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pwm为什么输出正玄波 PWM输出正弦波的原理

1、PWM基础知识

PWM即脉冲宽度调制,是一种将模拟量信号通过数字信号实现的调制方法。它的本质是通过改变信号的占空比,从而实现对信号幅度的调制。在实际应用中,PWM信号常用于电机控制、LED亮度调节、音频数字信号处理等领域。PWM信号是由高电平和低电平组成的矩形脉冲,周期为T,高电平持续时间为TH,低电平持续时间为TL,占空比D的定义如下:

D = TH/T

当D=50%时,PWM输出的信号就是等效于输入一个方波信号;当D<50%时,输出信号的平均值小于输入信号的平均值;当D>50%时,输出信号的平均值大于输入信号的平均值。

2、正弦波生成原理

我们知道,正弦波是指一种周期性的波形,在一个周期内的函数值是连续改变的,并且符合正弦函数的规律。在数字信号处理领域,我们可以通过不同的算法和方法来实现正弦波信号的生成,其中最常见的方法是利用PWM信号来实现。

在PWM信号中,占空比可以看做是一个可以变化的数,我们可以根据这个数来控制正弦波的周期和振幅。具体地,我们可以将一个周期的正弦波分成若干份,然后将每一份对应到PWM周期上,从而得到一段由高低电平组成的信号。通过逐步改变PWM占空比,我们可以得到一系列不同占空比的PWM信号,这些信号的平均值可以用来表示正弦波在对应时刻的振幅。

3、PWM输出正弦波的优缺点

输出正弦波的方法有很多种,而采用PWM信号来实现正弦波的方式,虽然可以在一定程度上实现正弦波的输出,但是它也有一些固有的优缺点。

首先,PWM信号输出正弦波的精度是有限的。虽然占空比可以取值连续变化,但实际上由于分辨率的限制,PWM信号的精度难以做到十分高精度。因此,在高精度要求的场合,PWM信号往往不是最优选择。

其次,PWM信号输出正弦波需要加上滤波电路。由于PWM信号具有高频成分,需要通过低通滤波器将高频成分滤除,从而得到理想的正弦波形。因此,PWM信号输出正弦波需要外接滤波电路或者软件滤波,增加了额外的成本和复杂度。

4、总结

PWM信号是一种将模拟量信号通过数字信号实现的调制方法,通过同样的方法实现正弦波信号的生成,虽然在一定程度上可以实现正弦波输出,但是它的精度和效率往往无法达到最优。因此,在选择正弦波输出方法时,需要针对不同的应用场合进行评估和选择。

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