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脈衝寬度調變

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一個例子脈寬調製:供電電壓(藍色)調製為一系列的脈衝產生一個正弦樣磁通密度波形(紅色),在磁路的電磁致動器。平滑的波形由此可以控制的寬度和數目的脈衝調製(每特定週期)

脉冲宽度调制英语Pulse Width Modulation缩写PWM),简称脉宽调制,是將模拟信號 轉換為脈波的一種技術,一般轉換後脈波的週期固定,但脈波的占空比會依模拟信號的大小而改變。

在模拟电路中,模拟信号的值可以连续进行变化,在时间和值的幅度上都几乎没有限制,基本上可以取任何实数值,输入与输出也呈线性变化。所以在模拟电路中,电压和电流可直接用来进行控制对象,例如家用电器设备中的音量开关控制、采用卤素灯泡灯具的亮度控制等等。

但模拟电路有诸多的问题:例如控制信号容易随时间漂移,难以调节;功耗大;易受噪声和环境干擾等等。

與模拟电路不同,数字电路是在预先确定的范围内取值,在任何时刻,其输出只可能为ON和OFF两种状态,所以电压或电流会通/断方式的重复脉冲序列加载到模拟负载。PWM技术是一种对模拟信号电平的数字编码方法,通过使用高分辨率计数器(调制频率)调制方波占空比,从而实现对一个模拟信号的电平进行编码。其最大的优点是从处理器到被控对象之间的所有信号都是数字形式的,无需再进行数模转换过程;而且对噪声的抗干扰能力也大大增强(噪声只有在强到足以将逻辑值改变时,才可能对数字信号产生实质的影响),这也是PWM在通讯等信号传输行业得到大量应用的主要原因。

模拟信号能否使用PWM进行编码调制,仅依赖带宽,这即意味着只要有足够的带宽,任何模拟信号值均可以采用PWM技术进行调制编码,一般而言,负载需要的调制频率要高于10Hz,在实际应用中,频率约在1kHz到200kHz之间。

在信号接收端,需将信号解调还原为模拟信号,目前在很多微型处理器内部都包含有PWM控制器模块。

数码涡旋压缩机上运用PWM电磁阀,可以机械化地调节压缩时间和比例,具有简单、灵活、动态响应好、使用寿命长等特点。