Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ — англ. pulse-width modulation, PWM), або модуляція за тривалістю імпульсів (англ. pulse-duration modulation, PDM) — процес керування шириною (тривалістю) високочастотних імпульсів за законом, який задає низькочастотний сигнал. В електроніці це може бути керування середнім значенням вихідної напруги шляхом зміни тривалості замкнутого стану електронного (електромеханічного) ключа, наприклад, у схемі ключового стабілізатора напруги.
| Методи модуляції |
|---|
| (Аналогова модуляція) |
| AM · ЧМ (FM) · ФМ (PM) · QAM · SSB |
| (Цифрова модуляція) |
| АМн · ФМн · ЧМн · GMSK OFDM · COFDM · TCM |
| (Імпульсна модуляція) |
| [en] · ДМ · ІКМ · ΣΔ · ШІМ · · |
| Розширення спектра |
| DSSS · FHSS |
| Див. також: Демодуляція |
Принцип роботи ШІМ
Аналогова ШІМ
ШІМ-сигнал генерується аналоговим компаратором, на один вхід якого подається опорний сигнал значно більшої частоти, ніж модулюючий у вигляді «трикутника» або «пили», а на іншій — модулюючий безперервний аналоговий сигнал. Частота вихідних імпульсів ШІМ відповідає частоті «зубів» пилки. В ту частину періоду, коли сигнал на позитивному вході вище сигналу на негативному вході, на виході виходить одиниця, в іншу, коли сигнал на позитивному вході нижче сигналу на негативному вході — нуль.
Цифрова ШІМ
У двійковій цифровій техніці, виходи в якій можуть приймати тільки одне з двох значень, наближення бажаного середнього рівня вихідного сигналу за допомогою ШІМ є абсолютно природним. Схема настільки ж проста: пилкоподібний сигнал генерується N-бітовим лічильником.
Фільтрація вихідного сигналу
В тих випадках, де це потрібно, наближення форми вихідного сигналу ШІМ до відповідного йому вхідного сигналу забезпечується інтегруючими елементами, роль яких може відігравати інерційність стану керованого ШІМ елемента (наприклад, печі розжарювання) або для цього використовується інтегруюча ланка — фільтр низьких частот.
Переваги ШіМ
Перемикання відбувається з великою швидкістю, відповідно до типу навантаження, з таким розрахунком, щоб період модульованого сигналу був істотно меншим, ніж інерційність системи, до якої подається сигнал. Частота перемикання може становити декілька разів на хвилину для повільних процесів (наприклад електропечі); 100 Гц для електролампи; від декількох до десятків кГц для електродвигуна або від десятків до сотень кГц для аудіопідсилювача і комп'ютерного блоку живлення.
Для оцінки форми ШІМ сигналу застосовується параметр коефіцієнту заповнення (англ. duty cycle), під яким розуміється відношення тривалості ввімкненого стану (англ. 'on' time) до прийнятого періоду імпульсів; малий коефіцієнт заповнення відповідає режиму енергозберігання, позаяк джерело енергії відключено більшість часу. Коефіцієнт заповнення виражають в відсотках, 100% відповідає ввімкненому стану на весь період.
Головною відзнакою ШІМ є мала втрата енергії на електронному перемикачеві. Він здебільшого перебуває або у вимкненому стані, коли його опір максимальний,напруга максимальна або в режимі насичення — з мінімальним опором, тобто струм максимальний, а падіння напруги на ньому близьке до нуля. ШІМ також органічно вкладається в цифрові технології, велика кількість ШІМ-контролерів виробляється у вигляді мікросхем. Класичним прикладом є мікросхеми UC3842…UC3844.
Цифрова широтно-імпульсна модуляція є різновидом дворівневої ІКМ.
Див. також
Посилання
- . Архів оригіналу за 21 січня 2013. Процитовано 30 грудня 2012.
Література
- Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку / Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1994. — Ч. 1.
- Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку / Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1995. — Ч. 2.
- Омельченко В. О., Санніков В. Г. Теорія електричного зв'язку / Під ред. В. О. Омельченка. — К.: ІСДО, 1997. — Ч. 3.
- Слепов Н. Н., Дроздов Б. В. Широтно-импульсная модуляция: Анализ и применение в магнитной записи / Н. Н. Слепов, Б. В. Дроздов; ред. А. А. Булгакова. — М.: Энергия, 1978. — 192 с. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Skorochennya PWM takozh maye inshi znachennya Shirotno impulsna modulyaciya ShIM angl pulse width modulation PWM abo modulyaciya za trivalistyu impulsiv angl pulse duration modulation PDM proces keruvannya shirinoyu trivalistyu visokochastotnih impulsiv za zakonom yakij zadaye nizkochastotnij signal V elektronici ce mozhe buti keruvannya serednim znachennyam vihidnoyi naprugi shlyahom zmini trivalosti zamknutogo stanu elektronnogo elektromehanichnogo klyucha napriklad u shemi klyuchovogo stabilizatora naprugi Metodi modulyaciyi Analogova modulyaciya AM ChM FM FM PM QAM SSB Cifrova modulyaciya AMn FMn ChMn GMSK OFDM COFDM TCM Impulsna modulyaciya en DM IKM SD ShIM Rozshirennya spektra DSSS FHSS Div takozh DemodulyaciyaPrincip roboti ShIMZelenij vhidnij analogovij signal chervonij vihidnij impulsnij Modelyuvannya v ShIM vihidnogo sinusoidalnogo signalu Analogova ShIM ShIM signal generuyetsya analogovim komparatorom na odin vhid yakogo podayetsya opornij signal znachno bilshoyi chastoti nizh modulyuyuchij u viglyadi trikutnika abo pili a na inshij modulyuyuchij bezperervnij analogovij signal Chastota vihidnih impulsiv ShIM vidpovidaye chastoti zubiv pilki V tu chastinu periodu koli signal na pozitivnomu vhodi vishe signalu na negativnomu vhodi na vihodi vihodit odinicya v inshu koli signal na pozitivnomu vhodi nizhche signalu na negativnomu vhodi nul Cifrova ShIM U dvijkovij cifrovij tehnici vihodi v yakij mozhut prijmati tilki odne z dvoh znachen nablizhennya bazhanogo serednogo rivnya vihidnogo signalu za dopomogoyu ShIM ye absolyutno prirodnim Shema nastilki zh prosta pilkopodibnij signal generuyetsya N bitovim lichilnikom Filtraciya vihidnogo signalu V tih vipadkah de ce potribno nablizhennya formi vihidnogo signalu ShIM do vidpovidnogo jomu vhidnogo signalu zabezpechuyetsya integruyuchimi elementami rol yakih mozhe vidigravati inercijnist stanu kerovanogo ShIM elementa napriklad pechi rozzharyuvannya abo dlya cogo vikoristovuyetsya integruyucha lanka filtr nizkih chastot Perevagi ShiMPeremikannya vidbuvayetsya z velikoyu shvidkistyu vidpovidno do tipu navantazhennya z takim rozrahunkom shob period modulovanogo signalu buv istotno menshim nizh inercijnist sistemi do yakoyi podayetsya signal Chastota peremikannya mozhe stanoviti dekilka raziv na hvilinu dlya povilnih procesiv napriklad elektropechi 100 Gc dlya elektrolampi vid dekilkoh do desyatkiv kGc dlya elektrodviguna abo vid desyatkiv do soten kGc dlya audiopidsilyuvacha i komp yuternogo bloku zhivlennya Dlya ocinki formi ShIM signalu zastosovuyetsya parametr koeficiyentu zapovnennya angl duty cycle pid yakim rozumiyetsya vidnoshennya trivalosti vvimknenogo stanu angl on time do prijnyatogo periodu impulsiv malij koeficiyent zapovnennya vidpovidaye rezhimu energozberigannya pozayak dzherelo energiyi vidklyucheno bilshist chasu Koeficiyent zapovnennya virazhayut v vidsotkah 100 vidpovidaye vvimknenomu stanu na ves period Golovnoyu vidznakoyu ShIM ye mala vtrata energiyi na elektronnomu peremikachevi Vin zdebilshogo perebuvaye abo u vimknenomu stani koli jogo opir maksimalnij napruga maksimalna abo v rezhimi nasichennya z minimalnim oporom tobto strum maksimalnij a padinnya naprugi na nomu blizke do nulya ShIM takozh organichno vkladayetsya v cifrovi tehnologiyi velika kilkist ShIM kontroleriv viroblyayetsya u viglyadi mikroshem Klasichnim prikladom ye mikroshemi UC3842 UC3844 Cifrova shirotno impulsna modulyaciya ye riznovidom dvorivnevoyi IKM Div takozhAmplitudna modulyaciya Chastotna modulyaciya Impulsno kodova modulyaciyaPosilannya Arhiv originalu za 21 sichnya 2013 Procitovano 30 grudnya 2012 LiteraturaOmelchenko V O Sannikov V G Teoriya elektrichnogo zv yazku Pid red V O Omelchenka K ISDO 1994 Ch 1 Omelchenko V O Sannikov V G Teoriya elektrichnogo zv yazku Pid red V O Omelchenka K ISDO 1995 Ch 2 Omelchenko V O Sannikov V G Teoriya elektrichnogo zv yazku Pid red V O Omelchenka K ISDO 1997 Ch 3 Slepov N N Drozdov B V Shirotno impulsnaya modulyaciya Analiz i primenenie v magnitnoj zapisi N N Slepov B V Drozdov red A A Bulgakova M Energiya 1978 192 s ros Cya stattya ye zagotovkoyu Vi mozhete dopomogti proyektu dorobivshi yiyi Ce povidomlennya varto zaminiti tochnishim