PWM在2k - 20k之间的相关情况分析PWM基本概念回顾 PWM即脉冲宽度调制,其频率是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期),占空比是一个脉冲周期内,高电平的时间与整个周期时间的比例。通过调节占空比,可以调节脉冲宽度,从而在一定频率下使用数字信号模拟出不同的模拟电压。 2k - 20k频率在不同应用场景下的情况对LED灯亮度控制在频率一定的情况下,不同占空比可以改变LED灯的亮度。当频率处于2k - 20k之间时,由于频率较高,人眼基本看不到闪烁。占空比越大,LED越亮。例如,当频率为2kHz时,在一个周期内,通过调整高电平时间(即占空比),可以实现对LED灯亮度的调节。如果占空比为50%,LED灯的亮度大致为最大亮度的50%。 对直流电机转速控制PWM占空比可实现对电机转速的调节,电机的转速取决于周期内输出的平均电压值。在2k - 20k频率范围内,不同的电机有不同的适应性。一般来说,转速较高、感抗较小的电机可以使用相对较高的频率,但一般最好不要超过20kHz,因为一般IGBT最高20k的开关频率;而转速较低、感抗较大且用于伺服的电机,可能需要较低的频率。例如,一般的电机用14kHz就足够了。 数字功放应用在数字功放中,PWM频率会影响对音频信号的表达。以下是不同PWM频率下对不同频率音频信号的采样点数情况: PWM频率 20Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 5kHz 10kHz 15kHz 20kHz
100kHz 5000 400 200 100 50 20 10 7 5
300kHz 15000 1200 600 300 150 60 30 20 15
500kHz 25000 2000 1000 500 250 100 50 33 25
600kHz 30000 2400 1200 600 300 120 60 40 30
2000kHz 100000 8000 4000 2000 1000 400 200 133 100
当PWM频率在2k - 20k之间时,如果输入20kHz的高频音频信号,采样点数会较少,不能完整表达一个正弦波,导致高音恶化难听。例如,若PWM频率为2kHz,对于20kHz的音频信号,一个周期只有10个采样点,难以很好地还原音频信号。 屏幕背光控制在屏幕背光控制中,部分场景会使用20kHz的PWM频率,其屏幕背光调节范围一般为20 - 100%。通过调整占空比,可以实现对屏幕背光亮度的调节。当固定周期内没有触摸时,将背光调低,屏幕会变暗;一旦有触摸,重新将背光调亮。 频率在2k - 20k之间可能存在的问题电机控制方面频率太低会导致电机运动不稳定,如果频率刚好在人耳听觉范围(20Hz - 20kHz),有时还会听到呼啸声。不同的电机都有其适应的频率范围,在使用2k - 20k频率时,需要根据电机的具体情况进行调整。 数字功放方面如上述采样点数分析,在这个频率范围内,对于高频音频信号的还原能力有限,会导致高音音质恶化。
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