PWM信號是脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）的縮寫，是一種用數(shù)字信號模擬模擬信號的技術(shù)。這種信號由高電平和低電平組成，其高電平和低電平的時(shí)間比例可以被調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)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(guān)操作產(chǎn)生的。在每個(gè)PWM周期內(nèi)，電源電壓經(jīng)過快速調(diào)節(jié)，以使輸出電壓接近所期望的值。

PWM信號的三個(gè)主要參數(shù)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(shí)間。PWM頻率則是單位時(shí)間內(nèi)信號由高電平到低電平再到高電平的次數(shù)，它等于周期的倒數(shù)。占空比則是在一個(gè)周期內(nèi)，脈寬時(shí)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(yōu)點(diǎn)，例如精準(zhǔn)性高，可以快速實(shí)現(xiàn)控制的響應(yīng)和控制精度，并快速響應(yīng)任何運(yùn)動誤差。同時(shí)，PWM信號在調(diào)光應(yīng)用中也具有顯著優(yōu)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(diào)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(biāo)志的數(shù)字引腳則是模擬輸出端口，可用于產(chǎn)生PWM信號。

如何生成脈沖寬度調(diào)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(fā)生器的方框圖實(shí)例。

圖 v顯示了比較器使用兩個(gè)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(zhǔn)，通過與正弦波比較生成 PWM 波形。使用 0.5 VDC 穩(wěn)態(tài)基準(zhǔn)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(zhǔn)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(guān)操作來調(diào)節(jié)輸出電壓或電流。在每個(gè)PWM周期內(nèi)，電源電壓經(jīng)過快速調(diào)節(jié)，以使輸出電壓接近所期望的值。具體來說，當(dāng)PWM信號為高電平時(shí)，電源輸出開啟，此時(shí)電流流過負(fù)載；而當(dāng)PWM信號為低電平時(shí)，電源輸出關(guān)閉，電流停止流動。

PWM信號的基本工作原理是調(diào)節(jié)方波信號的占空比，從而調(diào)節(jié)輸出電源的平均電壓值。占空比是PWM周期內(nèi)高電平所占的時(shí)間與整個(gè)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(shí)間內(nèi)輸出的總電量，進(jìn)而控制負(fù)載的工作狀態(tài)。

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

PWM信號的應(yīng)用范圍非常廣泛，如步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和平均輸出功率的調(diào)節(jié)、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(tǒng)功率控制等。在這些應(yīng)用中，PWM信號通過調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)對輸出功率的精準(zhǔn)控制，從而提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

審核編輯：黃飛