お手軽ツールで今更学ぶアナログ(224) DC電圧でパルス幅を制御するアナログPWM

Joseph Halfmoon

アナデバ様のWeb記事『StudentZone』の2025年1月号(日本語版)の実習3回目。前回のアナログ入力信号をPWM(Pulse Width Modulation)出力信号にする回路の入力に可変抵抗を取り付け、パルス幅のデューティを「調整」するのが今回の趣旨みたいデス。怖れ多いけど記事の回路図にエラー。

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※学生でもないのに勝手に実習をさせていただいておりますアナデバ様の記事(日本語版)が以下です。

ADALM2000による実習:パルス幅変調

今回の実験の趣旨を鑑みるに。。。

今回は「DC電圧によるパルス幅の制御」という節であります。具体的な回路でいうと図7の回路図のところです。前回のアナログPWM回路と回路動作的にはほぼほぼ一緒です。ただ、入力電圧のところにポテンショメータで「分圧器」をとりつけて、PWMの周期は変更せず、パルス幅(デューティ比)だけを調整してやろうということみたいです。

前回までは、シミュレーションはOP07、実機実験はOP97という大人の事情でありましたが、今回シミュレーションはOP284を使ってます。これは

    • 前回までは入力信号はGND+0.5VからVCC-0.5Vの範囲に制約していた。
    • 今回は、入力は0~5Vとフルスイング想定?

ということで、「レールツーレール入出力」のオペアンプが適切というご判断じゃないかと思われます(何で突如OP284か、何も書いてないけど。)

ただし、例によってでOP284はアナデバ製学習部品キットADALP2000には含まれておりません。そしてアナデバ様記事でも回路図はあるものの、実体回路図や部品表は省略されてます。そこで、今回は(も)シミュレーションのみっす。

しかし、以下の問題を発見。

図7の回路図、OPAMPの+INのところがグランドに落ちてます。

アナログ素人のお惚け老人が考えてもこの回路、動きませぬなあ。コピペのときのつまらんミスだ、そのくらい察せよ、ということかな。。。

まあ、当方で勝手修正した回路図が以下に。PWM3circuit1K

ポテンショメータのところは、パラメータで「結合」された2個の抵抗ということにいたしました。

シミュレーション結果

まずはRV=1000ΩのときPWM3sim1K

パルス幅がとても細いデス。

つづいてRV=5Kのとき、10kのポテンショメータなので半分ね。PWM3sim5K

パルス幅大分太くなったな。

そして、RV=8Kのとき。PWM3sim8K

パルスとパルスがくっつきそうデス。実際、RV=9Kとかにするとパルスとパルスの隙間が見えなくなってしまいます。レイルツーレールのオペアンプでもそうそう理想どおりには動かない?どうなんだ?

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