1．設(shè)計(jì)任務(wù)
    直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速性能，故在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖調(diào)寬型伺服放大器，驅(qū)動(dòng)直流伺服電動(dòng)機(jī)工作。
    主要技術(shù)指標(biāo)：
    ①伺服電動(dòng)機(jī)額定電壓為12V，額定電流為500mA。
    ②可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無級(jí)可逆調(diào)速，調(diào)速范圍為零到額定轉(zhuǎn)速。
    ③伺服放大器輸出脈沖頻率為1kHz。

    2．總體方案設(shè)計(jì)
    (1)設(shè)計(jì)思路
    ①在其他參數(shù)一定的條件下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與加在其電樞兩端的電壓成正比。電樞兩端的電壓越高，轉(zhuǎn)速越大，改變其電壓值可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)整控制。
    ②脈寬調(diào)速：采用矩形脈沖信號(hào)作用于直流電動(dòng)機(jī)的電樞上，當(dāng)脈沖頻率固定時(shí)，改變脈沖寬度則可改變電樞兩端的直流電壓（平均值），從而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)速。
    ③可逆調(diào)速：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，除要求對(duì)轉(zhuǎn)速能連續(xù)可調(diào)外，有時(shí)還需要使其轉(zhuǎn)向可變，即實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制調(diào)節(jié)。改變加在電動(dòng)機(jī)電樞上電壓的極性，實(shí)現(xiàn)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，這種工作情況稱為雙極性工作。采用正員雙電源供電，即可使電動(dòng)機(jī)雙極性工作，其工作原理和波形如圖3-9所示。圖中當(dāng)u′_i>0時(shí)，VT₁飽和導(dǎo)通，VT₂截止，加在直流伺服電動(dòng)機(jī)M上的電壓u_o≈+V_cc。當(dāng)u′_i<0時(shí)，VT₁截止，VT₂飽和導(dǎo)通，u_o≈-V_CC。因u_o的周期T(l/f)一定，改變t₁、t₂的大小，可改變加在電動(dòng)機(jī)電樞上直流電壓（即平均值）。當(dāng)tl >t2時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，t_l越大，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速越快。當(dāng)t_l<t₂時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，t₂越大，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速越快。當(dāng)t₁=t₂時(shí)，直流電壓為零，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。因此，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的可逆調(diào)轉(zhuǎn)。

    (2)脈沖調(diào)寬型伺服放大器的組成
    脈沖調(diào)寬型伺服放大器主要由兩部分組成，即脈沖調(diào)寬電路和脈沖放大電路，其原理框圖如圖3 -10所示。
    ①脈沖調(diào)制電路：脈沖調(diào)制電路包括鋸齒波產(chǎn)生器和電壓比較器，其功能是將輸入控制直流電壓V₁變換成矩形脈沖電壓，其脈沖寬度與V_I的大小成正比。鋸齒波產(chǎn)生器可由集成運(yùn)放組成過零比較器，將基準(zhǔn)電壓V_REF、鋸齒波電壓u_A和輸入直流電壓V_I疊加于比較器反相輸入端。當(dāng)V_I=O時(shí)，u_A與V_REF作用，比較器的輸出V_I是占空比為50%的矩形波信號(hào)，其波形如圖3 -11所示；當(dāng)V_I>O時(shí)，t₁>t₂；當(dāng)V_I<O時(shí)，t_l<t₂（其中｜V_I｜<V_REF）�？梢�，比較器的輸出信號(hào)u′_i為寬度可調(diào)的矩形脈沖信號(hào)。