Pwm geradores op-amps

Gerador PWM

Objetivo
Geração de um sinal PWM a partir de uma portadora triangular, utilizando um amplificador operacional como comparador.

Introdução

A modulação por lagura de pulso, ou PWM (pulse width modulation) é muito utilizado para controles que exigem um determinado estado durante um certo período. Por exemplo, pode ser conectado a base de um transistor para controlar uma tensão media durante um determinado período e assim ativando-o ou não.
Para a geração do sinal PWM, um sinal de referência vREF é aplicado à entrada não-inversora de um comparador. Na entrada inversora, é aplicada uma onda triangular vf com uma determinada frequência . A saída do comparador, vOUT, será +Vsat quando vREF >vf, indo para –Vsat quando vREF < vf. A frequência de vOUT é a mesma da onda triangular de entrada.
Conhecida como ciclo de trabalho ou razão cíclica D , é a relação entre tempo em que vOUT fica em nível alto e período total da onda de saída. Esta razão será proporcional a VREF.

Figura 1 – Op-amp com comparador utilizado

Ao variarmos a tensão de referência, iremos variar a razão cíclica do sinal PWM gerado na saída do amplificador operacional.

A forma de onda esperada em Vout será como mostrada na figura abaixo.

O cliclo de trabalho explicado anteriormente pode ser definido como:

D = ton / T onde T é o período da onda e ton é o tempo em que esta permanece em estado alto.

Neste experimento comprovaremos que esta razão D é proporcional a tensão de referencia aplicada ao op-amp comparador, pela relação:

D = Vref / Vc onde Vc é o máximo da portadora triangular na entreda.

Procedimento

Monte o circuito utilizando um CA3140 alimentado por uma tensão cc de 12V. Aplique um sinal de entrada Vc triangular a sua entrada com 1 Khz e 10 Vpp de amplitude, e tensão de offset (da fonte Vc) de 5 V.

Figura 2 – Circuito utilizado na prática (CA3140) – Vc aplicado em 3 , Vref em 2 e Vout é 6

No pino 2 ( Vref) a