PWM

• PWM
  • 1. 什么是PWM？
  • 2. 面积等效原理
    • 2.1. 什么是面积等效原理？
    • 2.2. 面积等效原理的理解
  • 3. 相关概念
    • 3.1. 周期和频率
    • 3.2. 占空比
  • 4. 总结
  • 参考链接
  • others

1. 什么是PWM？

PWM是Pulse Width Modulation的缩写，中文是脉冲宽度调制。
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技术。

2. 面积等效原理

2.1. 什么是面积等效原理？

冲量相等而形状不同的窄脉冲施加在惯性环节上时，其效果基本相同。

2.2. 面积等效原理的理解

面积等效原理是理解为什么PWM可以通过数字输出来对模拟电路进行控制的核心。

• 冲量即指窄脉冲的面积。
• 效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
• 如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
• 将图1 a、b、c、d所示的脉冲作为输入，加在图2a所示的R-L电路 上，设其电流i(t)为电路的输出，图2b给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。

图1：形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

图2：冲量相同的各种窄脉冲的响应波形

3. 相关概念

3.1. 周期和频率

• 周期(T)是指信号从高电平到低电平再回到高电平所需要的时间，单位为s
• 频率(f)是指1s内共有多少个周期，单位为Hz
• f = 1 / T

3.2. 占空比

占空比是一个脉冲周期内高电平保持的时间与该PWM时钟周期的比值。

• 第一个周期占空比为70%
• 第二个周期占空比为40%
  

4. 总结

1. 什么是PWM？
2. 为什么PWM可以通过数字信号控制模拟电路？
3. 周期为0.02s的PWM波，频率是多少？
4. 当前有一个可用PWM控制的180°舵机，接收的PWM信号频率为50Hz，脉冲的高电平部分为0.5ms-2.5ms范围。当前想要控制该舵机旋转到135°，请画出对应的PWM波形，并标明周期、频率、占空比。

参考链接

1. 搞懂什么是PWM控制
2. 电子森林-PWM（脉冲宽度调制）原理、应用以及实现

others

PWM对于初学者而言真的是用途很广的，呼吸灯效果的实现、舵机的控制、直流减速电机的控制，这些最为常见的入门小项目，背后其实都是PWM。
不断地去复习真的是有效果的，我一直觉得自己不是很聪明，第一次了解到PWM背后的面积等效原理的时候，并不是非常理解。但是今天再转过头来看，就感觉很简单，有点不敢相信自己之前连这都不会。