智能小车PWM调速.pdf

智能小车PWM调速1、PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计一、PWM（脉冲宽度调制PulseWidthModulation）原理：脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号比较器输出正常数A否则输出0。因此从图1中可以看出比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。%（b）图1脉冲宽度调制过程诡制原理圏Cb）训制的波形图通过图lb的分析可以看出生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻tk时的语音信号幅度值。因而采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号但是对于实际中tk-kTs«Ts的情况均匀采样和非均匀采样差异非常小。如果假定采样为均匀采样第k个矩形脉冲可以表示为：兀二厲卩十朋班上Z)](1)其中x{t}是离散化的语音信号；Ts是采样周期；5是未调制宽度；m是调制指数。然而如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A中心在t=kTs处%在相邻脉冲间变化缓慢则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为："2A+wz(i)]+V——srn刃0(2)cos比呼(2)其中4-WX(Z)]o无需作频谱分析曲式(2)可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当时相位调制部分引起的信号交迭可以忽略因此脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。二、数字脉冲宽度调制器的实现:实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2o循环计数蛊—时钟信号、11比较器脉冲宽厦谓制波A1寄存器图2数字脉冲宽度调制器附构成图中在时钟脉冲的作用下循环计数器的5位输出逐次增大。5位数字调制信号用一个寄存器来控制不断于循环计数器的输岀进行比较当调制信号大于循环计数器的输岀时比较器输出高电平否则输出低电平。循环计数器循环一个周期后向寄存器发出一个使能信号E乂寄存器送入下一组数据。在每一个计数器计数周期山于输入的调制信号的大小不同比较器输岀端输出的高电平个数不一样因而产生岀占空比不同的脉冲宽度调制波。