે tઅને સમયગાળા T n ના અંતરાલ પર અથવા બાદમાં સ્ટોકેસ્ટિક ફેરફાર પ્રદાન કરો. આ હેતુ માટે, રેન્ડમ નંબર જનરેટરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી માસ્ટર જનરેટરને પ્રભાવિત કરે છે. f n =1/ટી n. એ જ રીતે, તમે અંતરાલ પર પલ્સની સ્થિતિ બદલી શકો છો ટી nશૂન્ય સમાન ગાણિતિક અપેક્ષા સાથે. સરેરાશ અભિન્ન મૂલ્ય γ એ કંટ્રોલ સિસ્ટમ દ્વારા નિર્દિષ્ટ સ્તર પર રહેવું જોઈએ, જેના પરિણામે મોડ્યુલેટેડ વોલ્ટેજ અને પ્રવાહોમાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સની સ્પેક્ટ્રલ રચના સમાન કરવામાં આવશે.

સ્વ-નિયંત્રણ માટે પ્રશ્નો

1. સાઇનસાઇડલ કરંટ અથવા વોલ્ટેજની ખાતરી કરવા માટે મુખ્ય PWM પદ્ધતિઓની સૂચિ બનાવો.

2. યુનિપોલર અને બાયપોલર વોલ્ટેજ મોડ્યુલેશન વચ્ચે શું તફાવત છે?

3. PWM ના મુખ્ય પરિમાણોની સૂચિ બનાવો.

4. સ્ટોકેસ્ટિક પ્રક્રિયાઓ સાથે PWM નો ઉપયોગ કયા હેતુ માટે થાય છે?

પ્રિય બોબોટ, શું તમે અમને આવેગ વિશે થોડું વધુ કહી શકશો?

તે સારું છે કે તમે પૂછ્યું, મારા મિત્ર બિબોટ. કઠોળ ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં માહિતીના મુખ્ય વાહક હોવાથી, તેથી કઠોળની વિવિધ લાક્ષણિકતાઓને જાણવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ચાલો, કદાચ, એક જ આવેગ સાથે શરૂ કરીએ.

વિદ્યુત આવેગ એ ચોક્કસ અને મર્યાદિત સમયગાળામાં વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાનનો વધારો છે.

પલ્સની હંમેશા શરૂઆત (વધતી ધાર) અને અંત (પડતી ધાર) હોય છે.
તમે કદાચ પહેલાથી જ જાણો છો કે ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં બધા સિગ્નલો માત્ર બે વોલ્ટેજ સ્તરો દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે: "લોજિકલ એક" અને "લોજિકલ શૂન્ય". આ માત્ર પરંપરાગત વોલ્ટેજ મૂલ્યો છે. "તાર્કિક એક" ને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્તર સોંપવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે લગભગ 2-3 વોલ્ટ, જ્યારે "લોજિકલ શૂન્ય" શૂન્યની નજીકનું વોલ્ટેજ માનવામાં આવે છે. ડિજિટલ પલ્સ ગ્રાફિકલી આકારમાં લંબચોરસ અથવા ટ્રેપેઝોઇડલ તરીકે રજૂ થાય છે:

એક પલ્સનો મુખ્ય જથ્થો તેની લંબાઈ છે. પલ્સ લંબાઈ એ સમયની લંબાઈ છે જે દરમિયાન પ્રશ્નમાં તર્ક સ્તર એક સ્થિર સ્થિતિ ધરાવે છે. આકૃતિમાં, લેટિન અક્ષર t ઉચ્ચ-સ્તરના પલ્સની લંબાઈને ચિહ્નિત કરે છે, એટલે કે, તાર્કિક “1”. પલ્સ લંબાઈ સેકન્ડમાં માપવામાં આવે છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે મિલીસેકન્ડ્સ (ms), માઇક્રોસેકન્ડ્સ (μs), અને નેનોસેકન્ડ્સ (ns) માં પણ. એક નેનોસેકન્ડ એ સમયનો ખૂબ જ ટૂંકો સમયગાળો છે!
યાદ રાખો: 1 એમએસ = 0.001 સેકન્ડ.
1 µs = 0.000001 સેકન્ડ
1 ns = 0.000000001 સેકન્ડ
અંગ્રેજી સંક્ષિપ્ત શબ્દોનો પણ ઉપયોગ થાય છે: ms - મિલિસેકન્ડ, μs - માઇક્રોસેકન્ડ, ns - નેનોસેકન્ડ.

એક નેનોસેકન્ડમાં મારી પાસે અવાજ ઉઠાવવાનો સમય પણ નહીં હોય!
મને કહો, બોબોટ, જો ત્યાં ઘણા બધા આવેગ હશે તો શું થશે?

સારો પ્રશ્ન, બીબોટ! વધુ આવેગ, વધુ માહિતી તેઓ અભિવ્યક્ત કરી શકે છે. ઘણા આવેગોમાં ઘણી લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. સૌથી સરળ પલ્સ પુનરાવર્તન દર છે.
પલ્સ રિપીટિશન રેટ એ એકમ સમય દીઠ સંપૂર્ણ કઠોળની સંખ્યા છે.સમયના એકમ દીઠ એક સેકન્ડ લેવાનો રિવાજ છે. આવર્તનનું એકમ હર્ટ્ઝ છે, જેનું નામ જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી હેનરિક હર્ટ્ઝના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. એક હર્ટ્ઝ એટલે એક સેકન્ડમાં એક સંપૂર્ણ પલ્સનું રેકોર્ડિંગ. જો સેકન્ડ દીઠ હજાર સ્પંદનો થાય છે, તો તે 1000 હર્ટ્ઝ અથવા સંક્ષિપ્તમાં 1000 હર્ટ્ઝ હશે, જે 1 કિલોહર્ટ્ઝ, 1 કિલોહર્ટ્ઝની બરાબર છે. તમે અંગ્રેજી સંક્ષેપ પણ શોધી શકો છો: Hz - Hz. આવર્તન અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે એફ.

ત્યાં ઘણી વધુ લાક્ષણિકતાઓ છે જે ફક્ત બે અથવા વધુ આવેગની ભાગીદારી સાથે જ દેખાય છે. પલ્સ સિક્વન્સના આ મહત્વના પરિમાણોમાંનો એક સમયગાળો છે.
પલ્સ પીરિયડ એ બે અડીને આવેલા કઠોળના બે લાક્ષણિક બિંદુઓ વચ્ચેનો સમય અંતરાલ છે.સામાન્ય રીતે, સમયગાળો નજીકના કઠોળના બે ઉછાળા અથવા પતન વચ્ચે માપવામાં આવે છે અને મોટા લેટિન અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. ટી.

નાડીના પુનરાવર્તનનો સમયગાળો સીધો પલ્સ સિક્વન્સની આવર્તન સાથે સંબંધિત છે, અને તેની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે: T=1/F
જો પલ્સ લંબાઈ tઅડધા સમયગાળાની બરાબર બરાબર ટી, તો પછી આવા સંકેતને ઘણીવાર " મેન્ડર".

કઠોળનું ફરજ ચક્ર એ પલ્સ પુનરાવર્તિત સમયગાળાનો તેમની અવધિનો ગુણોત્તર છે અને અક્ષર S દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે: S=T/t ડ્યુટી ફેક્ટર એ પરિમાણહીન જથ્થા છે અને તેમાં માપનના કોઈ એકમો નથી, પરંતુ ટકાવારી તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. ડ્યુટી સાયકલ શબ્દ ઘણીવાર અંગ્રેજી ગ્રંથોમાં જોવા મળે છે; આ કહેવાતા ફરજ ચક્ર છે.
ફરજ ચક્ર D એ ફરજ ચક્રનો પરસ્પર છે.ભરણ પરિબળ સામાન્ય રીતે ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે અને તેની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે: D=1/S

પ્રિય બોબોટ, સરળ આવેગમાં ઘણી અલગ અને રસપ્રદ વસ્તુઓ છે! પરંતુ ધીમે ધીમે હું મૂંઝવણમાં આવવાનું શરૂ કરું છું.

મારા મિત્ર, બિબોટ, તમે બરાબર નોંધ્યું છે, આવેગ એટલા સરળ નથી! પરંતુ ત્યાં માત્ર થોડી બાકી છે.

જો તમે મારી વાત ધ્યાનથી સાંભળી હોય, તો તમે કદાચ નોંધ્યું હશે કે જો તમે પલ્સની લંબાઈ વધારશો કે ઘટાડશો અને તે જ સમયે કઠોળ વચ્ચેના વિરામને એ જ રકમથી ઘટાડશો અથવા વધારશો, તો નાડીના પુનરાવર્તનનો સમયગાળો અને આવર્તન યથાવત રહેશે! આ એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હકીકત છે કે ભવિષ્યમાં આપણને એક કરતા વધુ વખત જરૂર પડશે.

પરંતુ હવે હું હજુ પણ આવેગનો ઉપયોગ કરીને માહિતી પ્રસારિત કરવાની અન્ય રીતો ઉમેરવા માંગુ છું.
ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક આવેગને જૂથોમાં જોડી શકાય છે. તેમની વચ્ચે ચોક્કસ લંબાઈના વિરામ ધરાવતા આવા જૂથોને બર્સ્ટ અથવા પેકેટ કહેવામાં આવે છે. જૂથમાં વિવિધ સંખ્યામાં કઠોળ પેદા કરીને અને તેમાં ફેરફાર કરીને, તમે કોઈપણ માહિતી પણ ટ્રાન્સમિટ કરી શકો છો.

ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે (જેને અલગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પણ કહેવાય છે), બે અથવા વધુ વાહક અથવા વિવિધ પલ્સ સિગ્નલો સાથે ચેનલોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, ચોક્કસ નિયમોને ધ્યાનમાં લઈને માહિતી પ્રસારિત કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ તમને માહિતી સ્થાનાંતરણની ઝડપને નોંધપાત્ર રીતે વધારવાની મંજૂરી આપે છે અથવા વિવિધ સર્કિટ વચ્ચે માહિતીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવાની ક્ષમતા ઉમેરે છે.

આવેગનો ઉપયોગ કરીને માહિતી પ્રસારિત કરવા માટેની સૂચિબદ્ધ શક્યતાઓનો ઉપયોગ કાં તો અલગથી અથવા એકબીજા સાથે સંયોજનમાં થઈ શકે છે.
કઠોળનો ઉપયોગ કરીને માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે પણ ઘણા ધોરણો છે, ઉદાહરણ તરીકે I2C, SPI, CAN, USB, LPT.

પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશનમાં કઠોળની પહોળાઈ (સમયગાળો) ને સતત આવર્તન પર એકબીજાને અનુસરવાનો સમાવેશ થાય છે. પલ્સ-પહોળાઈ મોડ્યુલેશન (PWM) - વાસ્તવિક દ્વિસંગી (બે સ્તરો સાથે - ચાલુ/બંધ) સાથે ઇચ્છિત સિગ્નલ (બહુસ્તરીય અથવા સતત) ની અંદાજિતતા, જેથી સરેરાશ, સમયગાળા દરમિયાન, તેમના મૂલ્યો સમાન હોય . મુખ્ય નિયમનકારી પરિબળ એ કઠોળ અથવા ફરજ ચક્રની સંબંધિત અવધિ છે

જ્યાં T એ પલ્સ પુનરાવર્તન સમયગાળો છે. સિંગલ-એન્ડેડ PWM સાથે, સંદર્ભ વોલ્ટેજ એ સામયિક સોટૂથ ઓસિલેશન છે. આ કિસ્સામાં, માત્ર એક પલ્સ ધારની સ્થિતિ બદલીને મોડ્યુલેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. દ્વિપક્ષીય PWM માટે, ત્રિકોણાકાર (પ્રાધાન્ય સમતુલા) સંદર્ભ વોલ્ટેજ જરૂરી છે. ડબલ-સાઇડેડ પીડબલ્યુએમ સિંગલ-સાઇડેડ પીડબલ્યુએમ કરતા વધારે પ્રદર્શન ધરાવે છે, તેથી તેનો ઉપયોગ વધુ વખત થાય છે. જો ઇનપુટ સિગ્નલ દ્વિધ્રુવી હોય, તો આઉટપુટ વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા અને સરેરાશ મૂલ્ય બદલવું આવશ્યક છે. આ કિસ્સામાં, બે પ્રકારના મોડ્યુલેશન શક્ય છે: બહુ-ધ્રુવીય PWM અને યુનિપોલર PWM.

1. કાર્ય રચના

આ કોર્સ વર્કમાં, નીચેના પરિમાણો સાથે પલ્સ-પહોળાઈ મોડ્યુલેટર વિકસાવવામાં આવે છે:

કોષ્ટક 1. કાર્યની સામગ્રી

2. ઉપકરણના કાર્યાત્મક રેખાકૃતિનો વિકાસ

ચાલો ઉપકરણના કાર્યાત્મક રેખાકૃતિ અને ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લઈએ.

આકૃતિ 1 - કાર્યાત્મક રેખાકૃતિ

આગલા બ્લોક - CLAY પર કઠોળ પેદા કરવા માટે એક લંબચોરસ પલ્સ જનરેટરની જરૂર છે.

કાર્યના આધારે, અમે નિર્ધારિત કરીએ છીએ કે સંદર્ભ વોલ્ટેજ "ત્રિકોણ" હોવો જોઈએ. GLIN ના આઉટપુટ પર આપણી પાસે ત્રિકોણાકાર કઠોળ છે, જે સમાન સંદર્ભ વોલ્ટેજ છે જે તુલના કરનારને પૂરા પાડવામાં આવે છે.

કમ્પેરેટર એ એક ઉપકરણ છે જેનું નકારાત્મક ઇનપુટ ત્રિકોણના રૂપમાં સંદર્ભ સંકેત સાથે પૂરું પાડવામાં આવે છે, અને હકારાત્મક ઇનપુટ મોડ્યુલેટેડ સતત એનાલોગ સિગ્નલ સાથે પૂરું પાડવામાં આવે છે.

સૂચનો અનુસાર, મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ એ 200 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથેનો સિનુસોઇડ છે.

ઉપરાંત, સૂચનો અનુસાર, આઉટપુટ સિગ્નલોનું કંપનવિસ્તાર 10V હોવું જોઈએ. જરૂરી કંપનવિસ્તાર ઇલેક્ટ્રોનિક કી દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે.

3. કાર્ય બ્લોક્સ

3.1 ચોરસ પલ્સ જનરેટર

ક્વાર્ટઝ ઓસિલેટર એ ક્વાર્ટઝ રિઝોનેટર દ્વારા સંશ્લેષિત ઓસિલેશનનું જનરેટર છે જે જનરેટરનો ભાગ છે. સામાન્ય રીતે ઓછા પાવર આઉટપુટ હોય છે.

ક્વાર્ટઝ પ્લેટ પર બાહ્ય તણાવ તેના વિકૃતિનું કારણ બને છે. અને આ, બદલામાં, ક્વાર્ટઝ (પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસર) ની સપાટી પર ચાર્જના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે, ક્વાર્ટઝ પ્લેટના યાંત્રિક સ્પંદનો તેની સપાટી પર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સિંક્રનસ સ્પંદનો સાથે હોય છે અને તેનાથી વિપરીત.

રેઝોનેટર અને બાકીના સર્કિટ તત્વો વચ્ચેના સંચારને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રોડ્સ સીધા ક્વાર્ટઝ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, અથવા કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે ક્વાર્ટઝ પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે.

અમે પિયર્સ જનરેટરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. સર્કિટ ઓછામાં ઓછા ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે: એક ડિજિટલ ઇન્વર્ટર, એક રેઝિસ્ટર, બે કેપેસિટર અને ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ જે અત્યંત પસંદગીયુક્ત ફિલ્ટર તત્વ તરીકે કાર્ય કરે છે.

આરસી ફ્રીક્વન્સી-સેટિંગ સર્કિટ ધરાવતું જનરેટર, તેનો ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત રેઝિસ્ટર આર દ્વારા કેપેસિટર સીને ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવાની પ્રક્રિયા પર આધારિત છે. આ રેઝિસ્ટર દ્વારા, OOS ડાયરેક્ટ કરંટ સાથે અને કેપેસિટર-પીઓએસ દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે કરવામાં આવે છે. .

જનરેટર સર્કિટમાં બીજું ઇન્વર્ટર જનરેટ કરેલ લંબચોરસ ઓસિલેશનના આગળના ભાગની અવધિ ઘટાડવા માટે રચાયેલ છે. માસ્ટર ઓસિલેટર ઓસિલેશનની સ્થિરતા પર અનુગામી સર્કિટના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે, તેમજ ફ્રીક્વન્સી ડિવાઈડર ડિજિટલ કાઉન્ટર્સની વધુ વિશ્વસનીય કામગીરી માટે આ જરૂરી છે.

આકૃતિ 2 – બ્લોક 1. લંબચોરસ વોલ્ટેજ જનરેટર

ઇચ્છિત આવર્તન માટે આવર્તન વિભાજક સર્કિટ. વિભાજકને અમલમાં મૂકવા માટે, તમારે 561IE16 માઇક્રોકિરકીટની જરૂર પડશે.

3.2 વોલ્ટેજ રેમ્પ જનરેટર

આ બ્લોક ત્રિકોણાકાર વોલ્ટેજ જનરેટર છે. હાલમાં, નીચા બિનરેખીયતા ગુણાંક સાથે જનરેટર (ε<0,0) и слабым влиянием нагрузки на форму выходного напряжения создаются с использованием операционных усилителей.

ખાસ કરીને, લંબચોરસ ઇનપુટ વોલ્ટેજ પલ્સ દ્વારા નિયંત્રિત ઇન્ટિગ્રેટર પર આધારિત જનરેટર સામાન્ય છે. સર્કિટના તત્વો પાવર સપ્લાય, ચાર્જિંગ રેઝિસ્ટર R 6, કેપેસિટર C3 અને ડિસ્ચાર્જ ટ્રાંઝિસ્ટર VT1 છે. જનરેટરનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ એ સમગ્ર કેપેસિટરમાં વોલ્ટેજ છે, જે ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે. op-amp ને નકારાત્મક (R 5 અને R 9) અને હકારાત્મક (રેઝિસ્ટર R 10) પ્રતિસાદ દ્વારા આવરી લેવામાં આવે છે.

આકૃતિ 3 – માટી

જનરેટર નીચે પ્રમાણે કામ કરે છે. આ ક્ષણે જ્યારે ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 બંધ છે, ત્યારે કેપેસિટર C3 ને રેઝિસ્ટર R10 અને R7 દ્વારા ચાર્જ કરવામાં આવે છે. જલદી જ આપણે VT1 પર પલ્સ લાગુ કરીએ છીએ, આ ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટરનું કેપેસિટર ડિસ્ચાર્જ થાય છે.

3.3 તુલનાત્મક

આ બ્લોક કમ્પેરેટર છે, જેનો સાર એ બે આવનારા સિગ્નલોની તુલના કરવાનો છે અને આઉટપુટ પર વિવિધ સમયગાળાની કઠોળ મેળવવાનો છે. સંદર્ભ સંકેત નકારાત્મક ઇનપુટને પૂરો પાડવામાં આવે છે, એટલે કે. "ત્રિકોણાકાર કઠોળ", અને હકારાત્મક પર - મોડ્યુલેટેડ સતત એનાલોગ સિગ્નલ પોતે. પલ્સ આવર્તન ત્રિકોણાકાર કઠોળની આવર્તનને અનુરૂપ છે. સમયગાળાનો તે ભાગ કે જેમાં ઇનપુટ સિગ્નલ સંદર્ભ સિગ્નલની ઉપર છે તે આઉટપુટ પર એક છે, અને તેની નીચે શૂન્ય છે.

આકૃતિ 4 - તુલનાકાર

3.4 ઇલેક્ટ્રોનિક કી

જરૂરી કંપનવિસ્તારના આઉટપુટ પલ્સ મેળવવા માટે, અમે ટ્રાંઝિસ્ટર VT2 અને "NAND" તત્વ DD5 નો ઉપયોગ કરીએ છીએ. રેઝિસ્ટર R13 વર્તમાનને ટ્રાન્ઝિસ્ટરના બેઝ ઇનપુટ સુધી મર્યાદિત કરે છે. રેઝિસ્ટર R15 એ લોડ છે.

આકૃતિ 5 - ઇલેક્ટ્રોનિક કી સર્કિટ

4. ગણતરીનો ભાગ અને સર્કિટ તત્વોની પસંદગી

4.1 પલ્સ જનરેટરની ગણતરી

આકૃતિ 6 એક જનરેટર બતાવે છે જેમાં સક્રિય તત્વ - એક ઇન્વર્ટર - અને નિષ્ક્રિય તત્વ - ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરનો સમાવેશ થાય છે.

આકૃતિ 6 – ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર

એક ઇન્વર્ટરને બદલે, તમે કોઈપણ વિષમ સંખ્યામાં ઇન્વર્ટર ઇન્સ્ટોલ કરી શકો છો.

આકૃતિ 7 – સમકક્ષ સમકક્ષ સર્કિટ

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરનું સમકક્ષ સર્કિટ આકૃતિ 7 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.

પિયર્સ જનરેટર સૌથી લોકપ્રિય સર્કિટ્સમાંનું એક છે. તે એક વાલ્વ પરના લગભગ તમામ જનરેટર્સનો આધાર છે. ક્વાર્ટઝ મોટા ઇન્ડક્ટન્સની જેમ વર્તે છે કારણ કે તે સમાંતરમાં જોડાયેલ છે. રેઝોનેટરના આઉટપુટ પર લોડની ભૂમિકા કેપેસિટર્સ C1 અને C2 દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. કેપેસિટર્સ C1 અને C2 ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરના લોડ કેપેસિટેન્સની ભૂમિકા ભજવે છે.

અમે રેઝોનેટર તરીકે ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર પસંદ કરીએ છીએ: KX-49 જેની નજીવી આવર્તન 2.4576 MHz છે. કોષ્ટક 2 ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરના પરિમાણો બતાવે છે.

કોષ્ટક 2 KX-49 પરિમાણો

જ્યારે પાવર ચાલુ હોય ત્યારે જનરેટરને આપમેળે શરૂ કરવા માટે રેઝિસ્ટર R1 ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. આ જ તત્વ ઇન્વર્ટરના લાભને નિર્ધારિત કરે છે, અને આ લાભ જેટલો મોટો હશે, તેના આઉટપુટ પર વધુ લંબચોરસ ઓસિલેશન્સ રચાશે, અને આ, બદલામાં, ક્વાર્ટઝ ઓસિલેટર દ્વારા વપરાશમાં લેવાતા વર્તમાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જશે. ચાલો રેઝિસ્ટર R1 ની કિંમત 1Mohm ની બરાબર પસંદ કરીએ.

રેઝિસ્ટર R2 સર્કિટના અવબાધને વધારે છે જેથી કેપેસિટર C2 સાથે મળીને, ફેઝ શિફ્ટ વધે. આ જરૂરી છે જેથી જનરેટર ઇચ્છિત આવર્તન પર કાર્ય કરે, અને ઉચ્ચ એક પર નહીં. રેઝિસ્ટર રેઝોનેટર સર્કિટમાંથી ઇન્વર્ટર આઉટપુટને પણ અલગ કરે છે અને ત્યાંથી લંબચોરસ પલ્સ આકાર જાળવી રાખે છે. રેઝિસ્ટરનું મૂલ્ય લગભગ લોડ ઇમ્પિડન્સ Z L જેટલું હોવું જોઈએ, જે આપેલ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:

f = 2.4576 MHz ની આવર્તન સાથે કઠોળ કાઉન્ટર IE16 ને પૂરા પાડવામાં આવે છે, કાઉન્ટર આઉટપુટના Q7 થી આપણે f/ 256 = 9.6 kHz ની આવર્તન સાથે કઠોળ પ્રાપ્ત કરીએ છીએ.

4.2 રેખીય વોલ્ટેજ જનરેટરની ગણતરી

આકૃતિ 5 માં સર્કિટ રેખીય રીતે બદલાતા વોલ્ટેજ જનરેટર તરીકે પસંદ થયેલ છે.

વિચારાધીન GLIN એ વોલ્ટેજ ઇન્ટિગ્રેટર (DD2, RC સર્કિટ, પાવર સપ્લાય U1) ના આધારે બનાવવામાં આવે છે, જે ચોરસ પલ્સ જનરેટર અને પાવર સપ્લાય U1 દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર બંધ થાય છે, ત્યારે તેમાંથી અનિયંત્રિત (પ્રારંભિક) ડ્રેઇન પ્રવાહ વહે છે. જ્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર ખુલ્લું હોય છે, ત્યારે ટ્રાન્ઝિસ્ટર દ્વારા વર્તમાન લોડ પ્રતિકાર અને સપ્લાય વોલ્ટેજના મૂલ્ય દ્વારા નક્કી કરવું આવશ્યક છે.

જ્યારે ઇન્ટિગ્રેટરના આઉટપુટ પર રેખીય રીતે બદલાતા વોલ્ટેજ Uc(t) ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે નિયંત્રણ સિગ્નલ મોકલવામાં આવે છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ કી ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 ખુલે છે, કેપેસિટરને ડિસ્ચાર્જ કરે છે. પ્રક્રિયા પછી સમયગાળા સાથે પુનરાવર્તિત થાય છે:

અમે આવર્તનને 9.6 kHz પર સેટ કરીએ છીએ.

જનરેટેડ વોલ્ટેજના બિનરેખીયતા ગુણાંક પર ઉપયોગમાં લેવાતા રેઝિસ્ટર્સના પરિમાણોમાં સ્કેટરના પ્રભાવને દૂર કરવા માટે લઘુત્તમ વોલ્ટેજ Ucm પસંદ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે.

કેપેસિટર પર મહત્તમ વોલ્ટેજ અવધિ અવલંબન સાથે સંબંધિત છે

t

અમે U1 = 5V, U2 = 0V, પછી Ucm = 5V પસંદ કરીએ છીએ.

અમે R 6 = R 5 = 10 kOhm પસંદ કરીએ છીએ, પછી C 3 = 96 nF.

નીચેનાના આધારે, અમે R9 શોધીએ છીએ.

Uout = 10 V, પછી: R 9 = Ucmax*R 6 / Uout = 5*10000/10≈ 2 kOhm, સૌથી નજીકનું નજીવું મૂલ્ય લો

R 9 = R 10 = 2 kOhm

140UD7 ને op-amp DD3 તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું. પાવર સપ્લાય ±10V.

4.3 તુલનાકારની પસંદગી

521CA3 નો ઉપયોગ સ્થિર PWM કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે DD4 તુલનાકાર તરીકે થાય છે.

એનાલોગ તુલનાકાર 521CA3 ની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ

એનાલોગ LM111

ઇનપુટ વર્તમાન 100 nA કરતાં વધુ નહીં

ગેઇન ફેક્ટર 200000 કરતાં ઓછું નહીં

50 એમએ સુધી વર્તમાન લોડ કરો

વીજ પુરવઠો +5...30 અથવા ±3...±15 વી

ઉપયોગના વિસ્તારો

ઝીરો ક્રોસિંગ ડિટેક્ટર

સર્જ ડિટેક્ટર

પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેટર્સ

ચોકસાઇ રેક્ટિફાયર

એનાલોગ-થી-ડિજિટલ કન્વર્ટર

ડાયોડ્સ D1 અને D2 સાથે સંયોજનમાં રેઝિસ્ટર R12 ઇનપુટ સિગ્નલના સ્વિંગને મર્યાદિત કરે છે. ડાયોડ્સ માટે આભાર, અમે ઇનપુટ વોલ્ટેજ સ્વિંગને -12.6 V થી +12.6 V ના મૂલ્યો સુધી મર્યાદિત કરીએ છીએ, શરત એ છે કે નકારાત્મક ઇનપુટ વોલ્ટેજ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ મૂલ્ય સુધી પહોંચવું જોઈએ નહીં (ઉદાહરણ તરીકે, ડાયોડ માટે KD510Aઆ મૂલ્ય છે - 50 V).

કોષ્ટક 3 પસંદ કરેલ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પરિમાણો

4.4 ઇલેક્ટ્રોનિક કી ગણતરી

નીચેની યોજના કી તરીકે પસંદ કરવામાં આવી છે:

આકૃતિ 9 - ઇલેક્ટ્રોનિક કી સર્કિટ

Rн =0.5 k ઓહ્મ, Uout =10V.

Ik=Uout/Rn=10/500=50mA

સંદર્ભ પુસ્તકનો ઉપયોગ કરીને, અમે ટ્રાન્ઝિસ્ટર શોધીએ છીએ જે આપેલ કલેક્ટર વર્તમાન (0.05A) નો સામનો કરી શકે. KT315A ટ્રાન્ઝિસ્ટર 0.1 A સુધીનો સતત પ્રવાહ ધરાવે છે.

સંદર્ભ પુસ્તકમાંથી - h21e, KT315A માટે

અમે બેઝ કરંટ Ib=Ik/h21e=0.05/30≈ 1.67 mA ને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ; બેઝને ઓછામાં ઓછો 167 μA નો કરંટ પૂરો પાડવો આવશ્યક છે.

R14 - તુલનાત્મક DD3 અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT2 વચ્ચે મેચિંગ પ્રતિકાર. ચાલો R16 = 200 ઓહ્મ પસંદ કરીએ.

R આઉટ =R 15 =500 ઓહ્મ સૂચનાઓ અનુસાર, શ્રેણીમાંથી 510 ઓહ્મ પસંદ કરો. આઉટપુટ પર તમારે 10 V મેળવવાની જરૂર છે, પછી રેઝિસ્ટર R 14 ની કિંમતની ગણતરી કરો

(U સપ્લાય -U આઉટ)/R 14 =U આઉટ/R 15,

જ્યાંથી R 14 = 2R 15/10 = 102 Ohm, પ્રમાણભૂત શ્રેણીમાંથી આપણે 100 Ohm ની નજીવી કિંમત પસંદ કરીએ છીએ. પાવર ડિસીપેશન 10V*1.25mA≈0.0125 W

કોષ્ટક 4. પસંદ કરેલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર KT315A ના પરિમાણો

5. સર્કિટ સિમ્યુલેશન

ત્રિકોણ પલ્સ જનરેટરમાંથી આઉટપુટ સિગ્નલ:

સ્ક્વેર વેવ જનરેટરમાંથી આઉટપુટ સિગ્નલ:

સિમ્યુલેટેડ સિગ્નલ:

મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયા:

આઉટપુટ અવધિ:

સૌથી ટૂંકી પલ્સ અવધિ:

સમયગાળો 5.12 µs હોવો જોઈએ. આલેખ બતાવે છે કે તે 5.56 μs છે.

સૌથી લાંબી પલ્સ અવધિ:

પલ્સનો સમયગાળો 97.37 µs હોવો જોઈએ. આલેખ બતાવે છે કે તે 97.74 μs બરાબર છે.

નિષ્કર્ષ

આ કોર્સ વર્કમાં, અમે એક સર્કિટ ડાયાગ્રામ વિકસાવ્યો અને પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેટર સર્કિટની ગણતરી કરી. સ્પષ્ટીકરણ અનુસાર આવર્તન સાથેનો સાઇનસૉઇડ PWM ઉપકરણના ઇનપુટને પૂરો પાડવામાં આવે છે - 200 Hz, આઉટપુટ પર અમારી પાસે રૂપાંતરિત PWM સિગ્નલ છે, જેનું કંપનવિસ્તાર 10 V છે. સંબંધિત સમયગાળામાં ફેરફારોની શ્રેણી આ PWM ના આઉટપુટ કઠોળ છે - 0.05 ÷ 0.95. વિકસિત પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેટર એકદમ સરળ છે. CircuitMaker પેકેજનો ઉપયોગ કરીને સર્કિટનું અનુકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.

વપરાયેલ સાહિત્યની સૂચિ

1. અલ્ટશુલર જી.બી., એલ્ફિમોવ એન.એન., શકુલિન વી.જી. ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર: એક સંદર્ભ માર્ગદર્શિકા. એમ.: રેડિયો અને કોમ્યુનિકેશન્સ, 1984.-232 પીપી., બીમાર.

2. હોર્વિટ્ઝ પી., હિલ ડબલ્યુ. ધ આર્ટ ઓફ સર્કિટ ડિઝાઇન: ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી - એડ. છઠ્ઠું એમ.: મીર, 2001.

3. ECiMS (શિક્ષક I.B. Andreev) પર લેક્ચર કોર્સ.

4. ડિજિટલ CMOS માઈક્રોસર્કિટ્સ, સંદર્ભ પુસ્તક, પાર્ટલા ઓ.એન. - સેન્ટ પીટર્સબર્ગ: સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી, 2001. - ચિત્રો સાથે 400 પૃષ્ઠ.

5. એલ. લેબ્યુટિન, ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર. - રેડિયો, 1975, નંબર 3.

6. CMOS ચિપ્સ પર આધારિત લંબચોરસ પલ્સ જનરેટર. વી. સ્ટ્રિઝોવ, સર્કિટરી, 2000, નંબર 2, પૃષ્ઠ 28

7. ઝબ્રોડિન યુ.એસ., ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: યુનિવર્સિટીઓ માટે પાઠ્યપુસ્તક. - એમ.: ઉચ્ચ. શાળા, 1982. - 496 પૃષ્ઠ, બીમાર.

ઘણી જુદી જુદી તકનીકો સાથે કામ કરતી વખતે, પ્રશ્ન વારંવાર થાય છે: ઉપલબ્ધ શક્તિનું સંચાલન કેવી રીતે કરવું? જો તેને ઘટાડવા અથવા વધારવાની જરૂર હોય તો શું કરવું? આ પ્રશ્નોના જવાબ PWM રેગ્યુલેટર છે. તે શું છે? તે ક્યાં વપરાય છે? અને આવા ઉપકરણને જાતે કેવી રીતે એસેમ્બલ કરવું?

પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન શું છે?

આ શબ્દનો અર્થ સ્પષ્ટ કર્યા વિના, ચાલુ રાખવાનો કોઈ અર્થ નથી. તેથી, પલ્સ-પહોળાઈ મોડ્યુલેશન એ લોડને પૂરી પાડવામાં આવતી શક્તિને નિયંત્રિત કરવાની પ્રક્રિયા છે, જે કઠોળના ફરજ ચક્રમાં ફેરફાર કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે, જે સતત આવર્તન પર કરવામાં આવે છે. પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશનના ઘણા પ્રકારો છે:

1. એનાલોગ.

2. ડિજિટલ.

3. દ્વિસંગી (બે-સ્તર).

4. ટ્રિનિટી (ત્રણ-સ્તર).

PWM રેગ્યુલેટર શું છે?

હવે જ્યારે આપણે જાણીએ છીએ કે પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન શું છે, અમે લેખના મુખ્ય વિષય વિશે વાત કરી શકીએ છીએ. PWM રેગ્યુલેટરનો ઉપયોગ સપ્લાય વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવા અને ઓટોમોબાઈલ અને મોટરસાઈકલમાં શક્તિશાળી જડતી ભારને રોકવા માટે થાય છે. આ જટિલ લાગે છે અને એક ઉદાહરણ સાથે શ્રેષ્ઠ રીતે સમજાવવામાં આવે છે. ચાલો કહીએ કે તમારે આંતરિક લાઇટિંગ લેમ્પ્સને તેમની તેજસ્વીતા તરત જ નહીં, પરંતુ ધીમે ધીમે બદલવાની જરૂર છે. આ જ બાજુની લાઇટ્સ, કારની હેડલાઇટ અથવા ચાહકોને લાગુ પડે છે. આ ઇચ્છા ટ્રાંઝિસ્ટર વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર (પેરામેટ્રિક અથવા વળતર) ઇન્સ્ટોલ કરીને સાકાર કરી શકાય છે. પરંતુ મોટા પ્રવાહ સાથે, તે અત્યંત ઉચ્ચ શક્તિ ઉત્પન્ન કરશે અને વધારાના મોટા રેડિએટર્સ ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર પડશે અથવા કમ્પ્યુટર ઉપકરણમાંથી દૂર કરાયેલા નાના પંખાનો ઉપયોગ કરીને ફરજિયાત ઠંડક પ્રણાલીના સ્વરૂપમાં ઉમેરવું પડશે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, આ માર્ગ ઘણા પરિણામોનો સમાવેશ કરે છે જેને દૂર કરવાની જરૂર પડશે.

આ પરિસ્થિતિમાંથી વાસ્તવિક મુક્તિ PWM રેગ્યુલેટર હતી, જે શક્તિશાળી ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ પાવર ટ્રાંઝિસ્ટર પર કાર્ય કરે છે. તેઓ માત્ર 12-15V ગેટ વોલ્ટેજ સાથે ઉચ્ચ પ્રવાહો (160 Amps સુધી) સ્વિચ કરી શકે છે. એ નોંધવું જોઇએ કે ખુલ્લા ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર તદ્દન ઓછો છે, અને આનો આભાર, પાવર ડિસીપેશનનું સ્તર નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે. તમારું પોતાનું PWM રેગ્યુલેટર બનાવવા માટે, તમારે કંટ્રોલ સર્કિટની જરૂર પડશે જે 12-15V ની રેન્જમાં સ્ત્રોત અને ગેટ વચ્ચે વોલ્ટેજ તફાવત પ્રદાન કરી શકે. જો આ પ્રાપ્ત કરી શકાતું નથી, તો ચેનલ પ્રતિકાર મોટા પ્રમાણમાં વધશે અને પાવર ડિસીપેશન નોંધપાત્ર રીતે વધશે. અને આ, બદલામાં, ટ્રાંઝિસ્ટરને વધુ ગરમ કરવા અને નિષ્ફળ થવાનું કારણ બની શકે છે.

પાવર સપ્લાય માત્ર 7-14V હશે તે હકીકત હોવા છતાં, PWM રેગ્યુલેટર માટે માઇક્રોસિર્કિટ્સની સંપૂર્ણ શ્રેણી ઉત્પન્ન થાય છે જે 25-30V ના સ્તરે ઇનપુટ વોલ્ટેજમાં વધારો સામે ટકી શકે છે. આ આઉટપુટ ટ્રાંઝિસ્ટરને સામાન્ય ડ્રેઇન સાથે સર્કિટમાં ચાલુ કરવાની મંજૂરી આપશે. આ, બદલામાં, સામાન્ય માઇનસ સાથે લોડને કનેક્ટ કરવા માટે જરૂરી છે. ઉદાહરણોમાં નીચેના નમૂનાઓનો સમાવેશ થાય છે: L9610, L9611, U6080B... U6084B. મોટાભાગના લોડ્સ 10 amps કરતા વધુ વર્તમાન ખેંચતા નથી, તેથી તેઓ વોલ્ટેજ સૅગનું કારણ બની શકતા નથી. અને પરિણામે, તમે વધારાના એકમના સ્વરૂપમાં ફેરફાર કર્યા વિના સરળ સર્કિટનો ઉપયોગ કરી શકો છો જે વોલ્ટેજ વધારશે. અને તે ચોક્કસપણે PWM નિયમનકારોના આ નમૂનાઓ છે જેની લેખમાં ચર્ચા કરવામાં આવશે. તેઓ અસમપ્રમાણતાવાળા અથવા સ્ટેન્ડબાય મલ્ટિવાઇબ્રેટરના આધારે બનાવી શકાય છે. તે PWM એન્જિન સ્પીડ કંટ્રોલર વિશે વાત કરવા યોગ્ય છે. આ વિશે પછીથી વધુ.

સ્કીમ નંબર 1

આ PWM કંટ્રોલર સર્કિટ CMOS ચિપ ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરીને એસેમ્બલ કરવામાં આવી હતી. તે એક લંબચોરસ પલ્સ જનરેટર છે જે 2 તર્ક તત્વો પર કાર્ય કરે છે. ડાયોડ્સનો આભાર, ફ્રીક્વન્સી-સેટિંગ કેપેસિટરના ડિસ્ચાર્જ અને ચાર્જનો સમય અચળ અહીં અલગથી બદલાય છે. આ તમને આઉટપુટ કઠોળના ફરજ ચક્રને બદલવાની મંજૂરી આપે છે, અને પરિણામે, અસરકારક વોલ્ટેજનું મૂલ્ય જે લોડ પર હાજર છે. આ સર્કિટમાં, કોઈપણ ઇન્વર્ટિંગ CMOS તત્વો, તેમજ NOR અને AND નો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે. ઉદાહરણોમાં K176PU2, K561LN1, K561LA7, K561LE5 નો સમાવેશ થાય છે. તમે અન્ય પ્રકારોનો ઉપયોગ કરી શકો છો, પરંતુ તે પહેલાં તમારે તેમના ઇનપુટ્સને યોગ્ય રીતે કેવી રીતે જૂથબદ્ધ કરવા તે વિશે કાળજીપૂર્વક વિચારવું પડશે જેથી તેઓ સોંપેલ કાર્યક્ષમતા કરી શકે. યોજનાના ફાયદા તત્વોની સુલભતા અને સરળતા છે. ગેરફાયદા એ આઉટપુટ વોલ્ટેજ રેન્જને બદલવાની બાબતમાં ફેરફાર અને અપૂર્ણતાની મુશ્કેલી (લગભગ અશક્યતા) છે.

સ્કીમ નંબર 2

તે પ્રથમ નમૂના કરતાં વધુ સારી લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, પરંતુ અમલમાં મૂકવું વધુ મુશ્કેલ છે. 0-12V ની રેન્જમાં અસરકારક લોડ વોલ્ટેજનું નિયમન કરી શકે છે, જેમાં તે 8-12V ના પ્રારંભિક મૂલ્યથી બદલાય છે. મહત્તમ વર્તમાન ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે અને નોંધપાત્ર મૂલ્યો સુધી પહોંચી શકે છે. આપેલ છે કે આઉટપુટ વોલ્ટેજ કંટ્રોલ ઇનપુટના પ્રમાણસર છે, આ સર્કિટનો ઉપયોગ કંટ્રોલ સિસ્ટમના ભાગ તરીકે (તાપમાન સ્તર જાળવવા માટે) થઈ શકે છે.

ફેલાવાના કારણો

કારના ઉત્સાહીઓને PWM નિયંત્રક તરફ શું આકર્ષે છે? એ નોંધવું જોઇએ કે ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો માટે ગૌણ બનાવતી વખતે કાર્યક્ષમતા વધારવાની ઇચ્છા છે. આ ગુણધર્મ માટે આભાર, આ ટેકનોલોજી કોમ્પ્યુટર મોનિટર, ફોન, લેપટોપ, ટેબ્લેટ અને સમાન સાધનોના ઉત્પાદનમાં પણ મળી શકે છે, અને માત્ર કારમાં જ નહીં. એ પણ નોંધવું જોઈએ કે જ્યારે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે ત્યારે આ તકનીક નોંધપાત્ર રીતે સસ્તી છે. ઉપરાંત, જો તમે ન ખરીદવાનું નક્કી કરો છો, પરંતુ PWM નિયંત્રક જાતે એસેમ્બલ કરવાનું નક્કી કરો છો, તો તમે તમારી પોતાની કારને સુધારતી વખતે નાણાં બચાવી શકો છો.

નિષ્કર્ષ

સારું, હવે તમે જાણો છો કે PWM પાવર રેગ્યુલેટર શું છે, તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, અને તમે સમાન ઉપકરણોને જાતે એસેમ્બલ પણ કરી શકો છો. તેથી, જો તમે તમારી કારની ક્ષમતાઓ સાથે પ્રયોગ કરવા માંગતા હો, તો આ વિશે કહેવા માટે ફક્ત એક જ વસ્તુ છે - તે કરો. તદુપરાંત, જો તમે યોગ્ય જ્ઞાન અને અનુભવ ધરાવો છો તો તમે માત્ર અહીં પ્રસ્તુત આકૃતિઓનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી, પરંતુ તેમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર પણ કરી શકો છો. પરંતુ જો બધું પ્રથમ વખત કામ કરતું નથી, તો પણ તમે ખૂબ મૂલ્યવાન વસ્તુ મેળવી શકો છો - અનુભવ. કોણ જાણે છે કે તે આગળ ક્યાં કામમાં આવી શકે છે અને તેની હાજરી કેટલી મહત્વપૂર્ણ હશે.

પલ્સ વિડ્થ મોડ્યુલેશન (PWM) ની સારી વ્યાખ્યા તેના નામમાં જ છે. આનો અર્થ છે પલ્સ પહોળાઈ (આવર્તન નહીં) ને મોડ્યુલેટ કરવું (બદલવું). વધુ સારી રીતે સમજવા માટે PWM શું છે, ચાલો પહેલા કેટલાક હાઇલાઇટ્સ જોઈએ.

માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ એ બુદ્ધિશાળી ડિજિટલ ઘટકો છે જે દ્વિસંગી સંકેતોના આધારે કાર્ય કરે છે. દ્વિસંગી સિગ્નલનું શ્રેષ્ઠ પ્રતિનિધિત્વ એ ચોરસ તરંગ (લંબચોરસ આકાર ધરાવતું સિગ્નલ) છે. નીચેનો આકૃતિ ચોરસ તરંગ સાથે સંકળાયેલા મૂળભૂત શબ્દો સમજાવે છે.

PWM સિગ્નલમાં, સમય (અવધિ), અને તેથી આવર્તન, હંમેશા એક સ્થિર મૂલ્ય છે. માત્ર પલ્સ (ડ્યુટી ફેક્ટર) નો ઓન-ટાઇમ અને ઓફ-ટાઇમ બદલાય છે. આ મોડ્યુલેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, આપણે આપણને જોઈતું વોલ્ટેજ મેળવી શકીએ છીએ.

સ્ક્વેર વેવ અને PWM સિગ્નલ વચ્ચેનો માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે સ્ક્વેર વેવનો ચાલુ અને બંધ સમય સમાન અને સતત હોય છે (50% ડ્યૂટી સાઇકલ), જ્યારે PWM સિગ્નલમાં વેરિયેબલ ડ્યુટી સાઇકલ હોય છે.

ચોરસ તરંગને PWM સિગ્નલનો ખાસ કેસ ગણી શકાય કે જેમાં 50% ડ્યુટી સાયકલ હોય (ઓન પીરિયડ = ઓફ પીરિયડ).

ચાલો PWM નો ઉપયોગ કરવાનું ઉદાહરણ જોઈએ

ચાલો કહીએ કે અમારી પાસે 50 વોલ્ટનો સપ્લાય વોલ્ટેજ છે અને અમારે કેટલાક લોડને પાવર કરવાની જરૂર છે જે 40 વોલ્ટ પર ચાલે છે. આ કિસ્સામાં, 50V થી 40V મેળવવાની સારી રીત એ છે કે જેને સ્ટેપ-ડાઉન ચોપર કહેવાય છે.

હેલિકોપ્ટર દ્વારા પેદા થયેલ PWM સિગ્નલ સર્કિટના પાવર યુનિટ (થાયરિસ્ટર, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર) ને પૂરો પાડવામાં આવે છે, જે બદલામાં લોડને નિયંત્રિત કરે છે. આ PWM સિગ્નલ ટાઈમર ધરાવતા માઇક્રોકન્ટ્રોલર દ્વારા સરળતાથી જનરેટ કરી શકાય છે.

થાઇરિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને 50V થી 40V મેળવવા માટે PWM સિગ્નલ માટેની આવશ્યકતાઓ: એક સમય = 400 ms માટે પાવર સપ્લાય અને સમય = 100 ms (500 ms જેટલો PWM સિગ્નલ સમયગાળો ધ્યાનમાં લેતા) માટે બંધ કરો.

સામાન્ય શબ્દોમાં, આ સરળતાથી નીચે પ્રમાણે સમજાવી શકાય છે: મૂળભૂત રીતે, થાઇરિસ્ટર સ્વીચ તરીકે કાર્ય કરે છે. લોડ થાઇરિસ્ટર દ્વારા સ્ત્રોતમાંથી સપ્લાય વોલ્ટેજ મેળવે છે. જ્યારે થાઇરિસ્ટર બંધ સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે લોડ સ્ત્રોત સાથે કનેક્ટ થતો નથી, અને જ્યારે થાઇરિસ્ટર ચાલુ સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે લોડ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ હોય છે.

થાઇરિસ્ટરને ચાલુ અને બંધ કરવાની આ પ્રક્રિયા PWM સિગ્નલનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે.

PWM સિગ્નલના સમયગાળા અને તેની અવધિના ગુણોત્તરને સિગ્નલનું ફરજ ચક્ર કહેવામાં આવે છે, અને ફરજ ચક્રના વ્યસ્તને ફરજ ચક્ર કહેવામાં આવે છે.

જો ફરજ ચક્ર 100 છે, તો આ કિસ્સામાં અમારી પાસે સતત સંકેત છે.

આમ, ફરજ ચક્ર (ફરજ ચક્ર) ની ગણતરી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

ઉપરોક્ત સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને, આપણે જરૂરી વોલ્ટેજ મેળવવા માટે થાઇરિસ્ટરના ટર્ન-ઓન સમયની ગણતરી કરી શકીએ છીએ.

કઠોળના ફરજ ચક્રને 100 વડે ગુણાકાર કરીને, આપણે આને ટકાવારી તરીકે રજૂ કરી શકીએ છીએ. આમ, પલ્સ ડ્યુટી સાયકલની ટકાવારી મૂળમાંથી વોલ્ટેજ મૂલ્યના સીધા પ્રમાણસર છે. ઉપરના ઉદાહરણમાં, જો આપણે 50 વોલ્ટ પાવર સપ્લાયમાંથી 40 વોલ્ટ મેળવવા માંગતા હોય, તો 80% ની ડ્યુટી સાયકલ સાથે સિગ્નલ જનરેટ કરીને આ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. કારણ કે 40 ને બદલે 50 ના 80%.

સામગ્રીને એકીકૃત કરવા માટે, ચાલો નીચેની સમસ્યા હલ કરીએ:

• ચાલો 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન અને 60% ની ફરજ ચક્ર ધરાવતા સિગ્નલને ચાલુ અને બંધ કરવાના સમયગાળાની ગણતરી કરીએ.

પરિણામી PWM તરંગ આના જેવો દેખાશે:

પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવાના શ્રેષ્ઠ ઉદાહરણો પૈકી એક મોટરની ઝડપ અથવા LED ની તેજને સમાયોજિત કરવા માટે PWM નો ઉપયોગ છે.

આવશ્યક ફરજ ચક્ર મેળવવા માટે પલ્સ પહોળાઈ બદલવાની આ તકનીકને "પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન" કહેવામાં આવે છે.