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脉沖宽度调制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的缩写简称脉宽调制 它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术广泛应用于测量通信功率控制与变换等许多领域一种模拟控制方式根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置来实现开关稳压电源输出晶 体管或晶体管导通时间的改变这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恆定 脉沖宽度调制(PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法通过高分辨率计数器的使用方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码PWM信号仍然是数字的因为在给定的任何时刻满幅值的直流供电要么完全有(ON)要么完全无(OFF)电压或电流源是以一种通(ON)或断 (OFF)的重复脉沖序列被加到模拟负载上去的通的时候即是直流供电被加到负载上的时候断的时候即是供电被断开的时候只要带宽足够任何模拟值都可以使用PWM进行编码 多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于Hz通常调制频率为kHz到kHz之间 许多微控制器内部都包含有PWM控制器例如Microchip公司的PICC内含两个PWM控制器每一个都可以选择接通时间和周期占空比是接通时间与周期之比;调制频率为周期的倒数执行PWM操作之前这种微处理器要求在软件中完成以下工作 * 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期 * 在PWM控制寄存器中设置接通时间 * 设置PWM输出的方向这个输出是一个通用I/O管脚 * 启动定时器 * 使能PWM控制器 PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的无需进行数模转换让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小噪声只有在强到足以将逻辑改变为逻辑或将逻辑改变为逻辑时也才能对数字信号产生影响 对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离在接收端通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式 总之PWM既经济节约空间抗噪性能强是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术 |
