BBO BlinkenArea > Blinkenarea > GroggyClock > PwM BlinkenArea webs:
BlinkenArea | Main | TWiki | Sandbox | (Recycle Bin)
Blinkenarea . { Changes | Index | Search }

BlinkenArea.PwM
144 pixels ought to be enough for anybody


Home
Ziele
BlinkenArea
BlinkenLights

News
Presse
Links
Forum
MailList
Join

Audio,Video
Projekte
Protokolle
Dateiformate
Troia
bluebox

WTH
ICMP
CBCamp
CCCamp
CCCongress
EasterHack

Stats
Users
SiteMap
TWikiDoku
SiteTools
Translate
WebChanges

Impressum
Imprint

Datenschutzerklärung
Privacy Policy

RSS and Mail notification
powered by: [Powered by Eventphone]

PWM - Pulsweitenmodulation english

Bei der Pulsweitenmodulation (engl. Pulse Width Modulation, abgekürzt PWM) wird die Ein- und Ausschaltzeit eines Rechtecksignals bei fester Grundfrequenz variiert. Das Verhältnis tein / (tein + taus) bezeichnet man als Tastverhältnis.

Wie leicht zu erkennen ist, gilt für den Mittelwert der Spannung:

.

Uaus ist dabei normalerweise 0V, Uein die Betriebsspannung, z.B. 5V.

Beispiele

Die folgenden Beispiele zeigen PWM-Signale mit einem Tastverhältnis von 75% bzw. 25%.

Beispiel 1

U_{ein}=5\,\mathrm{V}
U_{aus}=0\,\mathrm{V}
t_{ein}=3\,\mathrm{ms}
t_{aus}=1\,\mathrm{ms}

U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{3\,\mathrm{ms}}{3\,\mathrm{ms}+1\,\mathrm{ms}} = 3,75\,\mathrm{V}

Bild:Pwm1.png

Beispiel 2

U_{ein}=5\,\mathrm{V}
U_{aus}=0\,\mathrm{V}
t_{ein}=1\,\mathrm{ms}
t_{aus}=3\,\mathrm{ms}

U_m = 0\,\mathrm{V} + (5\,\mathrm{V} - 0\,\mathrm{V}) \cdot \frac{1\,\mathrm{ms}}{1\,\mathrm{ms}+3\,\mathrm{ms}} = 1,25\,\mathrm{V}

Bild:Pwm2.png


Leistung

Steuert man mit einem pulsweitenmodulierten Signal direkt einen ohmschen Verbraucher an (z.B. Heizdraht), so ist darauf zu achten, dass man zur Bestimmung der Leistung nicht einfach

P = \frac{{U_m}^2}{R}

rechnen darf, sondern die Leistung während der Ein- und Ausschaltzeit getrennt betrachten muss:

.

Beispiel

U_{ein} = 4\,\mathrm{V}
U_{aus} = 0\,\mathrm{V}
t_{ein} = 1\,\mathrm{ms}
t_{aus} = 3\,\mathrm{ms}
R = 10\,\mathrm{\Omega}

Der Mittelwert dieser Spannung ist

.

Würde man mit diesem Wert die Leistung berechnen, so käme man auf

P = \frac{{U_m}^2}{R} = \frac{(1\,\mathrm{V})^2}{10\,\mathrm{\Omega}} = 0,1\,\mathrm{W}.

Der richtige Wert ist jedoch

.


Verwendung als DA-Wandler

Bildet man mit einem analogen Tiefpassfilter den Mittelwert der Spannung, kann man die Pulsweitenmodulation zum Erzeugen von Analogsignalen verwenden (Digital-Analog-Wandler). Da beim PWM-Signal selbst nur zwei verschiedene Spannungen verwendet werden, wird das manchmal auch als 1-Bit-DA-Wandler bezeichnet, dieser Begriff ist aber ziemlich irreführend, da er nichts mit der Auflösung des resultierenden Analogsignals zu tun hat.

Der Filter könnte zum Beispiel durch eine einfache passive RC-Kombination realisiert sein. Der Filter entfernt die hohe PWM Grundfrequenz und lässt das Analogsignal übrig. Die Grenzfrequenz muss so gewählt werden, dass das gewünschte Analogsignal nicht verändert wird. Gleichzeitig muß sie so niedrig wie möglich sein, um die Oberwellen der PWM Grundfrequenz zu entfernen.

Zur Ansteuerung eines Gleichstrommotors ist eine Filterung nicht nötig, das Signal kann direkt an den Motortreiber gegeben werden. Die Trägheit des Magnetfeldes im Motor glättet das Signal ausreichend.

Pulsweitenmodulation wird auch zur Erzeugung verschiedener Ausgangsspannungen bei Schaltreglern benutzt. Dabei wird ein Transistor mit einem variablen Tastverhältnis angesteuert und damit die Ausgangsspannung reguliert.



-- SaschaLudwig - 21 Jun 2004


EOF

Topic PwM . { Edit | Attach | Ref-By | Printable | Diffs | r1.4 | > | r1.3 | > | r1.2 | More }
Revision r1.4 - 22 Jun 2004 - 22:39 - KatharinaMueller
Parents: GroggyClock