脈沖寬度調制(PWM)是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫簡稱脈寬調制
它是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術廣泛應用於測量通信功率控制與變換等許多領域一種模擬控制方式根據相應載荷的變化來調制晶體管柵極或基極的偏置來實現開關穩壓電源輸出晶 體管或晶體管導通時間的改變這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恆定
脈沖寬度調制(PWM)是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法通過高分辨率計數器的使用方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼PWM信號仍然是數字的因為在給定的任何時刻滿幅值的直流供電要麼完全有(ON)要麼完全無(OFF)電壓或電流源是以一種通(ON)或斷 (OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的通的時候即是直流供電被加到負載上的時候斷的時候即是供電被斷開的時候只要帶寬足夠任何模擬值都可以使用PWM進行編碼
多數負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調制頻率高於Hz通常調制頻率為kHz到kHz之間
許多微控制器內部都包含有PWM控制器例如Microchip公司的PICC內含兩個PWM控制器每一個都可以選擇接通時間和周期占空比是接通時間與周期之比;調制頻率為周期的倒數執行PWM操作之前這種微處理器要求在軟件中完成以下工作
* 設置提供調制方波的片上定時器/計數器的周期
* 在PWM控制寄存器中設置接通時間
* 設置PWM輸出的方向這個輸出是一個通用I/O管腳
* 啟動定時器
* 使能PWM控制器
PWM的一個優點是從處理器到被控系統信號都是數字形式的無需進行數模轉換讓信號保持為數字形式可將噪聲影響降到最小噪聲只有在強到足以將邏輯改變為邏輯或將邏輯改變為邏輯時也才能對數字信號產生影響
對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對於模擬控制的另外一個優點而且這也是在某些時候將PWM用於通信的主要原因從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離在接收端通過適當的RC或LC網絡可以濾除調制高頻方波並將信號還原為模擬形式
總之PWM既經濟節約空間抗噪性能強是一種值得廣大工程師在許多設計應用中使用的有效技術
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