一种通俗易懂的PWM的解释
? 上圖所示的是電腦顯示屏的微觀圖像,拍攝的方法非常有意思,通過在手機攝像頭上滴一滴水滴,形成凸透鏡,就能做成一個簡易版的顯微鏡。
?
? 從顯微錄像中也可以很明顯的看到顯示屏的一個個像素組成,我的ThinkPad顯示屏共有1366列768排、近100萬像素點,而每一個像素點,都由紅、綠、藍三種顏色組成。由RGB色彩的知識可以知道,通過對紅綠藍不同深度的配比,能調出世界上所有的顏色。
? 這樣一來,本來高級、難學的彩屏顯示,就變得非常簡單,我們只需要計算好每個像素的紅綠藍顏色深度,且主控芯片的頻率足夠高,讓顯示屏能在20ms(人眼的視覺暫留時間)內刷新完整一面圖像,即可讓顯示屏連續的顯示視頻。
? 那么就有一個問題,就是如何讓只能輸出1和0兩種數字狀態的邏輯芯片,來控制RGB三色深度這連續的模擬量?
?
模擬量控制的兩種辦法
1、經過數字信號到模擬信號的轉化,讓只有兩種狀態的開關信號,轉換到連續信號。
這種辦法可行,但是由于轉換時間的限制,難以提高屏幕的刷新頻率,并且每一個像素點都需要單獨的數模轉換模塊,這樣在硬件上的工程量會非常非常龐大,我們總不想自己的手機屏幕后邊背著一個巨大的主機箱吧?因此這種方法在驅動顯示屏上是完全不可行的。
2、再者,便是使用一種由A.H.里夫在20世紀30年代發明的脈寬調制技術(Pulse width modulation),簡稱PWM
?
?
PWM技術的優點
**1、**PWM從處理器到被控系統信號都是數字形式的,無需進行數模轉換。
**2、**讓信號保持為數字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變為邏輯0或將邏輯0改變為邏輯1時,才能對數字信號產生影響。
因此,因為他實現比較容易,且有極強的抗干擾能力,PWM被廣泛應用于功率調節,通信等領域。而上文所說的顯示屏像素的RGB配比,正是PWM在功率調節上的一個典型應用。
?
PWM的兩個概念:
1、周期/頻率
? 周期是指一個PWM信號一個上升沿 ↑ 執行至下一個上升沿所需要的時間,一般用字母T表示。
? 頻率則是周期的倒數,即1/T。
?
| 頻率為1Hz的PWM信號施加在LED上,可以感受到肉眼可見的頻閃 |
?
| 頻率為50Hz的PWM信號在LED燈上的體現,人眼視覺暫留時間為20ms,因此50Hz的信號足以讓人眼感受不到頻閃。 |
?
2、占空比
? 一個PWM信號內其中一個周期,高電平時間所占整個周期的百分比,即一個5V的直流信號相當于占空比為100%的PWM信號,一個0V的直流信號相當于占空比為0%的直流信號。
?
| 將PWM的占空比由0%慢慢提高到100%時LED亮度的變化 |
?
?
? 很多剛接觸PWM的人往往不太能理解為什么被施加了不同占空比PWM的LED,會直接體現在LED的亮度變化上,簡單來說就是
| 為什么PWM能控制LED亮度、電機的轉速? |
? 我在初學PWM的時候也有這樣的困惑,也去網上查了很多資料,但是大部分都涉及到數學物理計算上,不僅難懂并且沒有讓人有看下去的欲望,時間長了也就放棄了搞懂他原理的沖動,有種食之無味棄之可惜的雞肋感。
? 后來偶然間,我看到了一種通俗易懂的解釋方法,我也茅塞頓開,他的解釋是,PWM的占空比越大,那么LED開啟的時間占比越大,宏觀上釋放的能量越高,反之釋放的能量越低,這樣當提高了頻率,讓使用者無法感受到開關量的變化,就會使得LED的變亮或者變暗。
| 小米臺燈上的調光按鈕,他其實不是一個可調電阻 而是一個脈沖開關 同樣是利用了單片機來處理脈沖數據而輸出PWM 從而達到調光的效果 |
| 按下按鈕并且旋轉可以調節燈光的色溫 他是通過調節暖白色和亮白色兩種LED亮度的配比 來達到調節色溫的目的 同樣使用到了PWM的技術 |
?
?
??這種說法似乎是有些偷換概念,和真正意義上的調光調速似乎不太一樣,但是從能量上來講,的確可以說通所有的現象。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的一种通俗易懂的PWM的解释的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 【Python爬虫】爬取云班课资源,活动
- 下一篇: Java按回车键继续代码