PWM概念:
脈沖寬度調制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫,簡稱脈寬調制,是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術,廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。
航模中的控制信號大多是PWM信號,比如FUTABA,JR等舵機的控制都采用PWM方式。
發射機給接收機一串脈沖,比如基礎脈寬是100ms,那么發射機的脈寬變大時,比如增大為150ms,那么接收機就控制舵機正向旋轉,發射的脈寬減小時,比如減小為50ms,那么接收機就控制舵機逆向旋轉。
PWM原理:
隨著電子技術的發展,出現了多種PWM技術,其中包括:相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等,而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法,它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形,通過改變脈沖列的周期可以調頻,改變脈沖的寬度或占空比可以調壓,采用適當控制方法即可使電壓與頻率協調變化。可以通過調整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制充電電流的目的。
模擬信號的值可以連續變化,其時間和幅度的分辨率都沒有限制。9V電池就是一種模擬器件,因為它的輸出電壓并不精確地等于9V,而是隨時間發生變化,并可取任何實數值。與此類似,從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內。模擬信號與數字信號的區別在于后者的取值通常只能屬于預先確定的可能取值集合之內,例如在{0V, 5V}這一集合中取值。
模擬電壓和電流可直接用來進行控制,如對汽車收音機的音量進行控制。在簡單的模擬收音機中,音量旋鈕被連接到一個可變電阻。擰動旋鈕時,電阻值變大或變小;流經這個電阻的電流也隨之增加或減少,從而改變了驅動揚聲器的電流值,使音量相應變大或變小。與收音機一樣,模擬電路的輸出與輸入成線性比例。
盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單,但它并不總是非常經濟或可行的。其中一點就是,模擬電路容易隨時間漂移,因而難以調節。能夠解決這個問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設備)和昂貴。模擬電路還有可能嚴重發熱,其功耗相對于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對噪聲很敏感,任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。
通過以數字方式控制模擬電路,可以大幅度降低系統的成本和功耗。此外,許多微控制器和DSP已經在芯片上包含了PWM控制器,這使數字控制的實現變得更加容易了。
簡單的說,比如你有5V電源,要控制一臺燈的亮度,有一個傳統辦法,就是串聯一個可調電阻,改變電阻,燈的亮度就會改變。
還有一個辦法,就是PWM調節。不用串聯電阻,而是串聯一個開關。假設在1秒內,有0.5秒的時間開關是打開的,0.5秒關閉,那么燈就亮0.5秒,滅0.5秒。這樣持續下去,燈就會閃爍。如果把頻率調高一點,比如是1毫秒,0.5毫秒開,0.5毫秒滅,那么燈的閃爍頻率就很高。我們知道,閃爍頻率超過一定值,人眼就會感覺不到。所以,這時你看不到燈的閃爍,只看到燈的亮度只有原來的一半。同理,如果1毫秒內,0.1毫秒開,0.9毫秒滅,那么,燈的亮度就只有原來的10分之一。這就是PWM的基本原理。道理就是這么簡單,具體PWM還分幾種,總的來說,都是保持一定的電壓或電流不變,但改變一定周期內的導通和關斷時間。這樣等效于保持導通,但改變電壓或電流大小。
這樣的PWM控制方式,在數字控制電路上應用很方便。因為讓電腦去控制一個可調電阻是比較困難的,而且可調電阻還有模擬電路固有的不穩定問題。
責任編輯:PSY
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