¿Cómo genera PWM una señal analógica?

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AFAIU, PWM funciona de la siguiente manera:

Según el valor del contador en el microcontrolador, se genera una onda cuadrada en un pin de salida designado de \ $ \ mu C \ $. El ciclo de trabajo de esta onda cuadrada está determinado por el valor de comparación previamente establecido del contador y el valor actual del contador.

Entonces, en un momento dado, si el contador es, digamos, más alto que el valor de comparación, la onda cuadrada en la salida designada estará en alto voltaje (\ $ V_H \ $). De manera similar, si el contador es más bajo que el valor de comparación, la onda cuadrada en la salida designada estará en bajo voltaje (\ $ V_L \ $).

He escuchado que podemos simular una salida analógica usando PWM. Por ejemplo, si el ciclo de trabajo de la onda cuadrada de salida es, digamos 60%, luego AFAIK, tratamos la señal de salida como si fuera \ $ (V_H - V_L) * ciclo de trabajo \ $ durante toda la duración de ese período de PWM .

¿Pero cómo es esto posible? En realidad, un ciclo de trabajo del 60% significa que la señal de salida está completamente en \ $ V_H \ $ para el 60% del período PWM y está completamente en \ $ V_L \ $ en el 40% restante del período PWM.

¿Cómo podemos tratar la señal de salida como si fuera \ $ (V_H - V_L) * ciclo de trabajo \ $ para el entero del período?

    
pregunta Utku

1 respuesta

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Responderé, cualitativamente, a que un filtro de paso bajo (es decir, un filtro RC o algo más sofisticado), actúa para suavizar las variaciones en el tiempo (más o menos agresivamente en función de su constante de tiempo diseñada). Una función escalonada (es decir, una onda cuadrada teóricamente pura es una composición de estas) se transformará en una "rampa" más gradual (no siendo precisa aquí a propósito) por un filtro de paso bajo. Si en lugar de una función escalonada, imagina una señal PWM que cambia más rápidamente que el tiempo que tarda esa "rampa" en alcanzar su valor final en el caso de una respuesta escalonada, es fácil ver que la salida del filtro de paso bajo estará en algún lugar entre el valor alto y bajo de la onda cuadrada. Donde exactamente se establece ese voltaje es una función directa del ciclo de trabajo, y puede demostrarlo matemáticamente o mediante simulación. Obviamente, también existe una relación distorsionadora entre el tiempo de subida de la respuesta al escalón del filtro y el período de la señal PWM, pero esa es una consideración de segundo orden. Podría meterme en problemas aquí, estoy un poco oxidado, pero creo que un punto importante aquí es que el filtro de paso bajo práctico no carece de memoria.

    
respondido por el vicatcu

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