Всем привет, мы снова встретились, я ваш друг Цюаньчжаньцзюнь.

Что такое ШИМ

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), англ. «Pulse Width Modulation”аббревиатура,аббревиатураширотно-импульсная модуляция,Это очень эффективная технология, которая использует цифровой выход микропроцессора для управления аналоговыми цепями.,Он широко используется во многих областях: от измерения и связи до управления и преобразования мощности. ​

частота ШИМ：

Это означает, сколько раз сигнал переходит с высокого уровня на низкий уровень и обратно на высокий уровень в течение 1 секунды (один цикл);

Другими словами, сколько циклов ШИМ имеет в одну секунду? единица: Hz Выражение: 50Hz 100Hz

ШИМ-цикл:

T=1/f Период=1/частота 50Hz = 20ms цикл

Если частота 50 Гц , то есть цикл составляет 20 мс Тогда оно будет там через одну секунду 50 циклов ШИМ

рабочий цикл： Это отношение времени высокого уровня ко всему времени цикла в импульсном цикле. единица: % (0%-100%) Выражение:20%

цикл: Время импульсного сигнала Количество циклов испытаний в течение 1 секунды равно частоте Ширина импульса: давно пора

На картинке выше Отношение времени длительности импульса к общему времени цикла представляет собой рабочий цикл. Например, время цикла составляет 10 мс, а длительность импульса — 8 мс. Тогда время низкого уровня составляет 2 мс. Общий рабочий цикл 8/(8+2)= 80%

Это импульсный сигнал с коэффициентом заполнения 80 %.

имы знаемPWMто естьширотно-импульсная модуляция Регулируя рабочий цикл, можно регулировать ширину импульса (время ширины импульса). И частота Это количество импульсных сигналов в единицу времени, чем больше частота

при 20 Гц Рабочий цикл составляет 80% Пример То есть в течение 1 секунды выдается 20 импульсных сигналов. далеко каждый раз пора составляет 40 мс

Перейдем к более подробному изображению

На картинке выше,Период Т T1длядавно пора T2 это время низкого уровня

Предположим,что период T равен 1s Тогда частота 1Hz Такдавно пора0.5s, время низкого уровня 0,5 с Общий рабочий цикл это 0.5 /1 =50%

Принцип ШИМ

Возьмем микроконтроллер в качестве примера.,мы знаем,МикроконтроллерIOВыход изо ртацифровой сигнал,Порт ввода-вывода может выводить только высокий и низкий уровень.

Предположим, что высокий уровень равен 5 В. Низкий уровень — 0 В. Такмы хотимВывод различных аналоговых напряжений,Вам нужно использовать ШИМ,изменивIOвыход изо ртапрямоугольная волна рабочего циклаотипривыкнутьцифровой Аналоговый сигнал напряжения, моделируемый сигналом

Мы знаем, что напряжение фиксируется на моделируемой нагрузке (например, светодиодных фонарях, двигателях постоянного тока и т. д.) в повторяющейся последовательности импульсов с подключением 1 или отключением 0. Подключение — это выход источника питания постоянного тока, а отключение — это источник питания постоянного тока. разъединение. Контролируя время подключения и отключения, теоретически можно выводить любое аналоговое напряжение, не превышающее максимальное значение напряжения (то есть любого размера от 0 до 5 В).

Например Рабочий цикл составляет 50% Это давно половина времени, половина времени низкого уровня, на определенной частоте вы можете получить смоделированное выходное напряжение 2,5 В. Итак, рабочий цикл 75% Результирующее напряжение составляет 3,75 В.

Эффект регулировки ШИМ происходит за счет контроля ширины «периода занятости». По мере того, как «период занятости» становится шире, выходная энергия также увеличивается. и «период занятости» сузится, среднее значение напряжения сигнала выходного напряжения уменьшится, а также уменьшится среднее значение напряжения, полученное через схему преобразования сопротивления-емкости.

То есть,на определенной частоте,через разныерабочий цикл Вы можете получить различные выходные аналоговые напряжения

ШИМ реализует цифро-аналоговое преобразование по этому принципу. Подведите итог: ШИМ заключается в изменении рабочего цикла на соответствующей частоте сигнала. циклический способ изменения действующего напряжения выхода

Чем больше частота ШИМ, тем быстрее отклик.

Дыхательный светильник с выходом ШИМ

Итак, какова реальная роль сигнала ШИМ? Используем дыхательную лампу, которую часто используем Пример：

Глаза обычного человека не испытывают ощущения мерцания при частоте обновления выше 80 Гц.

Если частота слишком низкая, будет казаться, что он мерцает.

Поэтому, когда частота светодиодного освещения, которое мы обычно видим, превышает 50 Гц, человеческий глаз будет иметь эффект визуального постоянства, и практически не будет видно мерцания, а будет виден постоянно яркий светодиодный свет.

ты через 1 секунду,Высокий уровень в течение 0,5 секунды,Низкий уровень в течение 0,5 секунды,(Частота 1 Гц)так неоднократно,Тогда свет, который вы видите, вспыхнет,

Но если это в пределах 10 миллисекунд,Открыть через 5 миллисекунд,5 мс выкл.,(Частота 100 Гц) В это время скорость освещения света не может соответствовать скорости переключения (светодиодный свет снова гаснет, прежде чем он полностью загорится) из-за сохранения зрительного эффекта. Человеческий глаз не чувствует, что свет мерцает, а чувствует, что свет менее яркий. потому чтодлядавно пора(рабочий цикл) составляет 50% Яркость составляет всего 50% от предыдущего уровня. ,

При очень высокой частоте мерцания не видно, и чем больше рабочий цикл, тем ярче светодиод; На очень низких частотах можно увидеть мерцание, и чем больше рабочий цикл, тем ярче светодиод. Таким образом, при определенной частоте яркость светодиодного света может изменяться с разными рабочими циклами. Для достижения эффекта дышащего света

ШИМ-управление скоростью двигателя

рабочий цикл может регулировать скорость двигателя. Мы знаем, что рабочий. цикл - это отношение высокого уровня к циклу. Чем больше соотношение высокого уровня, рабочий. Чем больше цикл, тем двигатель постоянного тока может вращаться, когда выходной контакт двигателя находится на высоком уровне. Когда выходной контакт находится на высоком уровне, двигатель будет вращаться, но постепенно ускоряется. Когда выходной контакт находится на высоком уровне, он внезапно переключается на низкий уровень, двигатель не останавливается, поскольку индуктивность предотвращает резкие изменения тока. , он будет поддерживать исходную скорость, и, таким образом, скорость двигателя представляет собой среднее значение выходного напряжения во время цикла, поэтому, по сути, наше регулирование скорости заключается в том, чтобы перевести двигатель в состояние, в котором он кажется остановленным, но не остановленным. , и кажется, что он вращается на полной скорости, но не на полной скорости. Состояние вращения, то средняя скорость в цикле - это наш рабочий. цикл отрегулировал скорость,

При управлении двигателем чем выше напряжение, тем выше скорость двигателя. Подавая различные аналоговые напряжения через ШИМ, двигатель может достигать разных выходных скоростей.

Конечно, при управлении двигателем разные двигатели имеют свои собственные адаптивные частоты. Если частота слишком низкая, движение будет нестабильным. Если частота находится в пределах слышимости человеческого уха, иногда будет слышен свистящий звук. Двигатель со слишком высокой частотой может не реагировать

Нормальная частота двигателя составляет 6-16 к Гц.

ШИМ-управление рулевым механизмом

Управление сервоприводом заключается в управлении различными углами поворота сервопривода с помощью фиксированной частоты и различных рабочих циклов.

Частота сервопривода обычно составляет 50 Гц, что соответствует временной развертке около 20 мс, а высокоуровневая часть импульса обычно находится в диапазоне 0,5–2,5 мс. Для управления различными углами поворота сервопривода Часть высокого уровня ШИМ 500–2500 мкс соответствует управлению 0–180 градусов сервопривода на 180 градусов.

Если взять в качестве примера сервопривод с углом поворота 180 градусов, соответствующее соотношение управления будет следующим: 0,5 мс————–0 градусов; 1,0 мс ————45 градусов; 1,5 мс ————90 градусов; 2,0 мс ————135 градусов; 2,5 мс ————180 градусов;

Издатель: Лидер стека программистов полного стека, укажите источник для перепечатки: https://javaforall.cn/148996.html Исходная ссылка: https://javaforall.cn