今天给大家分享的是：构建脉宽调制信号发生器

脉宽调制（PWM）是一种利用数字信号精确控制模拟设备的技术。脉宽调制信号由用于模拟变化的模拟电压的电子脉冲组成。

脉宽调制信号通常用于控制伺服系统、LED和直流电机等模拟设备。

一、脉宽调制的工作原理

在脉冲宽度调制中，高频电脉冲序列被发送到设备为其供电，脉冲可由驱动晶体管或功率MOS管生成。

脉冲宽度调制信号出现在晶体管产生的高电压和低电压的周期中，信号从低电平循环到高电平所需的时间称为周期持续时间。

信号保持高电平的时间称为脉冲宽度：

脉冲宽度

脉冲宽度与周期持续时间的比率称为“占空比”。

占空比可用于估计脉冲调制信号将提供的视在模拟电压，下图显示了占空比对视在电压的影响：

占空比对视在电压的影响

现在计算特定视在电压所需的占空比：

视在电压所需的占空比

例如，在低电平时间为 13 ms、高电平时间为 8 ms 的脉宽调制周期中，占空比为：

8 ms / (8 ms + 13 ms) = 38%

如果脉冲电压（Vmax）为5V，则视在电压为：

(38%/100%) * 5V = 1.9 V

二、脉宽调制信号发生器

通过使用555定时器来控 制MOS管来生成脉宽调制信号。下面为脉宽调制信号发生器的电路图：

脉宽调制信号发生器

在上面的电路图中，我们可以看到555定时器配置为非稳态振荡器。

555 定时器在特定占空比下产生脉宽调制信号，并且控制 MOS管 Q1。

• 该MOS管型号为IRF540。

• D1是一个LED，通过PWM信号变亮或者变暗。

• 二极管D2 可以防止来自感性负载（由电机产生）的反电动势损坏MOS管。

• 通过电阻 R1、R2、 R3和电容 C3 将频率固定在大约 595 Hz 。

• 电位器 R4（约20k）调整占空比。

从下面的示波器显示可以看到，它可以从约78 uS调整到约1.6 mS：

1、4.6% 占空比

4.6% 占空比

2、50% 占空比

50% 占空比

3、93.5% 占空比

93.5% 占空比

根据不同占空比可以看到，如果频率太低，LED闪烁也会变快，如果频率太高，控制设备/负载没有办法及时打开和关闭。

关键词： 脉宽调制信号发生器 PWM 伺服电机 直流电机