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行业资讯
单片机开发模拟信号转换為(wèi)PWM信号
某种程度上，这一切使我想起了将模拟信号转换為(wèi)其脉宽调制（PWM）信号的重要性。因為(wèi)这样做需要（并提供）与電(diàn)路设计类似的灵活性。
模拟与PWM
PWM信号示例。
对于不熟悉这两种技术的人，模数转换為(wèi)PWM可(kě)能(néng)会造成混淆。PWM可(kě)用(yòng)于产生模拟信号。但是，模拟信号不是PWM信号。那有(yǒu)意义吗？让我们深入一点。
模拟信号是一个连续信号，在无限的时间段内其波形似乎没有(yǒu)中断。正弦波是模拟信号的一个示例。旋转调光旋钮时，您将以类似方式更改所提供的電(diàn)压。
同时，PWM是一种改变数字信号占空比的技术。占空比是信号有(yǒu)效间隔与整个周期时间之比。在占空比為(wèi)50％的PWM信号中，波形具有(yǒu)一个由低到高的平衡间隔。
PWM通常以方波形式发送，并且通常用(yòng)于功率传输，伺服電(diàn)机控制以及作為(wèi)通信协议。通过将占空比相应地更改為(wèi)所需值，它还可(kě)用(yòng)于生成模拟電(diàn)压。然后使用(yòng)電(diàn)容器对PWM波形进行平滑处理(lǐ)。
如何将模拟信号转换為(wèi)PWM信号
微控制器将模拟信号转换為(wèi)PWM信号。
有(yǒu)时，您需要将模拟信号转换為(wèi)PWM信号。例如，模拟信号不适用(yòng)于伺服電(diàn)机。要旋转伺服電(diàn)机，必须发送特定的PWM脉冲。LED灯通常也由PWM驱动，因為(wèi)在功率方面效率更高。
因此，您需要处理(lǐ)一个以模拟形式接收用(yòng)户输入并将其转换為(wèi)正确的PWM信号的電(diàn)路。将模拟信号转换為(wèi)PWM信号的一种低成本方法是使用(yòng)专用(yòng)的IC，例如LT6992。它是一个PWM发生器，您可(kě)以通过输入0-1V的模拟信号来控制占空比。
尽管使用(yòng)LT6992 IC是最简单的方法，但它不适用(yòng)于复杂的算法或模拟量与PWM输出之间的非線(xiàn)性关系，例如，将360°旋钮映射到伺服電(diàn)机，该電(diàn)机从0°- 180°。伺服電(diàn)机的最大旋转通常以10％的占空比实现。因此，您需要将旋钮的整个模拟范围转换為(wèi)在PWM输出的10％占空比限制内缩放。
在这种情况下，您将需要使用(yòng)具有(yǒu)ADC输入和PWM发生器的微控制器。ADC将对输入进行采样并将其转换為(wèi)数字值。然后，编写函数以生成相应的占空比并将其馈入PWM寄存器。
模数转换器PWM的硬件设计技巧
使模拟信号和PWM信号分(fēn)开以防止噪声耦合至关重要。
无论您使用(yòng)的是单芯片还是微控制器，都需要注意您正在使用(yòng)模拟和数字脉冲。将两种信号分(fēn)开放置始终是一个好习惯。数字脉冲，尤其是在高频下传输时，可(kě)能(néng)导致EMI辐射。
您将要防止PWM输出干扰其他(tā)组件，尤其是在驱动高频组件时。同样，应保护模拟输入免受EMI干扰，以确保信号完整性。因此，至关重要的是确保两个信号的正确接地隔离和最短返回路径。