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在此实验中，咱们将盘问脉宽调制过甚在各式行使中的使用情况。脉宽调制(PWM)是一种将模拟信号编码为单个数字位的次第。PWM信号由界说其行动的两个主要重量构成：占空比和频率。它通过将音讯编码成脉冲信号来传输信息，可用于电机等电子成立的功率终局，也可用作光伏太阳能电板充电器的主要算法。
占空比描述了信号处于高电平（开启）情状的时分占完成一个周期总时分的百分比（图 1）。
图2为占空比为0%、25%和100%的脉冲序列。
频率决定PWM完成一个周期的速率，从而决定上下情状之间切换的速率。
通过以满盈快的速率和一定的占空比改造数字信号开/关情状，当向反应速率比PWM频率慢得多的器件（如音频扬声器、电机和电磁阀推行器）供电时，输出将进展为恒定的电压模拟信号。
材料
•ADALM2000主动学习模块
•无焊历练板和跳线套件
•一个OP97运算放大器
•一个1 kΩ电阻
•一个10 kΩ电位计
脉宽调制——职责旨趣
PWM是一种从高频脉冲生成低频输出信号的本领。通过在上下直流轨电压之间快速切换逆变器桥臂的输出电压，其低频输出电压可视为一个开关周期内的平均电压。
除此以外，还有其他几种生成脉宽调制信号的次第，包括模拟本领、Σ-Δ调制和告成数字频率合成。
较浅薄的PWM信号生成次第是比拟两个终局信号：载波信号和调制信号。这称为基于载波的PWM。载波信号为高频（开关频率）三角波形。调制信号不错为任何时事。
使用这种次第，输出波形不错是任何所需波形的PWM暗意。关于机器而言，正弦波和梯形波最为常见。
请筹商图3所示的电路。
把柄PWM旨趣，运算放大器的负输入聘用载波信号，正输入聘用调制信号。因此，较高的调制信号会使输出在PWM周期内更万古分保执高电平。
硬件成立裸舞 合集
构建PWM的历练板电路（图4）。
尺度门径
第一个波形发生工具于生成载波信号，向电路提供4 V峰峰值幅度、2.5 V偏移、1 kHz三角波激发。第二个波形发生工具于生成3 V峰峰值幅度、2.5 V偏移、50 Hz正弦波的调制信号。
天天天国产视频在线观看为运算放大器提供+5 V电源电压。竖立示波器，使通说念1上清楚输入信号，通说念2上清楚输出信号。
图5为包含两个输入信号的两个信号发生器通说念，其中，橙色为载波信号，紫色为调制信号。
图6为示波器通说念2上的输出信号图。
要是调制信号的瞬时幅度在某个时分点大于载波信号，则输出将为高电平。要是调制信号低于载波信号，则输出将为低电平。
要是调制信号峰值小于载波信号的峰值，则输出将为调制信号的真确PWM暗意。
使用直流调制电压进行脉宽终局
配景常识
针对此项行使，咱们将在开关款式竖立中使用浅薄的运算放大器（更多笃定参见实验：运算放大工具作比拟器）来演示直流电压的脉宽调制。
请筹商图7所示的电路。
该电路可用作浅薄的比拟器，其中运算放大器的负输入聚拢到载波波形，而正输入行动阈值电压，用于确定何时在高压输出和低压输出之间退换。电位计行动输入基准电压的分压器，用于调治阈值电压以及转折调治输出信号的占空比。
硬件成立
构建使用直流调制电压进行脉宽终局的历练板电路（图8）。
尺度门径
将第一个波形发生工具作VIN源，向电路提供幅度为5 V峰峰值的1 kHz三角波激发。将第二个波形发生工具作具有5 V峰峰值幅度的恒定电压源。向运算放大器提供+5 V电源电压。竖立示波器，使通说念1上清楚输入信号，通说念2上清楚输出信号。
波形图如图9所示。
输出信号是输入电压的PWM暗意。请提防，通过改造电位计值，信号占空比会发生变化，而频率保执不变。
使用非稳态触发器生成固定50%占空比的PWM信号
配景常识
请筹商图10所示的电路。
该电路清楚使用单个运算放大器的非稳态触发器。筹商施密特触发器的功能旨趣时，该功能很容易意会（在实验：运算放大工具作比拟器中盘问的具有拖沓功能的比拟器电路）：施密特触发器的输入端与运算放大器的反相输入调换，它通过电阻电容辘集聚拢到电路的输出端。当电容电压（亦然施密特触发器的输入端）低于阈值下限时，输出电压就是电路的正电源电压。当今通过电阻R3对电容充电，直至达到施密特触发器的阈值上限。因此，不错将运算放大器的输出电压驱动到负电源电压。当今通过R3对电容放电，直到器件上的电压达到施密特触发器的阈值下限。运算放大器的输出电压会被驱动到正电源电压，悉数历程再次启动。
此电路的上风是无需使用ADALM2000来生成载波（但占空比固定为50%）。
硬件成立
构建使用非稳态触发器生成PWM信号的历练板电路（图11）。
尺度门径
向电路提供±5 V电源电压。竖立示波器，以使输出信号清楚在通说念1上。
图12为示波器通说念1上的输出信号图。
请提防，输出信号的占空比约为50%，而低/高电压值时时达到正/负电源电压值。
其他操作
在前一个示例中，咱们使用非稳态触发器生成了50%固定占空比的PWM信号。然而，咱们如何调治占空比呢？为此，咱们需要稍稍修改一下电路。
请看图13所示的电路。
图10所示的电阻R3被电位计取代，并插入两个二极管。当今电容的充电电流畅过D1，而放电电流畅过D2。把柄电位计VR1的调治情况，通过上部分支电路的充电电流电阻与通过下部分支电路的放电电流电阻不同。
硬件成立
构建历练板电路，该电路用于调治使用触发器生成PWM信号电路的占空比（图14）。
尺度门径
向电路提供±5 V电源电压。竖立示波器，使通说念1上清楚输出信号，通说念2上清楚电容电压（运算放大器的负输入端）。
改造电位计值并提防占空比的变化。产生的波形如图15所示。
在此示例中，占空比成立为约25%。当占空比改造时裸舞 合集，开关频率不免会略有变化，因为反相和同相输入端的两个耦合辘集集合聚拢到运算放大器的输出端。