脉冲宽度调制

什么是脉冲宽度调制及其在电路中的应用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种调制方式，通过控制脉冲信号的宽度来实现信号的调制。

在电路中，PWM 广泛应用于调光、电机速度控制、音频放大等领域。

本文将详细介绍PWM的原理及其在电路中的应用。

一、PWM原理脉冲宽度调制的原理是利用周期为固定值的脉冲信号来表示模拟信号的幅度大小。

它的关键在于调制器，通过控制调制器输出脉冲的宽度，从而实现对模拟信号的调制。

在PWM信号中，脉冲的宽度代表了信号的幅度，宽度越大表示幅度越高，宽度越小表示幅度越低。

通常，PWM信号的周期是固定的，脉冲的宽度则根据输入模拟信号进行动态调整。

二、PWM在电路中的应用1. 调光控制PWM在LED调光控制中得到了广泛的应用。

通过控制PWM信号的频率和占空比（脉冲高电平与周期之比），可以实现对LED的亮度调节。

当占空比为100%时，LED处于全亮状态；当占空比为0%时，LED关闭。

2. 电机速度控制PWM可以用于电机的速度控制。

通过控制PWM信号的占空比，可以控制电机的平均输出功率，从而调节电机的转速。

一般情况下，占空比越大，电机转速越高；占空比越小，电机转速越低。

3. 音频放大PWM还可以用于音频放大电路中。

通过将音频信号转换为PWM 信号，再通过滤波电路将其转换为模拟信号，可以实现音频的放大。

PWM音频放大具有高效率和低失真的优点，因此在功率放大器中得到了广泛的应用。

4. 电源控制PWM可以用于电源控制电路中，通过控制PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。

这种方式在开关电源中特别常见，可以实现高效率的能量转换，并具备较好的稳定性和响应速度。

5. 无线通信PWM在无线通信系统中也有一定的应用。

在数模转换和调制过程中，会使用PWM信号对模拟信号进行抽样和调制，转换成数字信号后再通过调制器进行数据传输。

三、总结脉冲宽度调制是一种通过控制脉冲信号的宽度来实现信号调制的方法。

PWM脉冲宽度调制分析PWM（Pulse Width Modulation）是一种用来调节模拟信号的数字技术。

通过改变脉冲的宽度，可以实现对信号的调节和控制。

PWM技术在很多领域都有广泛的应用，比如电力电子、通信技术、控制系统等。

PWM脉冲宽度调制的基本原理是通过调整脉冲信号的高电平时间和低电平时间来控制输出功率。

在周期T内，将一个周期中的高电平时间占空比定义为Duty Cycle，通常用百分比表示，即D=(Thigh/T)*100%。

通过改变Duty Cycle的大小，可以改变输出信号的幅度，从而实现对模拟信号的调节和控制。

PWM技术的优点是输出信号幅度可调，抗干扰能力强，而且实现简单、成本低廉。

因此，PWM技术在很多领域都有广泛的应用。

比如，在电力电子领域，PWM技术广泛应用于直流电源变换器、交流变频器、逆变器等电力电子设备中，用来实现对电力信号的控制和调节。

在通信技术领域，PWM技术可以用来实现数字调制，比如在脉冲编码调制（PCM）和数字调制解调器（DMD）中都可以使用PWM技术。

在控制系统领域，PWM技术可以用来实现数字控制和解码，比如在数字控制器和逻辑控制系统中都可以使用PWM技术。

在电力电子领域，PWM技术主要应用于直流电源变换器（DC-DC Converter）、交流变频器（AC-DC Converter）、逆变器（Inverter）等电力电子设备中。

这些设备主要用于电力转换和控制，实现对电力信号的调节和控制。

其中，逆变器是PWM技术应用最广泛的一种电力电子设备，主要用来将直流电源转换为交流电源，实现对交流电源的调节和控制。

在逆变器中，PWM技术被广泛应用于输出端的控制。

逆变器的输出端通常是由一组功率晶体管组成的全桥逆变器电路。

通过改变这些功率晶体管的导通与关断，可以实现对输出交流电源的调节和控制。

而PWM技术则可以通过改变脉冲信号的高低电平时间比，控制功率晶体管的导通与关断，从而实现对输出电源的调节和控制。

1、 PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计一、 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x p(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。

二、数字脉冲宽度调制器的实现：实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。

图中，在时钟脉冲的作用下，循环计数器的5位输出逐次增大。

5位数字调制信号用一个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进行比较，当调制信号大于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，否则输出低电平。

循环计数器循环一个周期后，向寄存器发出一个使能信号EN，寄存器送入下一组数据。

在每一个计数器计数周期，由于输入的调制信号的大小不同，比较器输出端输出的高电平个数不一样，因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。

什么是脉冲宽度调制它在通信设备中的应用有哪些脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种调制技术，通过改变信号的脉冲宽度来传递信息。

它在通信设备中被广泛应用，下面将详细介绍脉冲宽度调制的原理及其在通信设备中的应用。

一、脉冲宽度调制的原理脉冲宽度调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。

其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号，通过改变脉冲的宽度来表达模拟信号的幅值。

具体而言，脉冲宽度调制将模拟信号进行采样，然后将其转换为数字信号，再通过比较器将数字信号转换为脉冲信号。

根据模拟信号的幅值不同，脉冲信号的脉冲宽度也不同。

这样，通过脉冲宽度调制，我们可以将模拟信号转换为数字信号，并通过脉冲的宽度来传递模拟信号的幅值信息。

二、脉冲宽度调制在通信设备中的应用1. 数字通信脉冲宽度调制在数字通信中扮演了非常重要的角色。

在数字通信中，我们常常需要将数字信号转换为模拟信号进行传输。

脉冲宽度调制可以将数字信号转换为脉冲信号，通过改变脉冲的宽度来表达数字信号的幅值。

这种方式可以有效地传递数字信号，并且具有较高的抗干扰性能。

2. 音频处理在音频处理中，脉冲宽度调制也发挥着重要作用。

通过脉冲宽度调制，我们可以将模拟音频信号转换为数字信号进行处理。

例如，在音频压缩算法中，可以通过将音频信号的幅值信息转换为脉冲信号的宽度信息，从而将音频信号进行有效压缩和传输。

在音频合成器中，脉冲宽度调制也可以用来生成各种不同频率的音频信号。

3. 电力电子技术在电力电子技术中，脉冲宽度调制被广泛应用于调制电压波形。

通过改变脉冲的宽度，可以实现对电压的精确调节。

脉冲宽度调制在交流电动机驱动器、电力变换器和电力调节系统等方面具有广泛的应用。

4. 智能控制系统脉冲宽度调制还被广泛应用于智能控制系统中。

在自动化控制系统中，脉冲宽度调制常用于控制电机的速度和位置。

通过改变脉冲的宽度，可以调节电机的转速和位置，实现智能控制。

PWM（脉冲宽度调制PulseWidthModulation）原理1、 PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计⼀、 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<（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x p(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。

⼆、数字脉冲宽度调制器的实现：实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。

图中，在时钟脉冲的作⽤下，循环计数器的5位输出逐次增⼤。

5位数字调制信号⽤⼀个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进⾏⽐较，当调制信号⼤于循环计数器的输出时，⽐较器输出⾼电平，否则输出低电平。

循环计数器循环⼀个周期后，向寄存器发出⼀个使能信号EN，寄存器送⼊下⼀组数据。

在每⼀个计数器计数周期，由于输⼊的调制信号的⼤⼩不同，⽐较器输出端输出的⾼电平个数不⼀样，因⽽产⽣出占空⽐不同的脉冲宽度调制波。

脉冲宽度调制脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种用模拟方法来表达数字化级别所使用的传输手段。

它具有高灵敏度、耐用性强、信号品质Թռ等优点。

该传输会由脉宽调制信号编码而成，包括有：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种改变信号脉冲的宽度，以控制电力输出的技术。

它通过改变周期性脉冲的脉冲宽度来指示输出的大小。

通常，是用模拟方法来表达数字化级别。

基本的PWM电路将通过一个脉冲信号通过一个电路来控制电压或电流的最大值。

它的原理是：通过以固定周期发送脉冲，并以不同宽度和幅度的脉冲，来控制输出信号的大小。

脉冲宽度调制信号是一个连续的高频脉冲所组成的、重复的模式，它和载波相对应（而不是直接对应）。

三、应用脉冲宽度调制技术在很多领域里有着广泛的应用，例如：1、电动和气动机器：PWM用于控制电动机和气动机器的速度，以及机器所受的力。

2、自动化系统：PWM技术用于控制不同设备的精度和计算功能，包括自动化控制系统（如处理器控制器系统）以及测量仪器系统。

3、信号检测：PWM技术用于检测不同电子信号的质量，以鉴别传送的信号是否正确。

4、通信系统：PWM技术用于多种通信系统，可用于高速数据传输或低信号传播等。

四、优势PWM技术具有一定的优势，如高灵敏度、耐用性强、信号品质Թռ、降低失真等优点。

它还能够减少电子设备的功耗，同时可以提高设备的效率和可靠性。

五、常见PWM调制技术1、恒定频率PWM：这种调制技术的特点是信号的频率是一定的，可以用固定的控制操作来在基础频率上增加或减少PWM脉冲的宽度。

2、变频率PWM：它的特点在于固定频率的变化，可以通过改变PWM脉冲的宽度来改变信号的频率，有效地提高噪声位数。

3、脉冲调制：Pulse Modulation方式用脉冲信号来表达不同频率，以更大的精度来控制电压和电流输出，以及提高系统的可靠性。

4、模拟调制： Analog modulation方式利用复杂的模拟技巧来模拟电力信号，从而达到调制的目的。

PWM脉冲宽度调制脉冲宽度调制百科名片脉冲宽度调制脉冲宽度调制(pwm)，是英文“pulsewidthmodulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

目录简介基本原理具体过程脉冲宽度调制优点控制方法脉冲宽度调制相关应用领域具体应用简介基本原理具体过程脉冲宽度调制优点控制方法脉冲宽度调制相关应用领域具体应用展开编辑本段简介脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

pwm控制技术以其掌控直观,有效率和动态积极响应不好的优点而沦为电力电子技术最广泛应用的掌控方式,也就是人们研究的热点.由于当今科学技术的发展已经没了学科之间的界限,融合现代掌控理论思想或同时实现并无谐振硬控制器技术将可以沦为pwm控制技术发展的主要方向之一。

编辑本段基本原理随着电子技术的发展，出现了多种pwm技术，其中包括：相电压控制pwm、脉宽pwm法、随机pwm、spwm法、线电压控制pwm等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽pwm法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为pwm波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。

可以通过调整pwm的周期、pwm的占空比而达到控制充电电流的目的。

模拟信号的值可以已连续变化，其时间和幅度的分辨率都没管制。

9v电池就是一种演示器件，因为它的输入电压并不精确地等同于9v，而是随其时间发生变化，并可行任何实数值。

与此相似，从电池稀释的电流也不限量在一组可能将的值域范围之内。

模拟信号与数字信号的区别是后者的值域通常就可以属预先确定的可能将值域子集之内，比如在{0v,5v}这一子集中值域。

变频技术之PWM调制技术与SPWM调制技术详解变频技术通过改变电力信号的频率来调节电动机、压缩机和其他电气设备的运行速度。

在实际应用中，变频器是变频技术的核心装置，而脉冲宽度调制（PWM）技术和正弦波脉宽调制（SPWM）技术是实现变频器控制的重要手段。

什么是PWM调制技术PWM调制技术通过控制脉冲信号的宽度，实现对输出电压的调节。

在变频技术中，PWM被广泛应用于变频器中，以控制电动机的速度和转矩输出。

通过改变脉冲信号的占空比（脉冲宽度与周期之比），可以实现对电动机的精确控制。

当需要增大输出电压时，增加脉冲信号的宽度；当需要减小输出电压时，减小脉冲信号的宽度。

这种方式使得电动机可以在不同负载条件下保持稳定的转速和扭矩输出。

同时，PWM调制技术还具有响应快、控制精度高、效率高等优点，被广泛应用于各种电力控制系统中。

PWM调制波形如图1所示：图1PWM调制波形PWM技术具有以下优点：高效性：由于PWM技术可以通过调整脉冲宽度来控制电机的输出电压和频率，因此可以实现电机在不同负载条件下的高效运行。

通过减小电机额定电压，PWM技术可以降低电机的功耗，提高整体效率。

精确控制：PWM技术具有响应速度快、控制精度高的特点。

通过微调脉冲宽度和周期，可以实现对电机转速和扭矩的精确调节，满足不同应用的需求。

减少机械冲击：PWM技术可以实现电机的软启动和软停止，减少了机械系统的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。

尽管PWM技术具有许多优点，但也存在一些局限性：谐波问题：PWM技术在产生脉冲信号时会引入谐波成分，可能对电力网络和其他设备造成干扰。

为了减少谐波，需要采取滤波和抑制措施，增加了系统的复杂性和成本。

开关损耗：PWM技术使用高频开关装置，开关的频繁操作会产生开关损耗。

这些损耗会转化为热能，需要适当的散热系统来冷却电路。

EMI干扰：由于高频开关操作，PWM技术可能会产生电磁干扰（EMI），对周围的电子设备和无线通信系统造成干扰。

脉冲宽度调制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PWM）,是英文“Pｕlse Ｗidth Ｍoｄulatｉon”的缩写，简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

目录1简介2背景介绍3基本原理4谐波频谱5具体过程6优点7控制方法8应用领域９具体应用１简介脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或ＭOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,从而实现开关稳压电源输出的改变。

这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

ＰＷM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。

由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWＭ控制技术发展的主要方向之一。

2背景介绍随着电子技术的发展,出现了多种PＷM技术，其中包括：相电压控制ＰWM、脉宽ＰＷM法、随机ＰＷM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。

可以通过调整PＷM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。

9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。

与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。

模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{０V，５V}这一集合中取值。

脉冲宽度调制技术一、脉冲宽度调制技术简介脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术是一种将模拟信号转换为脉冲信号来控制数字系统的技术。

它通过改变脉冲信号的宽度来调整输出信号的平均功率，从而实现对电子设备的精确控制。

脉冲宽度调制技术在现代控制系统、通信系统、嵌入式系统和电力电子等领域得到广泛应用。

二、脉冲宽度调制技术的原理脉冲宽度调制技术基于周期重复的脉冲信号，其原理可以简单描述为以下几个步骤：1.根据输入的模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。

2.将数字信号与一个周期性的基准信号进行比较。

3.根据比较结果，调整输出信号的脉冲宽度。

根据脉冲宽度调制技术的原理，可以得到一个重要结论：脉冲宽度越宽，对应的平均功率就越大；脉冲宽度越窄，对应的平均功率就越小。

通过调整脉冲宽度，我们可以精确控制输出信号的功率，从而达到对电子设备的精确控制。

三、脉冲宽度调制技术的应用3.1 电力电子脉冲宽度调制技术在电力电子领域得到广泛应用。

例如，在直流电源中，通过PWM技术可以调整电压的平均值，从而实现对电力输出的控制。

此外，在交流电压调节、变频调速和电力传输等方面，PWM技术也具有重要的应用价值。

3.2 控制系统脉冲宽度调制技术在控制系统中用于数字调节。

通过PWM技术，可以精确控制输出信号的幅值和频率，实现对系统的精确控制。

例如，在电机控制、温度控制和照明控制等领域，PWM技术都发挥着重要作用。

3.3 通信系统在通信系统中，脉冲宽度调制技术主要用于数字信号的调制与解调。

通过PWM技术，可以将数字信号转换为脉冲信号进行传输，从而实现高效而可靠的数据传输。

在无线通信、网络通信和数字广播等方面，PWM技术都具有广泛的应用。

3.4 嵌入式系统脉冲宽度调制技术在嵌入式系统中扮演着重要角色。

通过PWM技术，可以对嵌入式系统中的各种设备进行精确控制，包括电机、LED灯和蜂鸣器等。

嵌入式系统中的PWM控制信号可以灵活调整，满足不同设备的需求。

01 什么是PWM脉冲宽度调制(PWM)，PWM全称Pulse Width Modulation，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

PWM的频率：是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数，也就是说一秒钟PWM有多少个周期。

单位：Hz表示方式：50Hz、100HzPWM的周期：T=1/f（周期=1/频率）50Hz=20ms 一个周期，如果频率为50Hz，也就是说一个周期是20ms，那么一秒钟就有50次PWM周期。

占空比：是一个脉冲周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例。

单位：%(0%-100%)表示方式：20%周期：一个脉冲信号的时间，1s内测周期次数等于频率。

脉宽时间：高电平时间。

上图中脉宽时间占总周期时间的比例，就是占空比。

比方说周期的时间是10ms，脉宽时间是8ms，那么低电平时间就是2ms，总的占空比 8/（8+2）=80%，这就是占空比为80%的脉冲信号。

而我们知道PWM就是脉冲宽度调制通过调节占空比，就可以调节脉冲宽度(脉宽时间)，而频率，就是单位时间内脉冲信号的次数。

以20Hz，占空比为80%举例，就是1秒钟之内输出了20次脉冲信号，每次的高电平时间为40ms。

我们换更详细点的图：上图中，周期为T，T1为高电平时间，T2为低电平时间，假设周期T为1s，那么频率就是1Hz，那么高电平时间0.5s，低电平时间0.5s，总的占空比就是0.5 /1 =50%。

02 PWM原理以单片机为例，我们知道，单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电平和低电平，假设高电平为5V，低电平则为0V，那么我们要输出不同的模拟电压，就要用到PWM，通过改变IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号模拟成的模拟电压信号。

我们知道，电压是以一种连接1或断开0的重复脉冲序列被夹到模拟负载上去的（例如LED灯，直流电机等），连接即是直流供电输出，断开即是直流供电断开。

实验十、脉冲宽度调制实验一、实验原理：1.1 脉冲调制：是指用脉冲作为载波信号的调制方法。

脉冲调制可以调制脉冲的频率或相位。

在脉冲调制中具有广泛应用的一种方式是脉冲调宽。

脉冲调宽的数学表达式为：B=b+mx（b为常量，m为调制度）如图10.1所示：10.1脉宽调制10.2解调电路1.2 脉冲解调：脉冲调宽信号的解调主要是将脉宽信号N 送入一个低通滤波器（电路已连接）uo 与脉宽B 成正比。

二、实验元件与设备：2.1 传感器实验主板；2.2 放大器LM358（1片）；2.3 电阻、电容、稳压管若干（参考电路图）2.4 低通滤波器三、实验步骤:3.1 按图10.1接好线路；3.2 从S_ctr 输入正弦波A(Vp-p ≈2V ，1KHz 左右),用DRVI(示波器)观察比较S_ctr 和输出Uo 的脉冲电压、频率之间的变化。

（观察TestPoint 可以获得如下图B 信号）3.3 当S_ctr 为正，则它使运放同相端输电压U+升高。

在Uo 为正的半周期，只有当电容C1上的电压Uc 超过U+时，才使输入电压Uo 发生负跳变。

U+升高使充电时间延长，即使输出信号Uo 处于高点平的时间延长。

在Uo 为负半周期。

U+的升高使Uc 能较快地降至U+之下。

当Uc 降至Uc<U+时，输出电压Uo 发生跳变，使输出信号Uo 处于低电平的时间缩短。

这就是说，U+升高使输出信号Uo 处于高电平的脉宽加大，Uo 处于低电平的脉宽减少；反之U+下降使输出信号Uo 处于低电平的脉宽加大，Uo 处于高电平的脉宽减少，从而使脉宽受到调制。

3.4在脉宽调制电路后加个低通滤波器观察其输出Uo 与脉宽B 成正比。

a)调制信号 b) 脉冲调宽信号。

脉冲宽度调制（PWM）技术在电力电子变流器掌握系统中,对于掌握电路的要求往往是除能够掌握负载的加电与断电外,还应当能够掌握加载到负载上的电压凹凸及功率大小。

在大功率电力电子电路中，掌握加载至负载上电压及功率的有用方法就是脉冲宽度调制（PU1Sewidthmodu1ation,PWM）01.面积等效原理在掌握理论中，有一个重要的原理,即冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量（冲量）作用在具有惯性的环节上时，只要这些变量对时间的积分相等，其作用的效果将基本相同。

这里所说的效果基本相同是指惯性环节的输出响应波形基本相同。

例如，下图1示出的三个窄脉冲电压波形分别为矩形波、三角波和正弦波，但这二个窄脉冲电压对时间的积分相等，或者说它们的面积相等。

当这三个窄脉冲分别作用在只有惯性的同一环节上时,其输出响应基本相同。

因此，冲量等效原理也可以称为面积等效原理。

S）矩形波（b）」.角波9）正弦波图1面积相等的三种脉冲信号从数学角度进行分析，对上图1所示的三个窄脉冲电压波形进行傅里叶变换，则其低频段的特性特别相近，仅在高频段有所不同，而高频段对于具有惯性负载的电路影响特别小。

由此进一步证明白面积等效原理的正确性。

2.脉冲宽度调制技术依据面积等效原理，在电路中可以采用低端电源开关或高端电源开关，以肯定频率的导通和截止连续切换，使电源电压Ui以一系列等幅脉冲（或称为矩形波）的形式加载到负载上，加载在负载上的电源电压Uo波形如图2所示。

图2所示的矩形波的电压平均值：必=V m D此式表明在一个脉冲周期内，电压的平均值与脉冲的占空比是成正比的，于是，可以通过转变脉冲的占空比来调整加载到负载上的电压大小。

当占空比小时，加载到负载上的平均电压就低,即加载到负载上的功率小；而占空比大时，加载到负载上的平均电压就高，加载到负载上的功率大。

这种通过等幅脉冲调整负载平均电压及功率的方法称为脉冲宽度调制，诩为斩波掌握。

采纳脉冲宽度调制方式为负载供电，由于供电电压是脉动的，势必会产生出各种谐波。

单片机脉冲宽度调制脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的调制技术，广泛应用于工业控制、无线通信和电力电子等领域。

而单片机作为实现PWM的重要工具，其强大的计算和控制能力，使其成为PWM应用中不可或缺的一部分。

I. 介绍脉冲宽度调制脉冲宽度调制是一种通过脉冲的高电平时间占总周期的比例来控制输出信号的一种技术。

它通过改变脉冲的宽度来实现模拟信号的数字化，从而实现对电压、电流等物理量的精确控制。

脉冲宽度调制通常分为两种类型：单边调制和双边调制。

II. 单片机实现脉冲宽度调制的原理脉冲宽度调制的实现需要借助于单片机的计时/计数功能。

单片机通过设定计时器的计数值和预分频值，可以控制输出引脚在一个周期内处于高电平和低电平的时间。

III. 单片机脉冲宽度调制的步骤1. 初始化计时器和预分频器：根据脉冲宽度调制的需求，设置计时器的计数值和预分频值。

2. 设定计时器工作模式：选择适合的计时器工作模式，以满足脉冲宽度调制的要求。

3. 编写中断服务程序：当计时器溢出或达到设定的值时，触发中断，并执行相应的中断服务程序。

4. 调整脉冲宽度：在中断服务程序中，通过改变计时器的计数值，来调整脉冲的宽度。

5. 输出PWM信号：根据计时器的计数值，将输出引脚设置为高电平或低电平，形成脉冲宽度调制的PWM信号。

IV. 单片机脉冲宽度调制的应用1. 电机控制：通过改变PWM信号的占空比，可以调节电机的转速和运行状态。

2. LED亮度控制：通过调节LED的PWM信号的占空比，可以实现不同亮度的LED灯效果。

3. 音频处理：PWM信号可以用于音频的数字化处理和传输。

V. 脉冲宽度调制的优缺点脉冲宽度调制具有以下优点：1. 高精度：脉冲宽度可以根据需求进行微调，实现对物理量的精确控制。

2. 简易控制：通过改变脉冲的宽度，可以快速调整输出信号的特性。

3. 效率高：PWM信号在高电平和低电平之间切换，功率损耗较小。

然而，脉冲宽度调制也存在一些缺点：1. 噪声问题：由于脉冲的切换，可能会引入干扰和噪声，影响系统的稳定性。

pwm(脉冲宽度调制)的工作原理、分类及其应用PWM（Pulse Width Modulation, 脉冲宽度调制）是一种通过改变电路输出高低电平的时间比例，来产生不同的输出电压或输出功率的调制技术。

它被广泛应用于电机控制、照明调节、电源管理等领域。

PWM的工作原理是通过给定一个周期，然后在每个周期内分配一个脉冲宽度，从而产生输出信号。

其输出信号的高低电平比例能够被改变，从而可以控制输出电流或电压的大小。

PWM技术的基本原理是：将所需控制的模拟信号与一个高频的脉冲信号进行比较，通过改变脉冲信号的占空比来控制模拟信号的大小。

根据输出信号的周期和脉冲宽度的变化方式，PWM可分为以下几种类型：1. 单极性PWM：输出信号只有高电平和低电平两种状态，不会出现中间状态。

单极性PWM输出的波形呈现方波状，行驶平稳，肉眼观测基本无抖动。

2. 双极性PWM：可以产生负电压的PWM输出方式，信号可以在赫兹周期内的0V ~ + Vcc 之间波动，同时也可以在0V ~ -Vcc之间波动。

3. 比例PWM：比例PWM是根据输入信号的幅值变化，改变信号高低电平比例的一种方式。

比例PWM输出的波形呈现类似圆形的波形，行驶上比单极性PWM要更稳。

PWM技术被广泛应用于各种领域，例如：1. 电机控制：具有比较器作用的PWM电路，可以通过对电机施加不同的电压和电流，实现电机转速、方向、扭矩等参数的控制。

2. 照明调节：通过调节灯具对PWM信号的响应能力来改变灯光亮度，实现明暗程度的调节。

3. 电源管理：PWM技术可以用来调节电源的输出电压和电流，实现负载的动态功率管理，增强电源的效率和稳定性。

总之，PWM技术是一种能够获取精确控制的调制技术，被广泛应用于各种领域，它在现代电子工业中的作用不可替代。