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單片機開(kāi)發(fā)模擬信號轉換為PWM信號
某種程度上，這一切使我想起了將模擬信號轉換為其脈寬調制（PWM）信號的重要性。因為這樣做需要（并提供）與電路設計類(lèi)似的靈活性。
模擬與PWM
PWM信號示例。
對于不熟悉這兩種技術(shù)的人，模數轉換為PWM可能會(huì )造成混淆。PWM可用于產(chǎn)生模擬信號。但是，模擬信號不是PWM信號。那有意義嗎？讓我們深入一點(diǎn)。
模擬信號是一個(gè)連續信號，在無(wú)限的時(shí)間段內其波形似乎沒(méi)有中斷。正弦波是模擬信號的一個(gè)示例。旋轉調光旋鈕時(shí)，您將以類(lèi)似方式更改所提供的電壓。
同時(shí)，PWM是一種改變數字信號占空比的技術(shù)。占空比是信號有效間隔與整個(gè)周期時(shí)間之比。在占空比為50％的PWM信號中，波形具有一個(gè)由低到高的平衡間隔。
PWM通常以方波形式發(fā)送，并且通常用于功率傳輸，伺服電機控制以及作為通信協(xié)議。通過(guò)將占空比相應地更改為所需值，它還可用于生成模擬電壓。然后使用電容器對PWM波形進(jìn)行平滑處理。
如何將模擬信號轉換為PWM信號
微控制器將模擬信號轉換為PWM信號。
有時(shí)，您需要將模擬信號轉換為PWM信號。例如，模擬信號不適用于伺服電機。要旋轉伺服電機，必須發(fā)送特定的PWM脈沖。LED燈通常也由PWM驅動(dòng)，因為在功率方面效率更高。
因此，您需要處理一個(gè)以模擬形式接收用戶(hù)輸入并將其轉換為正確的PWM信號的電路。將模擬信號轉換為PWM信號的一種低成本方法是使用專(zhuān)用的IC，例如LT6992。它是一個(gè)PWM發(fā)生器，您可以通過(guò)輸入0-1V的模擬信號來(lái)控制占空比。
盡管使用LT6992 IC是最簡(jiǎn)單的方法，但它不適用于復雜的算法或模擬量與PWM輸出之間的非線(xiàn)性關(guān)系，例如，將360°旋鈕映射到伺服電機，該電機從0°- 180°。伺服電機的最大旋轉通常以10％的占空比實(shí)現。因此，您需要將旋鈕的整個(gè)模擬范圍轉換為在PWM輸出的10％占空比限制內縮放。
在這種情況下，您將需要使用具有ADC輸入和PWM發(fā)生器的微控制器。ADC將對輸入進(jìn)行采樣并將其轉換為數字值。然后，編寫(xiě)函數以生成相應的占空比并將其饋入PWM寄存器。
模數轉換器PWM的硬件設計技巧
使模擬信號和PWM信號分開(kāi)以防止噪聲耦合至關(guān)重要。
無(wú)論您使用的是單芯片還是微控制器，都需要注意您正在使用模擬和數字脈沖。將兩種信號分開(kāi)放置始終是一個(gè)好習慣。數字脈沖，尤其是在高頻下傳輸時(shí)，可能導致EMI輻射。
您將要防止PWM輸出干擾其他組件，尤其是在驅動(dòng)高頻組件時(shí)。同樣，應保護模擬輸入免受EMI干擾，以確保信號完整性。因此，至關(guān)重要的是確保兩個(gè)信號的正確接地隔離和最短返回路徑。