今天給大家分享的是：構(gòu)建脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器

脈寬調(diào)制（PWM）是一種利用數(shù)字信號(hào)精確控制模擬設(shè)備的技術(shù)。脈寬調(diào)制信號(hào)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(hào)通常用于控制伺服系統(tǒng)、LED和直流電機(jī)等模擬設(shè)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(shè)備為其供電，脈沖可由驅(qū)動(dòng)晶體管或功率MOS管生成。

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

信號(hào)保持高電平的時(shí)間稱為脈沖寬度：

脈沖寬度

脈沖寬度與周期持續(xù)時(shí)間的比率稱為“占空比”。

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

占空比對(duì)視在電壓的影響

現(xiàn)在計(jì)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(shí)間為 13 ms、高電平時(shí)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(hào)發(fā)生器

通過(guò)使用555定時(shí)器來(lái)控 制MOS管來(lái)生成脈寬調(diào)制信號(hào)。下面為脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的電路圖：

脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器

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

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

• 該MOS管型號(hào)為IRF540。

• D1是一個(gè)LED，通過(guò)PWM信號(hào)變亮或者變暗。

• 二極管D2 可以防止來(lái)自感性負(fù)載（由電機(jī)產(chǎn)生）的反電動(dòng)勢(shì)損壞MOS管。

• 通過(guò)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(huì)變快，如果頻率太高，控制設(shè)備/負(fù)載沒(méi)有辦法及時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉。