PWM即脉宽调制(Pulse Width Modulation)的简称。PWM输出是指将数字信号转换成模拟信号时,通过控制信号的高电平时间占比和低电平时间占比,以达到模拟信号的设定值。其中周期是固定不变的,只有占空比不断改变。PWM输出通常用于调节电流、电压、电机速度等方面。
PWM输出的优点主要在以下几个方面:
(1)精度和稳定性高。PWM输出的精度可以达到毫微秒级别,有助于控制系统的稳定性和减少误差。
(2)功耗低。PWM输出可以通过控制高低电平的占比,实现不同的电压或电流输出,从而避免了传统方式通过降压或变压器来降低功耗的不适用或不便利情况。
(3)易于集成。数字系统可以通过单片机或FPGA等硬件来实现PWM输出,不需要使用大量的模拟电路。
PWM输出的应用场景广泛,主要包括以下几个方面:
(1)电压/电流调节。PWM输出可以通过控制高低电平的占比,实现不同的电压或电流输出,从而可以在电路中实现电压/电流调节、电源变换等功能。
(2)电机控制。PWM输出可以控制电机的转速和转向,广泛应用于电动车、机器人、无人机等领域。
(3)LED调光。PWM输出可以通过控制LED灯的高低电平的占比,实现LED灯的调光功能,常用于室内/室外照明、舞台灯光等领域。
常见的PWM输出方式包括:
(1)基于单片机实现的软件PWM。这种方式通过单片机控制高低电平的时间来实现PWM输出,优点在于可以通过程序灵活控制,缺点在于精度和稳定性会受到单片机的系统资源和运算速度等因素的影响。
(2)基于FPGA实现的硬件PWM。这种方式通过FPGA的硬件系统来实现PWM输出,优点在于精度和稳定性高,缺点在于对硬件系统的依赖性强,不便于维护和修改。
(3)专用芯片实现的PWM。这种方式采用了专用的PWM芯片,可以使PWM输出的精度、稳定性和可靠性达到较高水平,但是芯片成本相对较高。