脈寬調(diào)制（PWM，Pulse Width Modulation）是一種通過調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的寬度來控制電力傳輸和信號(hào)的技術(shù)。PWM 技術(shù)廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、亮度調(diào)節(jié)、音頻信號(hào)生成等領(lǐng)域。下面將詳細(xì)介紹 PWM 的原理、頻率和占空比。

1. PWM 原理

PWM 的基本原理是通過改變脈沖信號(hào)的寬度（即高電平持續(xù)的時(shí)間）來控制輸出信號(hào)的有效功率。一個(gè)完整的 PWM 信號(hào)可以看作是一個(gè)周期性波形，每個(gè)周期內(nèi)有一個(gè)高電平和一個(gè)低電平部分。

• 周期（T）： PWM 信號(hào)的一個(gè)完整周期，包括高電平和低電平的總時(shí)間。
• 高電平時(shí)間（ton）： 在一個(gè)周期內(nèi)，高電平持續(xù)的時(shí)間。
• 低電平時(shí)間（toff）： 在一個(gè)周期內(nèi)，低電平持續(xù)的時(shí)間。

2. 頻率與占空比

頻率（Frequency）

PWM 信號(hào)的頻率是指每秒鐘產(chǎn)生的完整周期數(shù)，通常用赫茲（Hz）表示。頻率可以用以下公式計(jì)算：

頻率<br>=1<br>頻率(f)=T1

其中，?T 是 PWM 信號(hào)的周期，以秒為單位。

• 高頻PWM：適用于快速響應(yīng)的應(yīng)用，如伺服電機(jī)控制。
• 低頻PWM：常用于燈光調(diào)節(jié)等需要較慢響應(yīng)速度的應(yīng)用。

占空比（Duty Cycle）

占空比是指在一個(gè)周期內(nèi)，高電平所占的時(shí)間比例，通常以百分比表示。占空比可以用以下公式計(jì)算：

占空比(%)=×100%占空比(%)=(Tton)×100%

• 占空比為0%：表示始終處于低電平。
• 占空比為100%：表示始終處于高電平。
• 占空比在0%到100%之間：通過改變占空比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載功率的控制。

3. PWM 控制應(yīng)用

• 電機(jī)控制：通過調(diào)節(jié)占空比，可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩。例如，在直流電機(jī)中，增大占空比將增加電機(jī)的平均電壓，從而提高轉(zhuǎn)速。

• LED 亮度調(diào)節(jié)：通過改變占空比，可以調(diào)節(jié) LED 的亮度，較高的占空比意味著更亮的光線。

• 音頻信號(hào)生成：通過 PWM，可以生成模擬音頻信號(hào)，尤其是在數(shù)字設(shè)備中，使用 PWM 技術(shù)可以有效地模擬音頻波形。

4. 總結(jié)

PWM 是一種高效的信號(hào)調(diào)制技術(shù)，其在于通過調(diào)整信號(hào)的占空比來控制功率。頻率和占空比是 PWM 的兩個(gè)重要參數(shù)，它們決定了信號(hào)的特性和應(yīng)用效果。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)負(fù)載特性選擇合適的 PWM 頻率和占空比非常關(guān)鍵，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。