定义:一种根据调制信号改变脉冲载波脉冲宽度的调制技术称为脉宽调制(PWM)。它也被称为脉冲持续调制(PDM)。
脉宽调制基础
它是一种脉冲时间调制(PTM)技术其中，载波脉冲的时间根据调制信号而变化。
在脉冲持续调制(PDM)中，脉冲的振幅保持不变，只注意到宽度的变化。由于信息成分以脉冲宽度的形式存在。因此，在信号传输过程中，信号经过脉宽调制。由于其振幅恒定的特性，它受噪声的影响较小。然而，信道噪声在传输过程中由于其性质是可加性的，会带来一些幅值的变化。但是，通过使用限幅电路，可以很容易地从接收器上取下。
因为脉冲的宽度包含了信息。因此，噪声因素不会造成太多的信号失真。因此，PWM系统对噪声的抗扰性优于传统的PWM系统帕姆系统。
产生PWM信号的波形表示
下图是脉宽调制的过程。它通常被称为PWM产生的一种间接方法。
消息信号和载波波形被馈给调制器，调制器产生PAM信号。这个脉冲幅度调制信号被馈送到比较器的非反相端。
由锯齿波发生器产生的斜坡信号被输入到比较器的逆变端。
将这两个信号相加，并与比较器电路的参考电压进行比较。这样调整比较器的电平，使基准与波形的斜率相交。
PWM脉冲从斜坡信号的前沿开始，脉冲的宽度由比较器电路决定。
PWM信号的宽度与比较器电平中坡道信号的省略部分成比例。
下面的图将帮助你更好地理解PWM信号是如何由比较器产生的:
在这里，第一幅图像(a)显示了正弦调制信号的波形，第二幅图像(b)显示了脉冲载波。调制后，产生如图(c)所示的PAM信号。此PAM信号与如图(d)所示的斜坡信号相加后，与图(e)所示比较器的参考电压进行比较。
最后，图(f)为PWM信号。
我们已经提到过，脉冲的宽度直接取决于位于比较器电平以上的波形部分。
这就是脉冲宽度调制信号的产生方式。
PWM信号检测
下图为PWM检测电路，提供被调制信号的原始消息信号。
我们知道，在信号传输过程中，PWM信号会加入一些噪声。因此，首先要消除传输信号中引入的噪声，将传入信号送入脉冲发生器。这将重新产生PWM信号。
这个再生的PWM脉冲然后给一个参考脉冲发生器，产生脉冲的振幅和宽度恒定。
再生的脉冲也给斜坡信号发生器，斜坡信号发生器产生一个恒定斜率的斜坡信号，其持续时间与脉冲持续时间相似。因此，我们有与PWM脉冲宽度成比例的斜坡信号高度。
然后将等幅脉冲提供给一个求和单元，以便与斜坡信号相加。然后，添加的输出被送入一个削频器，这个削频器将信号削频到其阈值，从而在输出处生成PAM信号。
然后将这个PAM信号给一个LPF，以便从调制后的信号中生成原始消息信号。
下图将为您提供PWM检测过程的波形表示。
第一幅图像(i)显示失真的PWM波，下一幅图像(ii)显示再生的PWM脉冲。
斜坡发生器的操作如(iii)所示，(iv)显示了参考脉冲发生器的输出。求和运算和截断信号如(v)所示。
上图(vi)的最终图像表示PAM脉冲，从该脉冲中恢复原始消息信号。
PWM波形的频谱
PWM信号的频谱如下所示
这里，调制信号是一个频率为f的正弦信号米。因此表示的频谱显示调制频率fm连同几个边带。
噪声对脉冲二频调制的影响
正如我们已经讨论过的，信息含量存在于脉冲的宽度而不是振幅中。我们还知道，噪声随脉冲信号的振幅而增加，从而引起脉冲信号的一些变化。
因此，原始信息在传输过程中不会受到噪声的影响。从而显示出对噪音的免疫力。
脉宽调制的优点
- 与PAM相比，它对信道噪声的免疫能力更强。
- 由于噪声增加了PWM信号的幅值，因此从失真的PWM信号中重构PWM信号是比较容易的。
- 传输和接收不需要同步。
脉宽调制的缺点
- 由于脉冲宽度的变化，传输功率的变化也被注意到。
- 在PWM的情况下带宽要求略大于PAM。
脉冲宽度调制的应用
适用于电信、光亮度控制、风扇转速控制等。
留下一个回复