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提取声卡的PWM信号

PWM Signal from SoundCard

2009-03-23

脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。　　脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。　　多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz之间。　　许多微控制器内部都包含有PWM控制器。例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：　　* 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期　　* 在PWM控制寄存器中设置接通时间　　* 设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚　　* 启动定时器　　* 使能PWM控制器　　PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。　　对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。　　总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

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PWM开关DC-DC变换器的低频波动

刘健王媛彬

为了揭示PWM开关变换器输出电压出现低频波动的规律，基于电感电流和输出电压包络的波动频率远低于变换器的开关频率的假设，建立了变换器中电感电流和输出电压包络的微分方程，并在s域进行分析，得出了变换器的闭环输出—输入电压传递函数，采用胡尔维茨稳定判据得出了变换器的稳定条件，分析结果表明：反馈环节的滞后是造成变换器输出电压出现低频波动的原因。采用零极点分析的方法确定了变换器低频波动的频率，利用变换器拓扑结构的约束关系，得出了变换器低频波动的幅值。采用SPICE仿真和实验的方法验证了理论分析结果的正确性。

一种新的电压型PWM整流器直接功率控制策略

A NEW DIRECT POWER CONTROL STRATEGY OF THREE PHASE BOOST TYPE PWM RECTIFIERS

王久和李华德

该文通过电压型PWM整流器的数学模型，分析了现行直接功率控制（DPC）系统的原理及性能。由于DPC系统功率内环采用一个开关表同时控制瞬时有功功率和无功功率，导致暂态过程中功率、直流电压出现了较大的波动；同时，在负载电流扰动时会产生较大的直流动态压降。对此，提出了交替采用有功功率开关表和无功功率开关表的双开关表控制新策略，可提高系统的动、静性能；同时，在负载电流扰动时，通过负载电流反馈控制双开关表转换信号的占空比，可减少直流动态压降或消除稳态直流压降。仿真和实验结果，证实了双开关表控制策略的可行性。

PWM整流器的一种快速电流控制方法

钟炎平沈颂华

在电压型PWM整流器的控制中，广泛采用在同步旋转坐标系下的直接电流控制方法和双闭环控制结构。在这种控制方法中，由于有功电流和无功电流是分别进行控制的，只对每个变量单独进行了分析，没有对两个变量进行综合统筹的考虑，结果使电流不能快速地跟踪参考电流，没有达到更优的控制。该文艺界通过对影响电流动态响应速度的因素进行深入的分析，提出了利用动态过程中的无功电流来提高有功电流动态响应速度的一种新的控制方法。仿真结果表明，这种控制方法具有优良的稳态性能和快速的动态响应。由于实现简单，这种控制方法具有一定的实用价值。

电压型PWM（VSR）整流器双闭环控制方法

Method of Double Closed-Loop Control for PWM Voltage Rectifier

周佩娟黄守道张榜英

依据电压型PWM整流器在d-q同步旋转坐标系下的数学模型，按照系统控制目标，采用电压外环、电流内环的双闭环控制方法，稳定电压型PWM整流器输出直流电压，控制其输入电路的波形和相角，仿真验证该控制方法合理有效。

多相DC—DC电路中PWM控制技术的研究

A Study of the PWM Control Technology for Multiphase DC-DC Circuits

宋飞胡世平姚信安

本文对多相DC-DC电路中的PWM控制技术进行了研究．对电压型PWM控制和电流型PWM控制进行了简单比较，提出了基于快速主动均流技术的电流型控制方法，并将这种方法应用于工程设计。实验证明，采用快速主动均流技术消除了器件性能不一致带来的影响。

ZVT PWM直流变换器的改进研究

Research on Improvement of Zero-voltage-transition PWM Direct-current Converters

伊林林郑晓兰宁媛

本文分析了典型的零电压转换（Zero Voltage Transition，ZVT）PWM直流变换器的基本工作原理并阐述其缺点。文章提出一种改进型的ZVT PWM DC—DC变换器电路，全面分析了这种变换器的T作原理，并利用PSpice软件对其进行仿真。

单周期控制三相PWM整流器在不对称电网下的研究

Study on Three-phase PWM Rectifier with One-cycle Control in Unbalanced Systems

占文涛何礼高

传统的矢量模式单周期控制三相PWM整流器是基于对称电网系统下研究的，功率因数约为1，输入谐波低，且与双极型单周期控制相比，具有更低的开关损耗。当三相电网不对称时，三相输入电流跟踪电网电压的非零序分量，采用传统电网电压选择矢量区间不能保证三相PWM整流器具有较低的开关损耗，且在电网极端缺相故障时，系统不能正常工作。本文采用电网电压非零序分量选择矢量区间，并对矢量区间状态进行分析比较，结果证明所采取的方法能保证系统在任何情况下开关损耗最低。最后对三相PWM整流器工作于不对称电网情况下进行了仿真研究，仿真结果表明采用电网电压非零序分量选择矢量区间能保证电网电压在缺相故障时系统仍能正常工作，并且所采用的单周期控制同时满足对称电网系统。

三相电压型PWM整流器空间矢量控制研究和仿真分析

The Space Vector Control and Simulation Analysis of The Three Phase Voltage PWM Rectifier

王会涛邓军姚彬

以电压空间矢量控制的基本原理和概念为基础，结合Matlab／Simulink软件包构建了三相PWM整流器空间矢量控制系统的仿真模型，并详细给出各模型的具体参数。仿真结果显示，该方法简单，控制精度高，用于三相PWM整流器中具有良好动、静态性能。

基于PWM技术的X荧光仪稳压电源设计

The Design Of High-voltage And Stable Power Based On PWM Technology

孙华敖吴建平

介绍了一种基于脉宽调制（PWM）技术的高压稳压电源，主要用于闪烁、正比探测器的高压偏置源。在所制作的PCB板上，采用集成电路方案，由PWM集成控制器TL494产生矩形波控制信号，选用变压器隔离正激式变换器拓扑。经过试验测试，输出高压1000V时，输出电压稳定度小于4．9％、纹波小于400mV。电源性能稳定可靠，可用于便携式X荧光分析仪探测器的高压偏置源。