脉冲宽度控制pwm的工作原理

[09-12 00:48:17]   来源:http://www.88dzw.com  接口定义   阅读:8684

文章摘要:PWM波形可等效的各种波形: 直流斩波电路:等效直流波形 SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理。PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理: 脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。

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PWM波形可等效的各种波形:
直流斩波电路:等效直流波形
SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理。

PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)原理:
        脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号,比较器输出正常数A,否则输出0。因此,从图1中可以看出,比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
 
 
      通过图1b的分析可以看出,生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而,采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号,但是对于实际中tk-kTs<<Ts的情况,均匀采样和非均匀采样差异非常小。如果假定采样为均匀采样,第k个矩形脉冲可以表示为:
                            (1)
其中,x{t}是离散化的语音信号;Ts是采样周期; 是未调制宽度;m是调制指数。
 然而,如果对矩形脉冲作如下近似:脉冲幅度为A,中心在t = k Ts处,  在相邻脉冲间变化缓慢,则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为:
                            (2)
其中,  。无需作频谱分析,由式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当  时,相位调制部分引起的信号交迭可以忽略,因此,脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。

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