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PWM: teoria e generazione con i micro |
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In questa sede si
vuole introdurre l'utilizzo dei segnali modulati in PWM in applicazioni
analogiche. Partendo da una trattazione teorica del segnali PWM si
arriverà a delle conclusioni da cui trarre spunto per la definizione e
implementazione di convertitori A/D e D/A. Tappa obbligata è la
trattazione dell'argomento inerente alla generazione del segnale PWM.
prendendo in esame il modulo generatore del segnale PWM presente nei
microcontrollori ( useremo come riferimento i microcontrollori PIC della Microchip). Un po' di teoria dei segnali Modulare un
segnale vuol dire cambiare una sua caratteristica in funzione di un'altra.
Le caratteristiche principali di un segnale analogico sinusoidale che possono
essere modulate sono: ampiezza, frequenza e fase. Per cui si può
parlare di modulazioni AM (Amplitude Modulation), FM
(Frequency Modulation), PM (Phase Modulation). Prima di addentrarci nella trattazione specifica del PWM è necessario richiamare alcuni concetti che stanno alla base della definizione del segnale PWM. L'onda quadra: caratteristiche e parametri In figura 1 è
riportata un'onda quadra su cui sono disegnati alcuni simboli che
rappresentano le caratteristiche dell'onda. T = ton + toff Inoltre un’onda quadra può essere:
Un’onda è unipolare se assume valori compresi tra zero e A Un’onda è bipolare se assume valori compresi tra -A e A Nel caso simmetrico Amin = Amax Nel seguito dell'articolo faremo sempre riferimento ad un’onda quadra unipolare di valore alto pari ad A. Figura 1: grafico di un’onda quadra con i suoi parametri principali Il Duty Cycle Un parametro importante per il discorso del PWM è il duty cycle D o ciclo di servizio che esprime per quanta parte del periodo T l'onda quadra è " in servizio" ovvero è al suo valore alto A. Tale termine nasce dal fatto che si considera un’onda attiva quando questa è nella sua fase alta. In termini matematici il duty cycle D si può esprimere come il rapporto tra il tempo ton e il periodo dell’onda quadra. T: D = ton / T D può quindi assumere valori compresi tra 0 e 1 e
avvolte è indicato in %. Per esempio di un onda con D=0.5 (50%) ha ton
= toff. |
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