脉冲宽度调制(PWM)波是一种时域中电子信号。它通过在一个周期内对信号的电平进行周期性的上升和下降来完成对信号的调制。具体来说,在教科书上,PWM波是根据高电平和低电平的时间比例抵消而成的。
PWM波通常用于模拟电路控制和数字电路调制,例如电动机控制、灯光调光和发射机的调制。PWM也经常用于直流电源转换器中的电流控制,以及类似技术的操作中。它是一种非常有效的形式的数字控制,可以通过保持高电平的时间比例以及低电平的时间比例来提高系统效率。
PWM波具有以下特点:
1.电平只有1/0两种状态,0为低电平,代表信号无效;1为高电平,代表信号有效。
2.工作周期是固定的,一般为20ms,每个工作周期根据调制信号的变化而产生不同的占空比。
3.占空比可以改变,从而实现对被控对象的控制,如调整电机的转速。
4.直流平均值随着占空比的变化而变化。为了便于传输,通常将PWM波转换为模拟信号的形式,通过滤波处理将其变成电压。
PWM波有着广泛的应用,如下所述:
1.电源反馈:PWM波可用于电源反馈,控制电压稳定性。
2.电动机控制:通过改变PWM波的占空比来改变电动机转速。
3.照明:LED灯是经常使用PWM的典型例子。通过调整PWM波的占空比,调整LED光的强度。
4.音频处理:PWM和DAC(数字到模拟转换器)这两个技术结合在一起,可以产生高保真音频信号。
PWM波作为一种数字控制技术,具有以下几个优点:
1.易于程序化控制,数字输出即可实现PWM波的发生。
2.益处显著,如在电动机控制方面,它可以控制电机的转速和防止过载。
3.效率高,因为PWM波使电源在调整相同的负载时,功率损失小。
4.高精度,因为PWM波的波形具有可编程性,硬件可以控制精度。
缺点也不可避免:
1.PWM波的频率和占空比都会影响输出电压和电流幅值,需要经过一定的调整。
2.PWM波会产生高频噪声,在需要低噪声的应用中需要特别注意。
3.PWM波的使用需要一定的计算和设计,因此需要一定的技能水平。