占空比信号与脉宽信号..共60页文档

信号中的占空比

信号中的占空比占空比是信号处理中的一个重要概念，用来描述信号中的高电平时间与总周期的比值。

在电子工程中，占空比经常被用来控制电路的工作状态，影响着电路的性能和稳定性。

我们来了解一下什么是占空比。

占空比是指信号中高电平的持续时间与总周期的比值。

以一个周期为例，如果高电平持续的时间占据了总周期的一半，那么占空比就是50%。

如果高电平持续的时间更长，占据了总周期的大部分，那么占空比就会更高。

占空比在很多电子设备中被广泛应用。

以LED灯为例，通过改变占空比可以控制灯的亮度。

当占空比较低时，灯会变暗；而当占空比较高时，灯会变亮。

这是因为占空比的改变会影响信号中高电平的时间，从而控制了LED灯的亮度。

除了控制亮度外，占空比还可以用来控制电机的转速。

当占空比较低时，电机的转速会减慢；而当占空比较高时，电机的转速会加快。

这是因为占空比的改变会影响信号中高电平的时间，从而控制了电机的工作状态。

占空比的改变还可以影响音频信号的音量。

以扬声器为例，当占空比较低时，音量会变小；而当占空比较高时，音量会变大。

这是因为占空比的改变会影响信号中高电平的时间，从而控制了声音的大小。

占空比在信号处理中起着重要的作用。

通过改变占空比，我们可以控制电路的工作状态，影响设备的性能和稳定性。

因此，在电子工程中，我们需要充分理解占空比的概念，并灵活运用到实际的工程中。

希望通过这篇文章的介绍，读者能够更加了解占空比及其在电子工程中的应用。

占空比的变化可以用来控制亮度、转速和音量等，为我们的生活带来了便利和舒适。

让我们一起探索占空比的奥秘，创造更多的电子工程应用吧！。

谈汽车上常用的占空比信号和脉宽信号

技术论坛Technical Talk68·October-CHINA 栏目编辑：姜曼 *****************朱军(本刊专家委员会委员)从事汽车维修工作30余年，现任北京理工大学车辆交通工程学院兼职教授、山东德州汽车摩托车学院名誉院长、北京市汽车维修职业学校名誉校长。

王锦俞(本刊专家委员会委员)40年汽车教师生涯，与汽车构造、维修保养技能、技术始终相联。

现任上海宇龙软件公司技术顾问，从事汽车维修仿真教学软件的开发。

兼任江西汽车维修技师、工程师俱乐部主任。

占空比信号和脉宽信号都是数字信号，数字信号实际上是从传感器传出或从控制器(ECU)发出的脉冲电压信号。

一、数字信号1.定义和波形数字信号的信号幅度参数取值是离散突变的，幅值通常表现为高电平和低电平两个信号；模拟信号的信号幅度参数在给定范围内表现为连续的信号。

这些定义解释起来较为抽象，但若用波形表示则形象又简单。

由图1、图2可见，数字信号的波形是方波，而模拟信号波形不是方波。

这些波形用示波器及有波形转换功能的故障诊断仪能方便地显示出来。

由于数字信号的优点远多于模拟信号，所以目前在汽车控制系统信号中大多都采用了数字信号，本文将重点阐述在汽车上数字信号的运用和检测上的原理。

谈汽车上常用的占空比信号和脉宽信号文/上海王锦俞北京朱军2.数字信号的用途数字信号的主要用途有：①用在串行数据通信中(如CAN-BUS)；②作为来自传感器的采样信号送至控制器；③作为来自控制器的信号触发功率三极管驱动执行器。

3.数字信号波形中的常用术语(1)脉宽(W)：脉冲宽度的简称，脉冲宽度就是高电平持续的时间，图3波形的脉宽是2ms。

(2)占空比(P)：高电平脉宽与信号周期的比值叫做占空比，图3波形的占空比为25%。

(3)空占比：低电平脉宽与信号周期的比值叫做空占比，图3波形的空占比为75%。

(4)幅值：高电平与低电平之差叫做幅值，图3波形的幅值是12V。

pwm实验报告

pwm实验报告PWM实验报告一、引言脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常用的电子技术，用于控制电子设备中的电压和电流。

通过改变信号的脉冲宽度，PWM可以调节电子设备的输出功率，从而实现对电机、灯光等设备的精确控制。

本实验旨在通过搭建PWM电路并进行实际测试，探究PWM技术的原理和应用。

二、实验原理PWM技术通过改变信号的占空比来控制输出信号的电压或电流。

占空比是指脉冲信号中高电平的时间与一个周期的时间之比。

当占空比为0%时，输出信号为低电平；当占空比为100%时，输出信号为高电平；当占空比在0%和100%之间时，输出信号为一个周期内高电平和低电平的交替。

通过调整占空比，可以实现对输出信号的精确控制。

三、实验材料和方法1. 材料：- Arduino开发板- 电阻、电容等基本电子元件- 电机或LED等输出设备- 连接线等实验器材2. 方法：1) 搭建PWM电路：根据实验要求，按照电路图连接电子元件和Arduino开发板。

2) 编写程序：使用Arduino开发环境，编写程序控制PWM输出信号的占空比。

3) 实验测试：将输出设备连接到PWM输出引脚，通过改变占空比，观察输出设备的变化。

四、实验结果和分析在实验中，我们搭建了一个基本的PWM电路，并使用Arduino开发环境编写程序来控制PWM输出信号的占空比。

通过改变占空比，我们观察到输出设备的亮度或转速发生了变化。

在实验过程中，我们发现当占空比较小时，输出设备的亮度或转速较低；而当占空比较大时，输出设备的亮度或转速较高。

这是因为占空比的变化直接影响了输出信号的电压或电流大小，从而改变了输出设备的工作状态。

PWM技术在实际应用中具有广泛的用途。

例如，它可以用于电机控制，通过调整占空比来控制电机的转速和方向；它还可以用于灯光控制，通过调整占空比来调节灯光的亮度；此外，PWM技术还可以应用于电源管理、音频处理等领域。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了PWM技术的原理和应用。

占空比

电子技术课程设计报告班级：姓名：学号：一．题目占空比可调脉冲信号发生电路二．设计要求1.脉冲信号的频率连续可调；2.脉冲信号的占空比步进连续变化（分100步）；3.脉冲信号为单极性脉冲。

三.原理框图四.（1）画出设计的电路（2）分析各部分的工作原理及信号的波形1.三角波发生电路：原理：滞回比较器：有滞回特性，具有抗干扰能。

从反相输入端输入的滞回比较器电路，如图（a）所示，电路中引入了正反馈。

滞回比较器的原理：从集成运放输出端的限幅电路可以看出，uo=±U Z。

集成运放反相输入端电位u N=u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。

u I>+U T，uo=-U Z。

当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。

u I<-U T，uo=+U Z。

可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的.如上图（a）所示，则同相输入端的电位令u I=u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出滞回比较器的输出电压Uo1=+ - 6V,它的输入的积分电路的输出电压Uo2,所以U1的同相输入端的电位:令Up1=UN1=0,则阈值电压：积分电路：设初态UO1:-Uz —>Uz ,得：且三角波振荡周期为：所以，振荡频率为(以上的C都是C1)将方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波电压。

在整个电路中，将方波发生电路中的RC充、放电回路用积分运算电路来取代，滞回比较器和积分电路的输出互为另一个电路的输入，滞回比较器输出为方波，经积分运算电路后变换为三角波.调节电路中R2、R3的阻值和C的容量，可以改变振荡频率。

而调节和R2的阻值，可以改变三角波的幅值。

三角波发生电路输出波形如下图所示：2.三角波处理电路：原理：右边的三角波处理电路用以提供反相输入端的电压与R6出来的输入进行叠加，达到抬高电平的效果。

占空比设置 -回复

占空比设置-回复占空比设置是指在电气工程中，控制直流或交流电源输出信号的电压波形的一种技术。

通过调节信号的占空比，可以实现不同的功率输出和电路运行状态。

本文将从占空比的概念、作用及常见应用，以及具体设置方法等方面展开，为读者深入了解和使用占空比提供详细指导。

第一部分：占空比的概念和作用在电气工程中，占空比指的是周期性信号中高电平持续时间占整个周期的百分比。

具体来说，对于周期性的电压信号而言，高电平持续时间与一个周期的时间长度的比值即为占空比。

占空比表示了信号的高电平与低电平时间之间的相对时间比例。

占空比在电气工程中起着极为重要的作用。

首先，占空比可以用来控制电路中的功率输出。

当占空比较小时，高电平的持续时间较短，低电平的持续时间较长，相应地，电路中的平均功率输出也较低；而当占空比较大时，高电平的持续时间较长，低电平的持续时间较短，电路中的平均功率输出也相应增加。

其次，占空比还可以精确控制电路的工作状态。

通过调节占空比，可以控制电路的开关状态，从而实现不同的电路功能。

第二部分：占空比的常见应用占空比广泛应用于各个领域的电气工程中。

其中最为典型的应用是PWM（脉宽调制）技术，尤其是在交流电机驱动和数字调光等方面的应用。

在交流电机驱动方面，PWM技术通过调节占空比来控制电机的转速和扭矩。

通过改变波形的高电平和低电平时间，可以改变电机接收到的平均电压大小，从而实现对电机的精准控制。

此外，基于PWM技术的交流电机驱动还具有能耗低、效率高的特点，因此得到了广泛的应用。

在数字调光方面，PWM技术同样发挥着重要作用。

通过调节占空比，可以控制LED灯的亮度。

通过改变高电平和低电平的时间比例，可以实现对LED灯的精确调光。

与传统的模拟调光方式相比，PWM调光方式不会引起可见的闪烁，亮度调节更加精细。

第三部分：占空比设置方法占空比的设置方法取决于具体的应用场景和所使用的设备。

以下将介绍两种常见的设置占空比的方法。

1. 使用微控制器或FPGA等可编程设备：在数字电路中，可以通过编程来实现对占空比的精确控制。

用SIMULINK实现脉宽_脉频调制中的占空比控制

用SIMU L INK实现脉宽/脉频调制中的占空比控制顾临怡1,胡志刚1,刘莹冰2Approach of Plus W idth/Plus Frequency M odulate in SIM U LINKG u Lin2yi1,Hu Zhi2gang1,Liu Y ing2bing2(11浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州　310027;21杭州市长征中学,浙江杭州　310012)摘　要:提出一种在利用Matlab仿真软件中的Simulink模块进行仿真时,通过一个可控频率的三角波发生器与反馈量的比较,实现脉宽或脉频调制中的占空比控制的方法,并进行了相应的理论分析与仿真研究。

结果表明,该方法大幅度简化了脉宽或脉频调制波发生器的结构,提高了仿真的效率。

关键词:仿真;脉宽调制;脉频调制中图分类号:TH271+132　文献标识码:B　文章编号:100024858(2003)09200012031　前言随着高速开关控制技术在控制领域应用的不断拓广,各类基于脉宽或脉频调制的控制系统在工程领域也得到了越来越广泛的应用。

尤其在液压领域,随着本世纪初开关液压源理论的提出[1],在继20世纪90年代出现高速开关阀之后,掀起了新一轮基于脉宽或脉频调制的占空比控制的研究高潮。

然而,由于仿真软件所采用的算法(欧拉法、龙格-库塔法、Adams法等)大多把仿真时间作为一个基准量,对其他的物理量进行数学处理,因而很难产生一个占空比可控的脉宽调制(PW M)信号,要产生一个脉频调制(PFM)信号就更加困难了。

以Matlab仿真软件中的Simulink模块为例,当利用反馈量与给定量的比较产生一个占空比给定值后,需要将仿真步长设为定值,并用Matlab程序先编写一个复杂的.M文件产生脉宽或脉频调制信号,在Simulink中再调用该文件,程序结构复杂,仿真效率较低。

为此,本文提出一种通过可控频率的三角波发生器与反馈量比较产生占空比可控的脉宽或脉频调制波的方法,无需将仿真步长设为定值和编写复杂的.M文件,简化了程序结构,并提高了仿真效率。

pwm控制led亮度的原理和方法

pwm控制led亮度的原理和方法以PWM控制LED亮度的原理和方法引言：在电子设备中，LED广泛应用于各种场景，如显示屏、照明等。

而控制LED的亮度是一项重要的任务。

本文将介绍使用PWM（脉宽调制）控制LED亮度的原理和方法。

一、PWM控制LED亮度的原理PWM是一种通过改变信号的占空比来控制电路输出的方法。

在LED控制中，通过改变LED的驱动电流来控制亮度。

而PWM控制LED亮度的原理就是通过改变PWM信号的占空比来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。

PWM信号是一种周期性的方波信号，其周期T可以根据需要调节。

占空比D定义为PWM信号高电平的占比，即高电平时间TH与周期T的比值。

通过改变占空比D，可以改变PWM信号的高电平时间，进而改变驱动电流的平均值。

驱动电流的平均值与LED的亮度成正比。

当PWM信号的占空比D 较小时，驱动电流的平均值较小，LED的亮度较暗；当PWM信号的占空比D较大时，驱动电流的平均值较大，LED的亮度较亮。

二、PWM控制LED亮度的方法PWM控制LED亮度的方法主要有以下几种：1. 使用PWM芯片控制：在一些需要频繁调节LED亮度的场景中，可以使用专门的PWM芯片来控制。

这种方法需要外接PWM芯片，通过设置相关寄存器来控制PWM信号的占空比。

通过改变占空比，来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。

2. 使用单片机控制：在一些需要程序化控制的场景中，可以使用单片机来控制PWM信号。

单片机具有较强的计算和控制能力，可以根据需要编写程序来控制PWM信号的占空比。

通过改变占空比，来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。

3. 使用专用LED驱动芯片控制：在一些大规模LED灯光控制系统中，常常使用专用的LED驱动芯片来控制。

这些驱动芯片内部集成了PWM控制电路，可以直接通过设置相关寄存器来控制PWM信号的占空比。

通过改变占空比，来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。

PWM占空比

PWM 占空比定义：先了解什么叫PWM ，PWM 就是Pulse-Width Modulation ( 脉冲宽度调制)，这里面的脉冲宽度即在一个周期内输出高电平的时间，假如说周期T=64US ，脉冲宽度D=32us, 则占空比=D/T=32/64=50% ，脉冲宽度调整就是占空比的调整应用：1.用于低频传输,如产生一个频率为125khz 的占空比为50% 的载波, 传输无线数据。

2.用于电源逆变,即由直流电变交流电。

什么是PWM随着电子技术的发展，出现了多种PWM 技术，其中包括：相电压控制PWM 、脉宽PWM 法、随机PWM 、SPWM 法、线电压控制PWM 等，PWM 码是一种脉宽调制码，它的组成为9MS 高电平和4MS 低电平引导脉冲，16 位系统识别码，8 位数据正码和8 位数据反码。

脉宽调制(PWM) 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非常有效的技术，广泛应用在从测信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。

量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

模拟电路模拟9V 电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V ，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。

与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。

模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V, 5V} 这一集合中取值。

模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。

在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。

拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。

与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。

尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。

其中就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。

能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备) 和昂贵。

占空比

脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。

它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非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。

一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。

脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。

通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。

电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。

通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。

只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。

多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz 之间。

许多微控制器内部都包含有PWM控制器。

例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。

占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。

执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：* 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期* 在PWM控制寄存器中设置接通时间* 设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚* 启动定时器* 使能PWM控制器PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。

让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。

噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。

对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。

pwm风扇控制的基本原理

pwm风扇控制的基本原理PWM风扇控制的基本原理1. 什么是PWM风扇控制？PWM（脉宽调制）风扇控制是一种通过改变电源脉冲宽度的方式，来控制风扇转速的技术。

通过调节脉冲信号的占空比，可以实现风扇转速的调节。

2. PWM风扇工作原理脉冲信号PWM风扇控制使用的是一种特殊的脉冲信号，通常称为PWM信号。

这种信号由高电平和低电平两个状态组成，高电平表示风扇运行，低电平表示风扇停止。

脉冲宽度和占空比在PWM信号中，脉冲的宽度是非常关键的。

脉冲宽度指的是高电平的时间长度，通常由一个周期内的高电平时间和总周期来表示。

占空比则是脉冲宽度与总周期之间的比例。

控制算法PWM风扇控制中的控制算法目的是根据需要的转速调节，来控制占空比的大小。

常见的算法有PID控制算法和择时调整算法。

3. PWM风扇控制的优势节能和降温通过改变占空比，PWM风扇控制可以根据实际需求调节风扇的转速，从而达到节能和降温的效果。

在低负载情况下，可以降低转速以节省能源；在高负载情况下，可以提高转速以增加散热效果。

静音性能PWM风扇控制可以根据负载情况调节转速，从而实现静音运行。

在轻负载和低温环境下，可以降低风扇转速以减少噪音。

精准控制PWM风扇控制通过改变占空比来调节风扇转速，可以实现精准的控制。

通过合理的控制算法，可以根据实际需求进行转速调节，满足不同场景的要求。

4. 结语通过使用PWM脉宽调制技术，我们可以实现针对风扇转速的精准控制。

这种控制方式不仅节能降温，还能减少噪音，使风扇在不同负载和环境下运行更加智能化。

随着技术的不断发展，PWM风扇控制将在各个领域得到更广泛的应用。

5. PWM风扇控制的实现步骤选购合适的PWM风扇首先，我们需要选择适合的PWM风扇。

一些风扇可能并不支持PWM控制，因此在购买时需要留意产品规格，确保选择的风扇是支持PWM控制的。

连接电源和主控制器将风扇的电源线连接到电源上，然后将PWM信号线与主控制器（如单片机或PWM控制器）相连接。

多种计算脉冲与占空比的方法

有时会遇到需要测量非周期性脉冲的情形，如测量常见于电容放电式点火电路中的脉冲。

本应用笔记介绍了基于8位PIC ®器件的六种测量周期性和非周期性波形脉冲的不同策略，以及六种计算周期性波形占空比的方法。

根据所选单片机与所用外设的不同，设计所需的方案可能比预期的要复杂，这也是本文档介绍多种方案的原因。

有些方案需要使用2011年推出的可配置逻辑单元（Configurable Logic Cell ，CLC ）和数控振荡器（Numerically Controlled Oscillator ，NCO ）。

这些方案能提供软件开销最低的硬件解决方案，而简单的电平变化中断（Interrupt-On-Change ，IOC ）外设会需要较多的软件开销用于计算。

本应用笔记介绍的所有方案均包含相关的软件程序。

由于PIC MCU 的时钟速度、软件优化以及常规环境设置等多方面原因，各种方案的最终结果可能会与文档给出的结果有所不同。

执行摘要理想的实现方案应该完全在硬件中执行，并且外部波形与PIC MCU 系统时钟同步。

值得庆幸的是，通过 Timer1门控和CLC 以及NCO 可实现纯硬件解决方案。

由于大多数情况下，要测量的脉冲或占空比是由其他源所产生的外部波形，因此测量的分辨率将始终为至少一个时钟周期。

其他方案都需要软件干预，以补偿边沿之间的定时器计满返回或寄存器设置操作，不过这会影响精度以及测量波形的最小/最大时间约束。

这些方案的软件程序应该采用汇编语言编写，以实现最佳精度。

通常采用软件方案便足以满足应用所需的精度。

由于占空比为脉冲与其周期的比值，因此有关占空比的介绍大都会提到脉冲测量。

有些方案可调整其程序，以选择在下降沿变为上升沿或在上升沿变为下降沿时触发，但CLC/NCO 和Timer1门控方案的设置与其对应的脉冲测量方案完全不同。

详解PWM原理、频率与占空比

什么是PWM脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，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非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

pwm的频率：是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期)；也就是说一秒钟PWM有多少个周期单位：Hz表示方式： 50Hz 100Hzpwm的周期：T=1/f周期=1/频率50Hz = 20ms一个周期如果频率为50Hz ，也就是说一个周期是20ms 那么一秒钟就有 50次PWM周期占空比：是一个脉冲周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例单位：%(0%-100%)表示方式：20%周期：一个脉冲信号的时间1s内测周期次数等于频率脉宽时间：高电平时间上图中脉宽时间占总周期时间的比例，就是占空比。

比方说周期的时间是10ms，脉宽时间是8ms 那么低电平时间就是2ms 总的占空比 8/8+2= 80%。

这就是占空比为80%的脉冲信号。

而我们知道PWM就是脉冲宽度调制通过调节占空比，就可以调节脉冲宽度(脉宽时间) 而频率就是单位时间内脉冲信号的次数，频率越大。

以20Hz 占空比为80% 举例就是1秒钟之内输出了20次脉冲信号每次的高电平时间为40ms我们换更详细点的图上图中，周期为TT1为高电平时间T2 为低电平时间假设周期T为 1s 那么频率就是 1Hz 那么高电平时间0.5s ，低电平时间0.5s 总的占空比就是 0.5 /1 =50%PWM原理以单片机为例，我们知道，单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电平和低电平。

假设高电平为5V 低电平则为0V 那么我们要输出不同的模拟电压，就要用到PWM，通过改变IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号模拟成的模拟电压信号。

我们知道，电压是以一种连接1或断开0的重复脉冲序列被夹到模拟负载上去的（例如LED灯，直流电机等），连接即是直流供电输出，断开即是直流供电断开。

pwm脉宽调速原理

pwm脉宽调速原理
脉宽调制（PWM）是一种常用的电机调速技术，它通过改变脉冲信号的宽度来控制电机的速度。

其基本原理如下：
1. PWM 信号的产生：PWM 信号是一个矩形波，其宽度可以通过调整占空比来改变。

占空比是指脉冲信号的高电平时间与周期的比值。

例如，一个 PWM 信号的周期为 10 毫秒，高电平时间为 5 毫秒，则占空比为 0.5。

2. 电机的速度控制：PWM 信号可以用来控制电机的速度。

当 PWM 信号的占空比增大时，电机的平均电压也会增加，从而导致电机的转速增加。

反之，当占空比减小时，电机的平均电压降低，从而导致电机的转速降低。

3. PWM 调速的实现：为了实现 PWM 调速，需要使用一个 PWM 控制器。

PWM 控制器可以接收一个速度设定信号，并根据该信号产生相应的 PWM 信号。

PWM 信号经过驱动电路放大后，驱动电机转动。

4. 速度反馈控制：为了提高 PWM 调速的精度和稳定性，通常会使用速度反馈控制。

速度反馈控制可以通过测量电机的转速，并将其反馈给 PWM 控制器，从而实现对电机速度的精确控制。

总之，PWM 脉宽调速原理是通过改变 PWM 信号的占空比来控制电机的速度。

PWM 控制器接收速度设定信号，并根据该信号产生相应的 PWM 信号，驱动电机转动。

为了提高调速的精度和稳定性，通常会使用速度反馈控制。

pwm频率与占空比的计算公式

pwm频率与占空比的计算公式
PWM（脉冲宽度调制）频率与占空比是电子工程中常见的概念，用于控制电路的输出信号。

PWM信号可以用于直流电机控制、LED亮度调节、电源电压稳定等领域。

下面是PWM频率和占空比的计算公式： 1. PWM频率公式
PWM频率是指PWM信号每秒中的脉冲次数，单位为赫兹（Hz）。

通常情况下，PWM频率的选择要考虑到被控制器件的响应速度和PWM 信号的波形质量。

PWM频率的计算公式如下：
PWM频率 = 1 / (2 * 单位时间)
其中，单位时间是指PWM信号中一个完整的脉冲周期的时间。

例如，当单位时间为10ms时，PWM频率为：
PWM频率 = 1 / (2 * 10ms) = 50Hz
2. PWM占空比公式
PWM占空比是指PWM信号中高电平占整个脉冲周期的比例，通常用百分数表示。

PWM占空比的计算公式如下：
PWM占空比 = (高电平时间 / 单位时间) * 100%
例如，当PWM信号的高电平时间为2ms，单位时间为10ms时，PWM占空比为：
PWM占空比 = (2ms / 10ms) * 100% = 20%
通过以上公式，我们可以计算出所需的PWM频率和占空比，以便更好地控制被控制器件的输出信号。

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频率脉宽占空比关系

频率脉宽占空比关系频率、脉宽和占空比是电子工程中常用的概念。

它们之间存在着密切的关系，对于电路设计和信号处理至关重要。

本文将从人类的视角出发，以简洁明了的语言，介绍频率、脉宽和占空比之间的关系。

一、频率频率是一个物理量，用来描述事件或现象在单位时间内重复发生的次数。

在电子工程中，频率通常用赫兹（Hz）来表示，1Hz表示每秒发生一次。

频率越高，事件或现象的重复速度越快，反之亦然。

二、脉宽脉宽是指脉冲信号中一个脉冲的持续时间。

脉冲信号是一种具有快速上升和下降时间的信号，通常用于数字电路中的数据传输。

脉宽可以用时间单位（如秒）来表示，也可以用占空比来描述。

三、占空比占空比是指脉冲信号中高电平（或低电平）所占的时间比例。

在一个周期内，高电平（或低电平）的持续时间与一个周期的时间之比即为占空比。

占空比通常用百分比表示，取值范围从0%到100%。

频率、脉宽和占空比之间的关系可以通过以下公式表示：频率 = 1 / 周期周期 = 脉宽 + 间隔时间占空比 = (脉宽 / 周期) * 100%从以上公式可以看出，频率、脉宽和占空比三者之间存在着紧密的联系。

频率和周期是相互关联的，周期是频率的倒数，频率越高，周期越短。

脉宽和间隔时间组成了一个完整的周期，脉宽越长，间隔时间越短。

占空比则是脉宽和周期之间的比例关系，决定了高电平（或低电平）的持续时间。

在电子工程中，频率、脉宽和占空比的选择对于电路性能和信号处理至关重要。

例如，在数字电路中，选择合适的频率和脉宽可以保证数据传输的准确性和稳定性。

在PWM（脉宽调制）技术中，通过改变占空比可以调节输出信号的平均功率，从而实现对电机速度和亮度的控制。

总结起来，频率、脉宽和占空比是电子工程中常用的概念，它们之间存在着密切的关系。

频率描述了事件或现象在单位时间内重复发生的次数，脉宽指的是脉冲信号中一个脉冲的持续时间，占空比则是脉冲信号中高电平（或低电平）所占的时间比例。

正确理解和应用频率、脉宽和占空比的关系，对于电路设计和信号处理具有重要意义。

关于脉冲功率放大器脉宽和占空比的测量

关于脉冲功率放大器脉宽和占空比的测量吴小帅【摘要】针对脉冲功率放大器对脉宽和占空比的测量需求,文中提出一种新的关于脉冲脉宽和占空比的测量方法.利用单片机C8051F121数字外设PCA采集和记录脉冲上升沿和下降沿到来的时间,经过计算获得当前脉冲的脉宽和占空比.试验数据说明该方法能够测量的最小脉冲周期为1μs,最小脉宽为400 ns.利用该方法进行测量误差小、成本低、结果可靠,且方便灵活,易于实现.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)005【总页数】3页(P78-80)【关键词】脉冲;占空比;正脉宽;PCA;单片机;C8051F121【作者】吴小帅【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TP274+2随着技术的发展，传统意义上单一的功率放大器已不能满足工程的需求，功能复杂的功率放大器需求量逐年上升。

功能复杂的功率放大器主要是在单一功率放大器的基础上增加了测量、控制以及和上位机的通信功能。

对于复杂的脉冲功率放大器常常需要对调制脉冲的正脉宽和占空比进行测量，以判断功率放大器是否工作正常。

对于正脉宽和占空比的测量，如果采用硬件电路实现则会占用比较大的PCB板面积，而且测量误差较大，而采用单片机实现则会更加便捷。

通常利用单片机的定时器功能测量正脉宽和占空比，而复杂脉冲功率放大器定时器除测量正脉宽和占空比外，还被用于产生串口通讯波特率、数据的定时采集等。

本文提出了利用单片机C8051F121的可编程计数器阵列(PCA)对调制脉冲的脉宽和占空比进行测量。

1 可编程计数器阵列(PCA)可编程计数器阵列(PCA)提供增强的定时器功能，与标准8051计数器/定时器相比，它需要较少的CPU干预。

PCA包含一个专用的16位计数器/定时器和6个16位捕捉/比较模块。

每个捕捉/比较模块有自己的I/O线(CEXn)，当被允许时，I/O线通过交叉开关连到端口I/O。

PWM的基本原理及其应用实例

PWM的基本原理及其应用实例1. PWM的基本原理脉宽调制（PWM），是一种电脉冲宽度变化的模拟调制技术。

它通过改变电信号脉冲的宽度，来传递模拟信号。

PWM的基本原理可以总结如下：•脉冲宽度调制： PWM信号的基本特点是强度恒定，即信号的幅度不变，只是脉冲的宽度发生变化。

•周期和频率： PWM信号由一个周期组成，周期是两次信号脉冲的时间间隔。

频率是每秒钟的周期数，常用单位为赫兹（Hz）。

•占空比： PWM信号的占空比是指高电平占一个周期时间的比例。

通常用百分比来表示。

•模拟信号传输： PWM信号通过改变脉冲的宽度来传输模拟信号。

脉冲宽度越宽，表示模拟信号的幅度越大；脉冲宽度越窄，表示模拟信号的幅度越小。

脉宽调制的过程中，通常使用一个可调节占空比的计时器来实现。

通过改变计时器的计数值，可以改变脉冲的周期和宽度，从而实现对PWM信号的调节。

2. PWM的应用实例PWM技术在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的应用实例：2.1 电机控制PWM技术在电机控制中起到关键作用。

通过调整PWM信号的占空比，可以控制电机的转速和转向。

具体应用如下：•电机驱动： PWM信号用于驱动直流电机、步进电机和无刷直流电机等。

通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机的速度。

•电机方向：通过将两个PWM信号交替使用，可以控制电机的正反转。

2.2 照明控制PWM技术在照明控制中也有着广泛的应用。

通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现灯光的亮度和颜色调节。

具体应用如下：•LED调光： PWM信号用于调节LED灯的亮度。

通过改变PWM信号的占空比，可以调整LED灯的亮度。

•RGB灯控制： PWM信号用于控制RGB灯的颜色。

通过改变不同PWM信号的占空比，可以实现对各个颜色通道的控制。

2.3 电源变换器PWM技术在电源变换器中也有着重要的应用。

通过调整PWM信号的占空比和频率，可以实现电源的高效变换和稳定输出。

具体应用如下：•DC-DC变换器： PWM信号用于控制DC-DC变换器的输出电压。