今天給大家分享的是：構(gòu)建脈寬調(diào)制信號發(fā)生器

脈寬調(diào)制（PWM）是一種利用數(shù)字信號精確控制模擬設備的技術(shù)。脈寬調(diào)制信號由用于模擬變化的模擬電壓的電子脈沖組成。

脈寬調(diào)制信號通常用于控制伺服系統(tǒng)、LED和直流電機等模擬設備。

一、脈寬調(diào)制的工作原理

在脈沖寬度調(diào)制中，高頻電脈沖序列被發(fā)送到設備為其供電，脈沖可由驅(qū)動晶體管或功率MOS管生成。

脈沖寬度調(diào)制信號出現(xiàn)在晶體管產(chǎn)生的高電壓和低電壓的周期中，信號從低電平循環(huán)到高電平所需的時間稱為周期持續(xù)時間。

信號保持高電平的時間稱為脈沖寬度：

脈沖寬度

脈沖寬度與周期持續(xù)時間的比率稱為“占空比”。

占空比可用于估計脈沖調(diào)制信號將提供的視在模擬電壓，下圖顯示了占空比對視在電壓的影響：

占空比對視在電壓的影響

現(xiàn)在計算特定視在電壓所需的占空比：

視在電壓所需的占空比

例如，在低電平時間為 13 ms、高電平時間為 8 ms 的脈寬調(diào)制周期中，占空比為：

8 ms / (8 ms + 13 ms) = 38%

如果脈沖電壓（Vmax）為5V，則視在電壓為：

(38%/100%) * 5V = 1.9 V

二、脈寬調(diào)制信號發(fā)生器

通過使用555定時器來控 制MOS管來生成脈寬調(diào)制信號。下面為脈寬調(diào)制信號發(fā)生器的電路圖：

脈寬調(diào)制信號發(fā)生器

在上面的電路圖中，我們可以看到555定時器配置為非穩(wěn)態(tài)振蕩器。

555 定時器在特定占空比下產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，并且控制 MOS管 Q1。

• 該MOS管型號為IRF540。

• D1是一個LED，通過PWM信號變亮或者變暗。

• 二極管D2 可以防止來自感性負載（由電機產(chǎn)生）的反電動勢損壞MOS管。

• 通過電阻 R1、R2、 R3和電容 C3 將頻率固定在大約 595 Hz 。

• 電位器 R4（約20k）調(diào)整占空比。

從下面的示波器顯示可以看到，它可以從約78 uS調(diào)整到約1.6 mS：

1、4.6% 占空比

4.6% 占空比

2、50% 占空比

50% 占空比

3、93.5% 占空比

93.5% 占空比

根據(jù)不同占空比可以看到，如果頻率太低，LED閃爍也會變快，如果頻率太高，控制設備/負載沒有辦法及時打開和關(guān)閉。