PWM訊號是模擬訊號還是數碼訊號?

時間 2021-07-04 00:01:36

1樓:軒暉

通常說模擬訊號是連續的,數碼訊號是離散的,但是注意模擬「訊號」不一定非得是模擬的「電平」。數字脈衝的占空比連續可調,如果關注的「訊號」是「占空比」,自然是模擬訊號。

同理,鎖相環中用異或門作為鑑相器,異或門本身也應該看做乙個模擬器件而不是數字器件。

2樓:

PWM訊號從整個訊號生命週期來說,只有高電平與低電平,屬數碼訊號無疑,但是從它實現的效果來看,它實現了連續可調的類似「模擬輸出的效果」。如驅動直流電機的H橋,類似給了直流電機不同的直流電壓,但是注意到這個電壓是由電機電源提供的,不是pwm電壓提供的,PWM只是提供了H橋的開關訊號。

3樓:SulfurZinc

個人看法:

PWM是數字到模擬的橋梁

PWM是用數碼訊號產生的,通過IO引腳的高低電平切換實現,可以認為是數碼訊號。

PWM的被控物件一般都是帶慣性的元件,比如電機是感性元件,電流不能突變。所以,快速切換的高低電平(PWM)會被電機平均為對應占空比的比較平滑的模擬訊號,從而實現用數字限號輸出模擬控制的功能。實際上這個功能可以由DA晶元實現,但是成本會高很多,所以PWM實際上就是用占空比的方式替代DA,降低系統成本,同時也提高了一部分控制的靈活性。

4樓:是德科技

脈衝寬度調製 PWM 是一種模擬訊號電平數字編碼方法。實現模擬電路的數位化控制可顯著降低系統成本和功耗。許多微控制器和數字訊號處理器 (DSP) 已包括了 PWM 控制器晶元,因此可以更輕鬆地實施數位化控制。

從應用角度來講,方波是一種適用於許多應用的獨特功能,例如脈衝寬度調製 (PWM)。它能夠通過簡單的方法實現數字控制邏輯,以生成模擬等值。目前來看,一些數微控制器內建 PWM 功能,用於簡化控制實現過程。

由於數碼訊號更穩定並且不易受到雜訊的影響,所以 PWM 在通訊系統中的使用教普遍。

圖 1. 使用 PWM 控制 LED 亮度的簡易電路

圖 1 顯示了乙個由電池、開關和 LED 組成的電路。該電路使用開關控制 LED 亮一秒,滅一秒。 乙個週期內,LED 50% 的時間亮 (ON),50% 的時間滅 (OFF)。

週期指完成一次迴圈 (從滅 (OFF) 到亮 (ON),再從亮到滅 (OFF) 狀態)的總時間。

通過占空比可以進一步表徵該訊號,占空比是「亮 (ON)」時間與週期的比值。高占空比意味著 LED 非常明亮,而低占空比意味著 LED 較為暗淡。圖 1 為占空比為 50% 的例項。

使用高解析度計數器調製方波占空比,可以對特定模擬訊號電平進行編碼。PWM 訊號仍舊是數碼訊號,因為直流電源要麼接通,要麼斷開。通過重複 ON (接通) 和 OFF (斷開) 脈衝序列,電壓源或電流源可以給模擬負載加電。

ON (接通) 時,直流電源給負載供電; OFF (斷開) 時,直流電源關閉。

圖 2. 具有相同占空比的兩個脈衝

在圖 2 中,兩個不同頻率的波形產生了相同的光量。注: 光量與頻率無關,與占空比成正比。 用於控制電路的頻率範圍受限於電路響應時長。

在圖 1 的例項中,低頻率可能導致 LED 出現明顯閃爍。反之,高頻率可能導致電感負載飽和。例如,變壓器具有限定的頻率範圍,以便高效地傳輸能量。

對於有些設計,PWM 頻率的諧波 (或差頻) 能夠耦合到模擬電路中,導致多餘雜訊。如果頻率選擇正確,受控制的負載可以作為穩定器使用,使燈能夠連續發光,動力可支援轉子順暢旋轉。

那麼如何生成 PWM 訊號?

將正弦波作為輸入訊號之一,使用比較器能夠輕鬆生成 PWM 訊號。

圖 3. 模擬 PWM 發生器方框圖

圖 3 顯示了模擬 PWM 發生器的方框圖例項。

圖 4. 正弦波與 +0.5 VDC 輸入訊號的比較, 該比較可生成 PWM 波形

圖 4v顯示了比較器使用兩個輸入訊號所生成的 PWM 輸出波形 (紅線): 正弦波 (黑線) 和輸入訊號 (灰線)。0.

5 VDC 輸入訊號是電壓基準,通過與正弦波比較生成 PWM 波形。使用 0.5 VDC 穩態基準電壓, 可生成 50% 占空比的 PWM 波形。

圖 5. 正弦波與 +0.25 VDC 輸入訊號的比較, 該比較可生成 PWM 波形

如圖 5 所示,如果基準電壓降至 0.25 VDC, 那麼將生成更高占空比的 PWM 波形。

PWM 相比模擬控制具有多項優勢。例如,使用 PWM 控制燈的亮度,燈散發的熱量將低於模擬控制 (因為模擬控制會將電流轉換為熱量),因此傳送到負載 (光) 的功率較低, 這可以延長負載的生命週期。如果使用較高的頻率,則能夠像模擬控制一樣順暢地控制光 (負載) 亮度。

如果使用 PWM 控制轉子,則轉子能夠以較低的速度運轉。在使用模擬電流控制轉子時,低轉速情況下無法生成足夠的扭矩。微小電流生成的電磁場不足以轉動轉子。

相比之下,PWM 電流能夠生成乙個滿能量的磁通短脈衝,足以支援轉子低速轉動。 此外,使用 PWM 可以實現整個控制電路的數位化,從而避免在控制電路中使用數模轉換器。PWM 生成的數字控制線可降低電路對干擾的靈敏度。

5樓:Grant

這個根據模擬訊號和數碼訊號的定義來判斷。參照《通訊原理》教材中對模擬訊號和數碼訊號的定義,它是按訊號「參量」的連續還是離散來定義的,而不只是看時間或幅度是否離散。把訊號的平均電壓作為PWM的參量,那麼PWM訊號就是模擬訊號。

考試的時候能拿2分,工作中糾結這個沒太大意義。

6樓:

糾結模擬訊號還是數碼訊號確實沒什麼必要,除了有標準答案的靠試以外,真沒啥用了。

真要槓起來,什麼是數碼訊號?方波這種有高低兩種電壓的訊號就是數碼訊號的話,那有高中低三種電壓的訊號是數碼訊號還是模擬訊號(百兆乙太網訊號)?有4、8、16、64、128、256....

種電壓的訊號是模擬還是數字(各種數字通訊的調製訊號)?再過分一點,不用穩態電壓去定義訊號,把訊號單調遞增定義為1,單調遞減定義為0,這樣連續的訊號是數字的還是模擬的?

看起來好像任何模擬訊號都可以通過人為定義變成「數碼訊號」(或者說與抽象的數碼訊號建立聯絡),只是有些定義比另一些更具有實用價值,所以現實中看不到奇怪的定義方式,而方波定義是最顯而易見具有極高實用價值的定義而已。

所以重點不在於訊號姓「數」還是姓「模」,重點在於我們需要關注什麼。

比如對於FPGA工程師,關注的東西就是高度抽象的數碼訊號,連電路都是高度理想化的邏輯門符號,訊號也抽象成了表示穩定狀態的0、1和Z以及表示瞬時變化的上公升沿和下降沿,只要把訊號運算和時序問題弄好就行了,關注訊號的使用

對於板級硬體工程師,關注的東西是現實存在的數碼訊號,或者說是承載了數碼訊號資訊的模擬訊號,本質上是在處理模擬訊號,需要關注訊號波形的幅度、過充、振鈴、上公升沿、雜訊、串擾、抖動...關注訊號的傳輸

對於全棧工程師,反覆橫跳就行了。

PWM訊號是數碼訊號還是模擬訊號重要麼?

7樓:碎片化下的時代巨

之前用過一款PWM生成的晶元,模擬的部分大概有晶振,voltage divider用來控制PWM邏輯1的輸出電壓,comparator,但最後一級是數位電路,所以訊號輸出形式是0和1

當然人類能感知到的數位電路都是模擬的,如果非要槓的話,但為了個概念花這麼大功夫辯論不值得。

8樓:驚濤拍岸

從廣義的角度來說,PWM是模擬訊號,從狹義的角度看,PWM是數碼訊號。如果一定要把數碼訊號與模擬訊號隔離,那它就是數碼訊號。

說其是模擬訊號,是因為實際使用中PWM代表有效的高電平靈活多變;說其是數碼訊號,是因為其在使用中只有高、低電平兩種狀態,可以直接對應數字邏輯電路中「1」和「0」兩種狀態。

模擬訊號的電平不是判斷其是否可視為數碼訊號的關鍵,狀態才是。5V數碼訊號、3.3V數碼訊號等就是明證。

數碼訊號效率比模擬訊號高麼?

大灰灰老師 比如我們有個 500 mL 的杯子。數碼訊號 杯子裡有水,水量在 200 mL 刻度線以上的話,我們就認定這個狀態為 有水 這杯沒水,因為水量在 80 mL 刻度線以下,這是 沒水 的標準。模擬訊號 這杯子裡有 155.43264423323194729201 mL 的水。哇,模擬訊號真...

是否有用模擬訊號傳輸數碼訊號的應用?

number99 我還在回答PWM訊號的時候,題目已經變了。現在的題目問能否用模擬訊號傳輸數碼訊號,然後提了個想法。答案是想法是可以的,但那個訊號其實還是數碼訊號,取128個幅度傳ASCII碼,128個幅度雖然多但也是有限個幅度,幅度是離散的。這個技術我自己瞎起個名可以叫 多電平碼型 在正交幅度調製...

為什麼電視數碼訊號取代了模擬訊號?

劉小新 數碼訊號,理論上可以傳輸高畫質晰度的節目。但具體的清晰度要看電視台前段節目的清晰度。目前國內電視台採用的清晰度標準與模擬頻道相同。甚至部分頻道略有降低。模以訊號的清晰度也是根據電視台前端的清晰度而定。但相對數碼訊號,模以訊號的處理環節較少。所以當電頻相同時,模以訊號的效果反而比數碼訊號好一些...