PWM 什么是PWM?

1. 什么是PWM?

PWM是Pulse Width Modulation的缩写,中文是脉冲宽度调制
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技术。

2. 面积等效原理

2.1. 什么是面积等效原理?

冲量相等而形状不同的窄脉冲施加在惯性环节上时,其效果基本相同。

2.2. 面积等效原理的理解

面积等效原理是理解为什么PWM可以通过数字输出来对模拟电路进行控制的核心。

  • 冲量即指窄脉冲的面积。
  • 效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。
  • 如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
  • 将图1 a、b、c、d所示的脉冲作为输入,加在图2a所示的R-L电路 上,设其电流i(t)为电路的输出,图2b给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。

图1:形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

图2:冲量相同的各种窄脉冲的响应波形

3. 相关概念

3.1. 周期和频率

  • 周期(T)是指信号从高电平到低电平再回到高电平所需要的时间,单位为s
  • 频率(f)是指1s内共有多少个周期,单位为Hz
  • f = 1 / T

3.2. 占空比

占空比是一个脉冲周期内高电平保持的时间与该PWM时钟周期的比值。

  • 第一个周期占空比为70%
  • 第二个周期占空比为40%

4. 总结

  1. 什么是PWM?
  2. 为什么PWM可以通过数字信号控制模拟电路?
  3. 周期为0.02s的PWM波,频率是多少?
  4. 当前有一个可用PWM控制的180°舵机,接收的PWM信号频率为50Hz,脉冲的高电平部分为0.5ms-2.5ms范围。当前想要控制该舵机旋转到135°,请画出对应的PWM波形,并标明周期、频率、占空比。

参考链接

  1. 搞懂什么是PWM控制
  2. 电子森林-PWM(脉冲宽度调制)原理、应用以及实现

others

PWM对于初学者而言真的是用途很广的,呼吸灯效果的实现、舵机的控制、直流减速电机的控制,这些最为常见的入门小项目,背后其实都是PWM。
不断地去复习真的是有效果的,我一直觉得自己不是很聪明,第一次了解到PWM背后的面积等效原理的时候,并不是非常理解。但是今天再转过头来看,就感觉很简单,有点不敢相信自己之前连这都不会。

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