如何生成脈沖寬度調制PWM信號？

PWM信號是脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation）的縮寫，是一種用數字信號模擬模擬信號的技術。這種信號由高電平和低電平組成，其高電平和低電平的時間比例可以被調節，從而實現對模擬信號的控制。具體來說，PWM信號是通過快速的周期性的開關操作產生的。在每個PWM周期內，電源電壓經過快速調節，以使輸出電壓接近所期望的值。

PWM信號的三個主要參數是周期、頻率和占空比。PWM周期指的是信號由高電平到低電平再到高電平所需的時間。PWM頻率則是單位時間內信號由高電平到低電平再到高電平的次數，它等于周期的倒數。占空比則是在一個周期內，脈寬時間占信號周期的比例，通常用百分比表示，且必須在0~1之間。

PWM信號具有許多優點，例如精準性高，可以快速實現控制的響應和控制精度，并快速響應任何運動誤差。同時，PWM信號在調光應用中也具有顯著優勢，如LED始終在恒流條件下工作，色彩一致性好，亮度等級高，調光范圍廣，線性度好等。

在Arduino等微控制器中，帶有大寫字母A的引腳是模擬輸入端口，而帶有“~”標志的數字引腳則是模擬輸出端口，可用于產生PWM信號。

如何生成脈沖寬度調制PWM信號？

將正弦波作為輸入信號之一，使用比較器能夠輕松生成 PWM信號。

圖 顯示了模 擬 PWM發生器的方框圖實例。

圖 v顯示了比較器使用兩個輸入PWM信號所生成的 PWM輸出波形 （紅線）： 正弦波 （黑 線） 和輸入信號 （灰線）。0.5 VDC 輸入信 號是電壓基準，通過與正弦波比較生成 PWM 波形。使用 0.5 VDC 穩態基準電壓， 可生成 50% 占空比的 PWM 波形。

圖 。 正弦波與 +0.25 VDC 輸入PWM信號的比較， 該比較可生成 PWM 波形

如圖 所示，如果基準電壓降至 0.25 VDC， 那么將生成更高占空比的 PWM波形。

PWM信號的工作原理是什么

PWM信號的工作原理主要是通過快速的周期性的開關操作來調節輸出電壓或電流。在每個PWM周期內，電源電壓經過快速調節，以使輸出電壓接近所期望的值。具體來說，當PWM信號為高電平時，電源輸出開啟，此時電流流過負載；而當PWM信號為低電平時，電源輸出關閉，電流停止流動。

PWM信號的基本工作原理是調節方波信號的占空比，從而調節輸出電源的平均電壓值。占空比是PWM周期內高電平所占的時間與整個周期的比值，通常用百分比表示，且必須在0~1之間。通過改變占空比，可以控制電源在單位時間內輸出的總電量，進而控制負載的工作狀態。

在實際應用中，PWM信號的產生方式有多種，包括使用波形發生器、單片機、可編程邏輯器件以及專用PWM芯片等。這些方式各有特點，可以根據具體的應用需求選擇適合的方法。

PWM信號的應用范圍非常廣泛，如步進電機的轉速和平均輸出功率的調節、LED亮度的控制、逆變器的控制、電源管理、燃油泵功率控制電路以及電力系統功率控制等。在這些應用中，PWM信號通過調節占空比實現對輸出功率的精準控制，從而提高系統的效率和穩定性。

審核編輯：黃飛