pwm转模拟电压简单的电路图_PWM转换为模拟量电压的电路介绍

基于PWM原理的脉宽调制波通常由一系列占空比不同的矩形脉冲组成，其占空比与信号的瞬时采样值成正比。下图显示了脉宽调制系统的原理框图和波形图。该系统由一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。如果语音信号大于锯齿波信号，比较器输出正常数A，否则输出0。因此，从图中可以看出，比较器输出一系列由下降沿调制的脉宽调制波。

从图B的分析可以看出，所产生的矩形脉冲的宽度取决于下降沿时间tk处的语音信号的幅度值。因此，采样值之间的时间间隔是不均匀的。在系统的输入端插入采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于tk-kTs的情况，均匀采样和非均匀采样的差别非常小。如果假设采样是均匀的，第k个矩形脉冲可以表示为：

其中x{t}是离散化的语音信号；Ts是采样周期；是未调制的宽度；m是调制指数。

然而，如果矩形脉冲近似为：脉冲幅度为a，中心在t=kTs处，并且在相邻脉冲之间缓慢变化，则脉宽调制波xp(t)可以表示为：

其中，在没有频谱分析的情况下，从等式(2)可以看出，脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上DC分量和相位调制波组成。此时，相位调制引起的信号重叠可以忽略，所以脉宽调制波可以直接通过低通滤波器解调。

PWM的分类根据调制脉冲的极性，PWM可分为单极性和双极性控制方式。

产生单极PWM模式的基本原理如图6.2所示。首先，使用具有相同极性的三角波载波信号ut。与调制信号ur(图6.2(a))相比，产生单极PWM脉冲(图6.2(b))；然后，将单极PWM脉冲信号乘以图6.2(c)所示的反相信号UI，从而获得具有正负半波对称性的PWM脉冲信号Ud，如图6.2(d)所示。双极性PWM控制方式采用双极性三角载波ut和调制波ur正负交替。如图6.3所示，通过比较ut和ur可以直接得到双极性PWM脉冲，不需要逆变电路。

PWM信号产生的电路图开关电源的其他励磁控制方式有脉宽调制和脉冲频率调制，大部分采用PWM方式。因此，简要介绍了PWM控制的原理。图为PWM信号产生电路的框图和工作波形，其工作过程如下：对于被控电压Uo。通过检测获得的反馈电压Ur被施加到放大器A1的非反相输入端，并且固定参考电压Uo被施加到A1的反相输入端。由A1放大的DC误差电压Ue被施加到比较器A2的反相输入端，并且由固定频率振荡器产生的锯齿波信号Usa被施加到A2的非反相输入端。A2输出方波信号，其占空比随误差电压变化，即实现脉宽调制。对于单管变换器，A2输出的PWM信号可以作为开关信号来控制功率晶体管。对于推挽式或桥式等功率变换电路，PWM信号要分成两组信号，即分相。分相电路由一个触发器和两个与门组成，触发器的时钟信号对应锯齿波的下降沿。A端和B端输出两组相位差为180的PWM信号。

(a)PWM信号生成电路的框图；(b)工作波形

图PWM信号产生电路框图及工作波形

将PWM转换为模拟电压的电路有些应用需要运动控制器和信号放大器之间的PWM和方向接口。典型的接口包括两对线：一对决定方向，另一对是PWM调制的幅度参考。

本应用说明旨在为设计工程师提供经过测试和验证的原理图，并将PWM和方向格式的解调转换为单一模拟电压信号。

电路