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PWM

Der Begriff PWM-Modulation steht für Pulsweitenmodulation und stammt von (englisch) Pulse Width Modulation ab. Die Pulsweitenmodulation wird überwiegend in der Steuerungs- und Regelungstechnik verwendet. Mit einem PWM-Signal kann man z.B. die Helligkeit von LEDs oder die Drehzahl von Motoren steuern.
Mit PWM wird ein analoges Signal mit Hilfe digitaler Impulse dargestellt. Diese Aufgabe wird dadurch realisiert, dass man bei konstanter Frequenz einen rechteckigen Impuls generiert, dessen Länge variiert. Die ausschlaggebende Eigenschaft des PWM-Impulses ist das Verhältnis zwischen Länge des Impulses (Vollausschlag, HIGH) und Länge der Pause (LOW). Bei niedrigeren Ausgangswerten werden die Impulse (Vollausschlag) sehr kurz, die Pausen dagegen entsprechend länger. Bei höheren Werten ist das Verhalten umgekehrt. Die Impulse werden länger, die Pausen kürzer.

Wenn wir eine Spannung von 24V betrachten, würde bei einem Verhältnis von 50% zwischen Puls und Pause am Ausgang eine Effektivspannung von 12 V entstehen.

pwm Signale

Die Effektivspannung würde bei dem oberen Verlauf (kurzer Impuls) kleiner ausfallen als bei dem unterem Verlauf (langer Impuls).

Das PWM-Signal hat stets eine feste Amplitude und Frequenz. Lediglich die Länge des PWM-Impulses verändert sich.
Die Bildung eines PWM-Signals wird meist mit Hilfe von Transistoren realisiert. Es werden dabei zwei Zustände des Transistor verwendet: er leitet entweder vollständig oder sperrt. Es gibt also nur zwei Zustände: Ein und Aus.

pwm Signal am Osziloskop

Ein PWM-Signal mit langen Impulsen und kurzen Pausen.


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