Tastverhältnisgenerator (PWM-Modulator)

Als Autor dieser kostenlosen vorgefertigten SIMPLIS- Vorlagen kann ich die Fragen beantworten. Wenn die künstliche PWM-Rampe eine Amplitude von 2 V hat, müssen Sie den maximalen Spannungshub des Operationsverstärkers begrenzen, um das Tastverhältnis zu begrenzen. Beispielsweise muss bei einer Spitzenspannung von 2 V und einer maximalen Einschaltdauer, die willkürlich auf 80 % festgelegt ist, die maximale Auslenkung, die am (+)-Pin des PWM-Komparators angelegt wird, 2 x 0,8 = 1,6 V betragen. Um diese Obergrenze einzuhalten, Sie haben viele Möglichkeiten. Unten sind ein paar, die mir einfallen:

• Klemmen Sie direkt die maximale Ausgangsspannung des Operationsverstärkers. Aber es spiegelt nicht wirklich wider, was ein echter Operationsverstärker tun wird. Bei vielen ICs ist der interne Operationsverstärker an den internen geklemmt$V_{dd}$Schiene, die oft auf 5 V eingestellt ist. Außerdem ist das Klemmen einer Spannungsquelle nicht einfach, es sei denn, Sie greifen auf eine Zenerdiode zurück, die ich nicht mag, da Sie einen Widerstand benötigen und Präzision auf dem Spiel stehen kann.
• klemmen die Spannung intern, bevor sie den (+)-Pin erreicht. Das habe ich hier getan. Die dem 1-S zugeordnete spannungsgesteuerte Stromquelle 1-S$\Omega$Widerstand liefert einen Gewinn von 1. Ich hätte stattdessen einen 100-µS mit einem 10-k verwenden können$\Omega$Widerstand und der gleiche Einheitsgewinn wäre bereitgestellt worden. Um den Spannungshub des internen Schaltkreises zu klemmen, kann ich jetzt direkt über dem Ausgang eine 1,6-V-Zenerdiode installieren - was nicht üblich ist -, also muss ich meine eigene erstellen.

SIMPLIS bietet die Möglichkeit, nichtlineare stückweise lineare (PWL) Elemente wie zum Beispiel Widerstände maßzuschneidern. Auf diese Weise können Sie anhand von Spannungs- und Stromwerten genau das gewünschte Verhalten beschreiben. In meinem Fall habe ich eine perfekte Diode (fast kein dynamischer Widerstand, keine Kapazität usw.) mit einer Schwelle von 1,8 V definiert. Die Diode leitet nicht (2 pA), bis die Spannung an ihren Anschlüssen 1,8 V erreicht. In diesem Moment ist der Strom fast unendlich und es ist eine scharfe Klemme. Ein Simulator wie SPICE könnte von dieser Diskontinuität gestört werden, aber SIMPLIS ist es nicht und es funktioniert sehr gut. Das (+)-Symbol ist die Anode der Diode:

Sie erkennen, dass das direkte Anschließen dieser Diode an die Null-Ohm-Ausgangsimpedanz des Operationsverstärkers beim Klemmen viel Strom erzeugen würde, während Sie den maximalen Strom über die Verstärkung in Siemens der spannungsgesteuerten Stromquelle einstellen. Der Zugriff auf diese PWL-Dioden ist sehr praktisch und ermöglicht es Ihnen, beispielsweise alle Arten von Limitern zu bauen. Durch das Einfügen der Klemmschaltung unabhängig vom Operationsverstärker können Sie jeden gewünschten Typ auswählen, ohne sich um die maximale Einschaltdauer zu kümmern, die Sie in der nachgeschalteten Schaltung festlegen.