Что такое широтно-импульсная модуляция

Что такое ШИМ? ШИМ также называют широтно-импульсной модуляцией. ШИМ (широтно-импульсная модуляция) работает путем управления аналоговыми цепями через цифровой выход микропроцессора, что является очень эффективной технологией, широко используемой в измерениях, связи, управлении питанием и преобразовании во многих областях.

Теория широтно-импульсной модуляции

С развитием электронных технологий появились различные технологии ШИМ, в том числе: ШИМ управления фазным напряжением, метод широтно-импульсной ШИМ, случайный ШИМ, метод ШИМ, ШИМ управления линейным напряжением и т. д., а также интеллектуальный никель-водородный аккумулятор. В зарядном устройстве используется метод ширины импульса ШИМ, при котором каждая серия импульсов имеет ту же ширину, что и форма сигнала ШИМ. А FM можно реализовать, изменяя период последовательности импульсов, изменяя ширину импульса или рабочий цикл, можно регулировать напряжение. Координацию напряжения и частоты можно реализовать с помощью соответствующего метода управления. Регулируя период ШИМ и рабочий цикл ШИМ, можно достичь зарядного тока.

Аналоговое напряжение и ток можно напрямую использовать для управления, например, для регулировки громкости автомобильного радио. В простом аналоговом радио ручка подключена к переменному резистору. По мере поворота ручки значение сопротивления становится больше или меньше; ток, протекающий через резистор, также будет увеличиваться или уменьшаться, изменяя тем самым ток, который приводит в действие динамики, так что громкость соответственно становится больше или меньше. Как и в радио, выход и вход аналоговой схемы пропорциональны.

Хотя аналоговое управление может показаться интуитивно понятным и простым, оно не всегда экономично и осуществимо. Во-первых, аналоговые схемы имеют тенденцию смещаться со временем, что затрудняет настройку. Прецизионные аналоговые схемы, которые могут решить эту проблему, иногда бывают очень большими, тяжелыми (например, старое домашнее стереооборудование) и дорогими. Аналоговая схема также может быть очень чувствительна к шуму: любой шум или помехи обязательно изменят величину текущего значения.

Аналоговые схемы с цифровым управлением могут значительно снизить стоимость системы и энергопотребление. Кроме того, многие микроконтроллеры и DSP содержат встроенные ШИМ-контроллеры, что упрощает реализацию цифрового управления.

Преимущества ШИМ

Одним из преимуществ широтно-импульсной модуляции является то, что все сигналы ШИМ, поступающие от процессора в управляемую систему, имеют цифровую форму, и нет необходимости в цифро-аналоговом преобразовании, что значительно повышает эффективность преобразователей частоты. Сохранение сигнала в цифровой форме позволяет минимизировать влияние шума. Только когда шум достаточно силен, чтобы изменить логическую 1 на логический 0 или изменить логический 0 на логическую 1, он может оказать влияние на цифровой сигнал.

Еще одним преимуществом ШИМ по сравнению с аналоговым управлением является повышенная помехоустойчивость, и это основная причина, по которой иногда ШИМ используется для связи. Переход с аналогового сигнала на ШИМ может значительно увеличить расстояние связи. На приемной стороне модулирующая высокочастотная прямоугольная волна может быть удалена через соответствующую RC- или LC-цепь, и сигнал может быть возвращен в аналоговую форму. Благодаря этим преимуществам теории широтно-импульсной модуляции технология ШИМ широко применяется в инверторах.

Короче говоря, широтно-импульсная модуляция ШИМ является экономичной, компактной и антишумной, а это означает, что применение широтно-импульсной модуляции целесообразно во многих инженерных проектах. Если вы хотите узнать больше о применении, теории и другой информации о широтно-импульсной модуляции, свяжитесь с нами.