Что такое широтно импульсная модуляция: Что такое ШИМ (широтно-импульсная модуляция), простым и понятным языком для новичка

Широтно-импульсная модуляция — Википедия. Что такое Широтно-импульсная модуляция

График, иллюстрирующий применение трёхуровневой ШИМ для управления электродвигателем, которая используется в приводах асинхронных электродвигателей с переменной частотой. Напряжение от ШИ-модулятора, подаваемое на обмотку машины изображено синим (V). Магнитный поток в статоре машины показан красным (B). Здесь магнитный поток имеет приблизительно синусоидальную форму, благодаря соответствующему закону ШИМ.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путём изменения скважности импульсов, при постоянной частоте. Различают аналоговую ШИМ и цифровую ШИМ, двоичную (двухуровневую) ШИМ и троичную (трёхуровневую) ШИМ^[1].

Причины распространения ШИМ

Основной причиной применения ШИМ является стремление к повышению КПД при построении вторичных источников питания электронной аппаратуры и в других узлах, например, ШИМ используется для регулировки яркости подсветки LCD-мониторов и дисплеев в телефонах, КПК и т.п..

Тепловая мощность, выделяемая на ключе при ШИМ

В ШИМ в качестве ключевых элементов использует транзисторы (могут быть применены и др. полупроводниковые приборы) не в линейном, а в ключевом режиме, то есть транзистор всё время или разомкнут (выключен), или замкнут (находится в состоянии насыщения). В первом случае транзистор имеет почти бесконечное сопротивление, поэтому ток в цепи весьма мал, и, хотя всё напряжение питания падает на транзисторе, выделяемая на транзисторе мощность практически равна нулю. Во втором случае сопротивление транзистора крайне мало, и, следовательно, падение напряжения на нём близко к нулю — выделяемая мощность также мала. В переходных состояниях (переход ключа из проводящего состояния в непроводящее и обратно) мощность, выделяемая в ключе, значительна, но так как длительность переходных состояний крайне мала, по отношению к периоду модуляции, то средняя мощность потерь на переключение оказывается незначительной.

1. Rtr→∞↔P=U2R→0{\displaystyle R_{tr}\rightarrow \infty \leftrightarrow P={{\frac {{U}^{2}}{R}}\rightarrow 0}}

2. Rtr→0↔P=I2R→0{\displaystyle R_{tr}\rightarrow 0\leftrightarrow P={I}^{2}R\rightarrow 0}

Принцип работы ШИМ

Аналоговая ШИМ

Один из методов двухуровневой ШИМ с помощью аналогового компаратора. На один из входов компаратора подаётся пилообразное напряжение от вспомогательного генератора, на другой вход — модулирующее напряжение. Состояние выхода компаратора — ШИ-модуляция. На рис.: сверху — пилообразный сигнал и модулирующее напряжение, снизу — результат ШИМ.

ШИМ-сигнал генерируется аналоговым компаратором, на один вход (по рисунку — на инвертирующий вход компаратора) которого подаётся вспомогательный опорный пилообразный или треугольный сигнал, значительно большей частоты, чем частота модулирующего сигнала, а на другой — модулирующий непрерывный аналоговый сигнал. Частота повторения выходных импульсов ШИМ равна частоте пилообразного или треугольного напряжения. В ту часть периода пилообразного напряжения, когда сигнал на инвертирующем входе компаратора выше сигнала на неинвертирующем входе, куда подается модулирующий сигнал, на выходе получается отрицательное напряжение, в другой части периода, когда сигнал на инвертирующем входе компаратора ниже сигнала на неинвертирующем входе — будет положительное напряжение^[2].

Аналоговая ШИМ реализуется с помощью компаратора, на один вход которого подаются треугольный или пилообразный периодический сигнал со вспомогательного генератора, а на другой — модулирующий сигнал. На выходе компаратора образуются периодические прямоугольные импульсы с переменной шириной, скважность которых изменяется по закону модулирующего сигнала, а частота равна частоте треугольного или пилообразного сигнала и обычно постоянна.

Аналоговая ШИМ применяется в усилителях низкой частоты класса «D».

Цифровая ШИМ

В двоичной цифровой технике, выходы в которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень, либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V(n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг друга каждый такт T. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала ~V(n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длительности полученных импульсов переменной ширины ~V(n) кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/(T*2^N). Низкая частота означает длительные, относительно T, периоды постоянства сигнала одного уровня, что даёт невысокую равномерность распределения импульсов.

Описанная цифровая схема генерации подпадает под определение однобитной (двухуровневой) импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). 1-битную ИКМ можно рассматривать в терминах ШИМ как серию импульсов частотой 1/T и шириной 0 либо T. Добиться усреднения за менее короткий промежуток времени позволяет имеющаяся передискретизация. Высоким качеством обладает такая разновидность однобитной ИКМ, как импульсно-плотностная модуляция (англ.)русск., которая ещё именуется импульсно-частотной модуляцией.

Восстанавливается непрерывный аналоговый сигнал арифметическим усреднением импульсов за много периодов при помощи простейшего фильтра низких частот. Хотя обычно даже этого не требуется, так как электромеханические составляющие привода обладают индуктивностью, а объект управления (ОУ) — инерцией, импульсы с выхода ШИМ сглаживаются и ОУ, при достаточной частоте ШИМ-сигнала, ведёт себя как при управлении обычным аналоговым сигналом.

В цифровой ШИМ период делится на части, которые заполняются прямоугольными подымпульсами. Средняя величина за период зависит от количества прямоугольных подымпульсов.
Цифровая ШИМ — приближение бинарного сигнала (с двумя уровнями — вкл/выкл) к многоуровневому или непрерывному сигналу так, чтобы их средние значения за период времени t2−t1{\displaystyle t_{2}-t_{1}} были бы приблизительно равны.

Формально это можно записать так:

∫t1t2x(t)dtt2−t1=∑i=1nA∗ΔTit2−t1,{\displaystyle {\int _{t_{1}}^{t_{2}}{x(t)\,dt} \over {t_{2}-t_{1}}}={\sum _{i=1}^{n}{A*\Delta T_{i}} \over {t_{2}-t_{1}}},}

где x(t){\displaystyle x(t)} — входной сигнал в пределах от t₁ до t₂, а
ΔTi=t2−t1n{\displaystyle \Delta T_{i}={\frac {t_{2}-t_{1}}{n}}} — продолжительность i -го ШИМ подымпульса, каждого с амплитудой A. n выбирается таким образом, чтобы за период разность суммарных площадей (энергий) обеих величин была меньше допустимой:

∫t1t2x(t)dt−∑i=1nA∗ΔTi<E{\displaystyle \int _{t_{1}}^{t_{2}}{x(t)\,dt}-\sum _{i=1}^{n}{A*\Delta T_{i}}<E}.

Управляемыми «уровнями», как правило, являются параметры питания силовой установки, например, напряжение импульсных преобразователей /регуляторов постоянного напряжения/ или скорость электродвигателя. Для импульсных источников x(t) = U_const стабилизации.

В цифровой ШИМ прямоугольные подымпульсы, заполняющие период, могут стоять в любом месте периода, на среднюю величину за период влияет только их количество. Например, при разбиении периода на 8 частей последовательности 11110000, 11101000, 11100100, 11100010, 11100001 и др. дают одинаковую среднюю за период величину, но отдельно стоящие «1» ухудшают режим работы ключа (транзистора).

В качестве ШИМ можно использовать даже COM-порт. Так как 0 передаётся как 0 0000 0000 1 (8 бит данных + старт/стоп), а 255 как 0 1111 1111 1, то диапазон выходных напряжений — 10-90 % с шагом в 10 %.

См. также

Примечания

Ссылки

Векторная широтно-импульсная модуляция — Википедия. Что такое Векторная широтно-импульсная модуляция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Векторная широтно-импульсная модуляция (не путать с векторным управлением) — один из методов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), использующийся для управления активными трёхфазными преобразователями. При векторной модуляции вычисляются не мгновенные значения напряжений, прикладываемых к обмоткам, а моменты подключения обмоток к силовому мосту с целью формирования заданного вектора напряжения (что и отображено в названии метода). Существуют различные способы векторной ШИМ. В частности, некоторые способы позволяют снизить потери в силовых ключах и синфазную помеху за счёт минимизации количества переключений силовых ключей за один период коммутации; другие способы позволяют улучшить гармонический состав генерируемого напряжения. Метод интенсивно развивается с 1990-х годов, благодаря развитию микроконтроллерного управления и силовых компонентов, в частности, транзисторов. Несмотря на схожесть названий, метод векторной широтно-импульсной модуляции, строго говоря, не является разновидностью векторного управления, обычно подразумевающего некоторую структуру для управления векторами тока и напряжения электродвигателей, электрогенераторов и сетевых инверторов.

Пример

Типичная структура трёхфазного моста, питаемого источником постоянного напряжения

Базовые векторы для коммутации типичного трёхфазного моста при векторной ШИМ (см. рисунок справа)

Примечание. +V_dc — напряжение на «+»-шине постоянного тока; -V_dc — напряжение на «-«-шине постоянного тока.

Все возможные восемь базовых векторов для трёхфазного инвертора при векторной широтно-импульсной модуляции. В качестве примера рассмотрен формируемый вектор V_ref. V_{ref_MAX} — максимальная амплитуда вектора V_ref в зоне линейной модуляции.
Генерация пространственного вектора U_a = V_ref с помощью базовых векторов
Длительность нулевого вектора влияет на амплитуду результирующего вектора

Визуализация принципа получения большего выходного напряжения в векторной ШИМ по сравнению с первоначально изобретенной синусоидальной ШИМ. На рисунке показано изменение во времени потенциалов фаз относительно потенциала минусовой шины звена постоянного тока. В синусоидальной ШИМ потенциал средней точки нагрузки составляет половину от напряжения звена постоянного тока, а в шестисекторной векторной ШИМ (наиболее распространенная) потенциал средней точки «плавает»

Ссылки

Векторная широтно-импульсная модуляция — Википедия. Что такое Векторная широтно-импульсная модуляция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Векторная широтно-импульсная модуляция (не путать с векторным управлением) — один из методов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), использующийся для управления активными трёхфазными преобразователями. При векторной модуляции вычисляются не мгновенные значения напряжений, прикладываемых к обмоткам, а моменты подключения обмоток к силовому мосту с целью формирования заданного вектора напряжения (что и отображено в названии метода). Существуют различные способы векторной ШИМ. В частности, некоторые способы позволяют снизить потери в силовых ключах и синфазную помеху за счёт минимизации количества переключений силовых ключей за один период коммутации; другие способы позволяют улучшить гармонический состав генерируемого напряжения. Метод интенсивно развивается с 1990-х годов, благодаря развитию микроконтроллерного управления и силовых компонентов, в частности, транзисторов. Несмотря на схожесть названий, метод векторной широтно-импульсной модуляции, строго говоря, не является разновидностью векторного управления, обычно подразумевающего некоторую структуру для управления векторами тока и напряжения электродвигателей, электрогенераторов и сетевых инверторов.

Пример

Типичная структура трёхфазного моста, питаемого источником постоянного напряжения

Базовые векторы для коммутации типичного трёхфазного моста при векторной ШИМ (см. рисунок справа)

Примечание. +V_dc — напряжение на «+»-шине постоянного тока; -V_dc — напряжение на «-«-шине постоянного тока.

Все возможные восемь базовых векторов для трёхфазного инвертора при векторной широтно-импульсной модуляции. В качестве примера рассмотрен формируемый вектор V_ref. V_{ref_MAX} — максимальная амплитуда вектора V_ref в зоне линейной модуляции.
Генерация пространственного вектора U_a = V_ref с помощью базовых векторов
Длительность нулевого вектора влияет на амплитуду результирующего вектора

Визуализация принципа получения большего выходного напряжения в векторной ШИМ по сравнению с первоначально изобретенной синусоидальной ШИМ. На рисунке показано изменение во времени потенциалов фаз относительно потенциала минусовой шины звена постоянного тока. В синусоидальной ШИМ потенциал средней точки нагрузки составляет половину от напряжения звена постоянного тока, а в шестисекторной векторной ШИМ (наиболее распространенная) потенциал средней точки «плавает»

Ссылки

Широтная импульсная модуляция (ШИМ)

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 9Следующая ⇒

Параметр модуляции при ШИМ—длительность импульсов т— не входит явно в формулу (3.103), и поэтому для аналитической запи­си ШИМ представим периодическую последовательность импуль­сов в следующей форме:

(5.9)

где f₁(t-t_k), f₂(t-t`_k) —функции, описывающие закон изменения переднего и заднего фронтов импульсов соответственно.

При отсутствии модуляции моменты появления переднего и заднего фронтов (рис. 5.4)

(5.10)

Длительность модулированных импульсов определяется из рис. 5.46 следующим образом:

(5.11)

где , — мгновенные отклонения переднего и заднего фронтов при модуляции.

Рис. 5.4

Различают два вида модуляции импульсов по ширине (рис. 5.46 и в): двустороннюю (ШИМ) и одностороннюю широтные модуля­ции (ОШИМ). Широтная модуляция называется двусторонней симметричной, если оба фронта импульсов сдвигаются на одина­ковые временные интервалы, в противном случае ее называют двусторонней несимметричной.

Для симметричной ШИМ , и поэтому из выражения (5.11) получается

(5.12)

Изменения длительности импульсов вызываются модулирую­щим напряжением r(t), поэтому последнее соотношение можно представить в следующей форме:

где А_шим[мксек/В] — крутизна характеристики модулятора ШИМ.

Принимая во внимание выражение (4.11), для получаем

(5.13)

Здесь

(5.14)

— коэффициент широтной ‘модуляции импульсов;

(5.15)

— максимальное отклонение фронта импульсов в одну сторону.

Односторонняя широтная модуляция (ОШИМ) определяется аналогично выражению (5.13), при этом числитель в соотношении (5.14) будет в два раза меньше. Поскольку всегда должно выпол­няться условие при ШИМ и условие при ОШИМ, коэффициент широтной модуляции в первом и во втором случаях должен удовлетворять требованию <1.

В зависимости от того, каким образом устанавливается связь между моментом отсчета мгновенных значений модулирующей функции r(t) и шириной импульса, различают широтную импульс­ную модуляцию первого рода (ШИМ-1) и второго рода (ШИМ-2).

В случае ШИМ-1 длительность импульсов определяется зна­чениями модулирующей функции r(t) в моменты возникновения переднего или заднего фронта импульсов (рис. 5.4), т. e.

(5.16)

При ШИМ-2 длительность импульсов пропорциональна мгно­венным значениям модулирующего напряжения в тактовых точ­ках, т. e.

(5.17)

Обычно применяется ОШИМ-1. При различие между ШИМ-1 и ШИМ-2 несущественно.

Широтную импульсную модуляцию можно получить несколькими способами. В частности, Для этой цели используются схемы, действие которых основано на сравнении пилообразного напряжения с модулирующим r(t), релак­сационные схемы, например запертый мультивибратор, фантастрон и т.п. схе­мы с использованием ферриттранзисторных элементов.

3. Временная импульсная модуляция (ВИМ)

При временной импульсной модуляции сдвиг импульсов относительно тактовых точек изменяется по закону r(t), отображающему передаваемую информацию (рис. 5.7). Последова­тельность импульсов, модулированных по положению, можно по­лучить из выражения (5.9), если принять, что разность моментов возникновения переднего и заднего фронтов постоянна и равна длительности импульсов t, поэтому для ВИМ

(5.20)

где

(5.20а).

В зависимости от закона изменения различают два вида временной импульсной модуляции: фазовую импульсную модуляцию (ФИМ) и частотную импульсную модуляцию (ЧИМ). Различие между ФИМ и ЧИМ такое же, как и между ФМ и ЧМ (гл. 4). Остановимся сначала на рассмотрении фазовой импульсной мо­дуляции.

Рис. 5.7

Уравнение, определяющее Моменты возникновения канальных импульсов, в обозначениях рис. 5.7 будет

где — крутизна характеристики модулятора ФИМ.

Подставляя в последнее выражение r(t) через нормированную функцию сообщения D(t) формулы (4.11), получаем

(5.21)

Здесь — максимальная девиация импульсов.

Если моменты возникновения импульсов подчиняются законо­мерности (5.21), то получаем фазовую импульсную модуляцию. Существует несколько разновидностей ФИМ, в частности фазовая импульсная модуляция первого рода (ФИМ-1) и второго рода (ФИМ-2).

ПРИ ФИМ-1 моменты возникновения импульсов

(5-22)

т. е. временной сдвиг импульса пропорционален значению модулирующей функции D(t) в момент появления этого же импульса (рис. 5.7).

Моменты возникновения импульсов при ФИМ-2

(5.23)

В данном случае временной сдвиг импульсов пропорционален значениям модулирующего напряжения в тактовых точках. Различие между ФИМ-1 и ФИМ-2 становится несущественным, если выполнено условие 1, где Q — частота модулирующего напряжения.

Фазовую импульсную модуляцию можно получить из широтной, если последовательность модулированных по ширине импульсов продифференцировать и исключить из последовательности импульсы, соответствующие неподвижно­му фронту. Нетрудно убедиться, что при таком способе получения фазоимпульсной модуляции ОШИМ-1 переходит в ФИМ-l, а ОШИМ-2 соответственно в ФИМ-2. Следовательно, все способы и схемы получения ОШИМ пригодны также и для получения ФИМ.

Фазовую импульсную модуляцию можно также получить из модулированного по фазе синусоидального колебания двусторонним его ограничением с по­следующим дифференцированием результата и оставлением импульсов какой-либо одной полярности. В многоканальных системах для получения ФИМ ши­роко применяются специальные электронные приборы: циклофоны, электронные коммутаторы и т. п.

В основу работы значительного класса модуляторов ФИМ, широко рас­пространенных в радиотелеметрии, положен так называемый принцип динами­ческой компенсации. Модуляторы, работающие на этом принципе, позволяют получить ФИМ сравнением некоторого опорного напряжения с напряжением сообщения r(t). Принципиальная схема модулятора ФИМ, реализующая ука­занный принцип, показана на рис. 5.8. Компенсирующее напряжение и напря­жение сообщения r(t) сравниваются нульиндикатором на диоде Д, на выходе которого в момент равенства напряжений возникает импульс. В качестве ком­пенсирующего используется синусоидальное напряжение тактовой частоты. Компенсирующие напряжения всех каналов сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол

Перейдем теперь к частотной импульсной модуляции (ЧИМ). При ЧИМ частота периодической последовательности импуль­сов F_п изменяется по закону, отображающему передаваемую ин­формацию. Так же, как и при ФИМ, канальные импульсы сдвига­ются относительно тактовых точек, однако сдвиги импульсов под­чиняются другой закономерности. Можно показать [2], что при ЧИМ моменты возникновения импульсов определяются следую­щим соотношением:

(5.24)

где — максимальная девиация частоты повто­рения —— постоянный для всех импульсов сдвиг.

Для сравнения ФИМ и ЧИМ рассмотрим частный случай, ког­да модулирующая функция

Из соотношения (5.24) для моментов tk получим

(5.25)

где

(5.26)

— максимальный временной сдвиг импульсов при ЧИМ.

Аналогичным способом можно получить следующее выражение для максимальной девиации импульсов при ФИМ:

(5.27)

Итак, при ЧИМ девиация импульсов обратно пропорциональна частоте W модулирующего напряжения r(t), в то время как для ФИМ такая зависимость не имеет места. Установленное различие совпадает с полученным ранее результатом для ЧМ и ФМ (см. рис. 4.9).

Из соотношений (5.26) и (5.27) видно, что при ФИМ макси­мальная величина временного сдвига выбирается независимо от спектра частот передаваемых сообщений, в то время как при ЧИМ Dt_макс необходимо привести в соответствие с минимальной частотой спектра W_мин модулирующей функции. Следовательно, ЧИМ нецелесообразно применять в многоканальных системах при передаче низких модулирующих частот. Чем выше значение низ­шей частоты спектра передаваемых частот, тем меньше требуемая девиация Dt_макс и тем большее число каналов можно реализовать в системе с ЧИМ.

Один из возможных способов получения ЧИМ основан на использова­нии различия между частотной и фазовой модуляциями [см. выражение (5.26) и (5.27)]. Для получения ЧИМ этим способом используются схемы получения ФИМ, однако, модулирующее напряжение r(t) перед подачей на модулятор про­пускают через линейный четырехполюсник, амплитудно-частотная характеристи­ка которого меняется обратно пропорционально частоте модуляции, что и тре­буется при ЧИМ.

Второй способ получения ЧИМ основан на преобразовании частотно-моду­лированного колебания посредством двустороннего ограничения с последующим дифференцированием в последовательность импульсов модулированных по ча­стоте повторения. Иногда для получения ЧМ применяется мультивибратор, ча­стота колебаний которого может легко модулироваться.



Векторная широтно-импульсная модуляция — Википедия. Что такое Векторная широтно-импульсная модуляция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Векторная широтно-импульсная модуляция (не путать с векторным управлением) — один из методов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), использующийся для управления активными трёхфазными преобразователями. При векторной модуляции вычисляются не мгновенные значения напряжений, прикладываемых к обмоткам, а моменты подключения обмоток к силовому мосту с целью формирования заданного вектора напряжения (что и отображено в названии метода). Существуют различные способы векторной ШИМ. В частности, некоторые способы позволяют снизить потери в силовых ключах и синфазную помеху за счёт минимизации количества переключений силовых ключей за один период коммутации; другие способы позволяют улучшить гармонический состав генерируемого напряжения. Метод интенсивно развивается с 1990-х годов, благодаря развитию микроконтроллерного управления и силовых компонентов, в частности, транзисторов. Несмотря на схожесть названий, метод векторной широтно-импульсной модуляции, строго говоря, не является разновидностью векторного управления, обычно подразумевающего некоторую структуру для управления векторами тока и напряжения электродвигателей, электрогенераторов и сетевых инверторов.

Пример

Типичная структура трёхфазного моста, питаемого источником постоянного напряжения

Базовые векторы для коммутации типичного трёхфазного моста при векторной ШИМ (см. рисунок справа)

Примечание. +V_dc — напряжение на «+»-шине постоянного тока; -V_dc — напряжение на «-«-шине постоянного тока.

Все возможные восемь базовых векторов для трёхфазного инвертора при векторной широтно-импульсной модуляции. В качестве примера рассмотрен формируемый вектор V_ref. V_{ref_MAX} — максимальная амплитуда вектора V_ref в зоне линейной модуляции.
Генерация пространственного вектора U_a = V_ref с помощью базовых векторов
Длительность нулевого вектора влияет на амплитуду результирующего вектора

Визуализация принципа получения большего выходного напряжения в векторной ШИМ по сравнению с первоначально изобретенной синусоидальной ШИМ. На рисунке показано изменение во времени потенциалов фаз относительно потенциала минусовой шины звена постоянного тока. В синусоидальной ШИМ потенциал средней точки нагрузки составляет половину от напряжения звена постоянного тока, а в шестисекторной векторной ШИМ (наиболее распространенная) потенциал средней точки «плавает»

Ссылки

Широтно-импульсная модуляция — OpenLabPro.com

перейти к содержанию

• Продукты
  • Платформы встраиваемого проектирования
  • Платы для разработки встроенных
  • Встроенные базовые комплекты разработки
  • Комплекты для разработки IoT «все в одном»
  • Платы датчиков
• Учебный центр

Интернет-курс

• Курс микроконтроллера PIC18
• Курс микроконтроллера PIC16
• Онлайн-курс ARM Cortex M
• Курс микроконтроллера 8051
• Встроенный курс C
• Учебные пособия по микроконтроллеру
• Бесплатные видео
• Библиотека учетных записей

9009

• Продукты
  • Платформы встроенного проектирования
  • Платы встроенных средств разработки
  • Встроенные базовые комплекты разработки
  • Универсальные комплекты разработки IoT
  • Платы датчиков
• Учебный центр
  • Internet of Thing s Курс
  • Курс микроконтроллера PIC18
  • Курс микроконтроллера PIC16

.

Как работает широтно-импульсная модуляция в VFD

Преобразователи частоты (VFD), используемые в промышленных приложениях, обеспечивают эффективный способ изменения скорости и крутящего момента подключенного двигателя. ЧРП состоит из трех основных частей: секции входного преобразователя, промежуточной шины постоянного тока и выходной части инвертора.

Рисунок 1 — ЧРП состоит из 3 основных частей

В секции преобразователя используется диодный мостовой выпрямитель для преобразования входного переменного напряжения в постоянное.Секция шины постоянного тока состоит из батареи конденсаторов, которая используется для сглаживания постоянного напряжения из секции преобразователя и обеспечения некоторой емкости хранения напряжения. Секция инвертора частотно-регулируемого привода принимает напряжение постоянного тока из шины постоянного тока и инвертирует его обратно в переменное напряжение и переменную частоту, используемое для управления двигателем.

Что такое широтно-импульсная модуляция (ШИМ)?

Процесс, связанный с преобразованием постоянного напряжения в переменное напряжение переменной частоты (VVVF) переменного напряжения в инверторной секции частотно-регулируемого привода, называется широтно-импульсной модуляцией или ШИМ.

Широтно-импульсная модуляция использует транзисторы, которые включают и выключают постоянное напряжение в определенной последовательности для создания выходного переменного напряжения и частоты. В большинстве частотно-регулируемых приводов сегодня используются биполярные транзисторы с изолированным затвором или IGBT. Типичная конфигурация IGBT в инверторной секции частотно-регулируемого привода показана ниже на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема выходного каскада IGBT ЧРП

Транзисторы действуют как переключатель, соединяющий шину постоянного тока между обмотками двигателя.ЧРП с входом 480 В переменного тока будет иметь шину постоянного тока примерно 678 В постоянного тока. Таким образом, «импульс» относится к включению и выключению транзисторов, производящих импульс напряжения с амплитудой приблизительно 678 В постоянного тока.

Задача управления ШИМ — создать выходной сигнал синусоидальной формы тока для создания крутящего момента в двигателе.

Чтобы ток протекал между двумя фазами двигателя, указанного выше, должен быть активирован по крайней мере один транзистор в верхней части диаграммы и один в нижней части диаграммы.Используя определенные комбинации транзисторов, можно индуцировать ток в любом направлении между фазами.

Например, если T1 и T6 разомкнуты, ток будет течь от положительного полюса шины постоянного тока через фазу U-V двигателя, а затем — через отрицательный полюс шины постоянного тока. Если T3 и T4 разомкнуты, то ток будет течь от положительной шины постоянного тока через фазу V-U двигателя к отрицательной.

Одним из преимуществ использования частотно-регулируемого привода с технологией ШИМ является возможность управлять величиной тока, проходящего через обмотки двигателя, что при работе роторного промышленного двигателя преобразуется в управление величиной крутящего момента на валу двигателя.

В случае ЧРП, в котором используется технология ШИМ, это достигается путем изменения среднеквадратичного напряжения на двигателе. Контролируя время включения и выключения каждого импульса, можно управлять результирующим среднеквадратичным напряжением на фазах двигателя. «Ширина» импульса влияет на результирующее выходное среднеквадратичное значение напряжения.

Более длительное время «ВКЛ» импульса приводит к более высокому среднеквадратичному напряжению на фазах.

ШИМ-представление с более длительным временем включения

Более короткое время «ВКЛ» импульсов приводит к более низкому среднеквадратичному напряжению на фазах двигателя.

ШИМ-представление с более коротким временем включения

Таким образом, модулируя ширину импульса на каждой последовательной полуволне, можно управлять среднеквадратичным напряжением на фазах двигателя. Результирующее переменное среднеквадратичное значение напряжения позволяет частотно-регулирующему преобразователю изменять величину тока, протекающего между фазами двигателя. Форма волны тока, создаваемая в процессе ШИМ, также зависит от частоты переключения IGBT.

Частота переключения

Частота переключения IGBT относится к скорости включения / выключения отдельных IGBT.Типичные используемые частоты переключения составляют 4 кГц, 8 кГц и даже до 16 кГц.

Более высокая частота переключения обеспечит более чистую форму волны для двигателя, поскольку будет больше импульсов на каждой полуволне. См. Сообщение в блоге KEB о частоте переключения для получения дополнительной информации.

В дополнение к крутящему моменту двигателя (току), скорость двигателя (частота) также может контролироваться с помощью ШИМ. Изменяя период импульсов напряжения, которые индуцируют ток в фазах двигателя, можно изменить результирующую частоту формы выходного тока.

Различные формы сигнала ШИМ приводят к разным выходным частотам

Сводка

Объединяя управление шириной импульса и периодом группы импульсов, ШИМ-приводы предоставляют средства для управления как напряжением, так и частотой на выходе двигателя переменного тока.

Возможность управления крутящим моментом и скоростью двигателя переменного тока открывает возможности применения для разработчиков машин. Скорость двигателя можно оптимизировать для конкретного применения для достижения более высокой эффективности системы (т.е.е. управление вентилятором). Скорость двигателя можно увеличить выше номинальной для увеличения производительности. Крутящий момент двигателя можно ограничить, чтобы защитить механические компоненты системы. Контролируемый запуск и остановка двигателей может устранить механические компоненты, которые могут со временем изнашиваться.

.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — TFTCentral

Введение

Широкий спектр условий
над тем, какие ЖК-мониторы используются, означает, что желательно производить дисплеи
чья яркость (яркость) может быть изменена, чтобы соответствовать как ярким, так и тусклым
среды. Это позволяет пользователю установить комфортный уровень экрана
яркость в зависимости от условий работы и внешнего освещения.
Производители обычно указывают максимальную яркость дисплея.
спецификации, но также важно учитывать нижний диапазон
регулировки возможны с экрана, поскольку вы, вероятно, никогда не захотите его использовать
на самом высоком уровне.Действительно, со спецификациями часто до 500
кд / м ² , вы будете
конечно нужно использовать экран на чем-то менее резком для глаз.
Напоминаем, что мы тестируем полный диапазон настроек подсветки и
соответствующие значения яркости во время каждого из наших обзоров. Во время нашего
в процессе калибровки мы также пытаемся настроить экран на настройку 120 кд / м ²
которая считается рекомендуемой яркостью для ЖК-монитора в нормальном
условия освещения. Этот процесс помогает понять, какие корректировки
вам нужно сделать экран, чтобы вернуть яркость, которую вы могли бы
на самом деле хочу использовать изо дня в день.

Изменение яркости дисплея
достигается за счет снижения общей светоотдачи как для CCFL-, так и для светодиодных
подсветка. Безусловно, наиболее распространенным методом уменьшения яркости подсветки является
называется широтно-импульсной модуляцией (PWM), которая уже много лет используется в настольных компьютерах.
и дисплеи ноутбуков. Однако этот метод не лишен некоторых проблем, и
внедрение дисплеев с высоким уровнем яркости и популяризация
Светодиодная подсветка дала побочные эффекты
ШИМ более заметен, чем раньше, и в некоторых случаях может быть источником видимого
мерцание, напряжение глаз, утомляемость глаз, головные боли и другие связанные с этим проблемы
для чувствительных к нему людей.Эта статья не предназначена для тревог, но
предназначен для демонстрации того, как работает ШИМ и почему он используется, а также как тестировать
дисплей, чтобы увидеть его эффекты более четко. Мы также рассмотрим методы
некоторые производители теперь принимают меры для решения этих проблем и предоставляют
Подсветка без мерцания. По мере роста осведомленности все больше и больше производителей
уделяют внимание здоровью глаз с помощью своих мониторов.

Что такое ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
один метод уменьшения воспринимаемой яркости дисплеев, который достигается за счет
очень быстрое включение и выключение подсветки с частотой, которую вы не можете
необходимо обнаружить невооруженным глазом, но это может привести к проблемам с глазами,
головные боли и т. д.Этот метод обычно означает, что на 100%
яркость: на подсветку подается постоянное напряжение, и она постоянно
горит При понижении яркости контролируйте воспринимаемую яркость для пользователя.
сокращается за счет ряда возможных управляющих факторов:

1) Частота — Подсветка периодически включается и выключается очень
быстро, и этот цикл обычно происходит в
фиксированная частота (в Гц). Скорость этого цикла может повлиять на то,
является видимым или воспринимаемым пользователем, причем более высокие частоты потенциально
менее проблематично.Известно, что ШИМ работает на низких частотах 180 —
Например, 240 Гц, что может быть проблематичнее, чем выше
частоты в диапазоне килогерц (например, 18000 Гц).

2) Модуляция — Модуляция цикла влияет на
воспринимаемая яркость, и это описывает разницу между
яркость в состоянии «включено» и «выключено». В некоторых примерах подсветка
полностью выключен во время цикла, так что он буквально включается / выключается
быстро во всем диапазоне регулировки яркости.В этих примерах
Выходная яркость в действительности контролируется только рабочим циклом (см. пункт 3). В
другие примеры: подсветка не всегда выключается полностью, но
скорее напряжение, приложенное к подсветке, быстро меняется,
что приводит к меньшим различиям между включенным и выключенным состояниями. Часто это
модуляция будет узкой в ​​диапазоне высокой яркости дисплея, но как
при дальнейшем уменьшении модуляция становится шире, пока не достигнет точки, в которой
подсветка полностью выключается.Оттуда изменение
рабочий цикл (точка 3) управляет дальнейшими изменениями выходной яркости.

3) Рабочий цикл — Доля каждого цикла, в течение которого включается подсветка.
в состоянии «включено»
называется рабочий цикл . Изменяя этот рабочий цикл, общий световой поток
подсветки можно изменить. По мере уменьшения яркости для достижения более низкого
яркости, рабочий цикл становится все короче, а время, в течение которого
подсветка становится короче, а время, на которое она выключена,
дольше.Этот метод работает визуально, так как включение подсветки
и выключение достаточно быстро означает, что пользователь не может видеть это мерцание, потому что оно
лежит выше их порога слияния мерцания (подробнее об этом позже).

Выше мы можем видеть графики мощности подсветки.
используя «идеальную» ШИМ на несколько циклов.Максимальная мощность этой подсветки в
пример — 100
кд / м ² ,
а воспринимаемая яркость для случаев 90%, 50% и 10% составляет: 90, 50 и 10
кд / м ²
соответственно. Процент модуляции — это соотношение между минимальным и
максимальная яркость во время цикла, и здесь она составляет 100%, поэтому она полностью
включается и выключается. Обратите внимание, что во время дежурства
Включите максимальную яркость подсветки.

Аналоговые (не ШИМ) графики
соответствующие этим воспринимаемым уровням яркости будут выглядеть, как показано ниже.В этом случае модуляции нет. Это метод, используемый для устранения мерцания
подсветки, о которой мы поговорим чуть позже.

Почему используется ШИМ

Основные причины использования
ШИМ заключается в том, что его просто реализовать, требуя только, чтобы подсветка могла быть
включается и выключается быстро, а также дает большой диапазон возможной яркости.

Подсветку CCFL можно затемнить
уменьшив ток через лампочку, но только примерно в 2 раза
из-за их строгих требований к току и напряжению.Это оставляет ШИМ в качестве
Единственный простой способ достижения большого диапазона яркости. Лампа CCFL находится в
Обычно инвертор управляет циклическим включением и выключением со скоростью порядка 10
килогерц и находится за пределами видимого для человека диапазона мерцания. Однако,
цикл ШИМ обычно происходит на гораздо более низкой частоте, около 175 Гц, что
может производить артефакты, видимые людям.

Яркость светодиодной подсветки
можно значительно отрегулировать, изменив ток, проходящий через них, хотя
это приводит к небольшому изменению цветовой температуры.Этот аналог
подход к яркости светодиодов также нежелателен, поскольку сопутствующие схемы
необходимо учитывать тепло, выделяемое светодиодами. Светодиоды нагреваются при включении,
что снижает их сопротивление и дополнительно увеличивает ток, протекающий через
их. Это может быстро привести к использованию тока утечки в светодиодах очень высокой яркости.
и заставляют их выгорать. Используя ШИМ, ток можно заставить удерживать
постоянное значение в течение рабочего цикла, то есть цветовая температура всегда
такие же и текущие перегрузки не проблема.

Побочные эффекты
ШИМ

Хотя ШИМ привлекателен для
производители оборудования по причинам, изложенным выше, он также может вводить
отвлекающие визуальные эффекты при неосторожном использовании. Чтобы понять, что такое
когда нас видят, нам нужно смотреть на мерцание на реальных дисплеях. Ниже показан
видео, на котором задняя подсветка CCFL меняет цикл в 40 раз медленнее, чем обычно, так что мерцание
видно более отчетливо. График яркости компонентов RGB на
одиночный цикл показан чуть ниже.Этот конкретный дисплей настроен на
минимальная яркость, где мерцание должно быть наиболее выраженным. Как видно на обоих
на видео и сопутствующем сюжете общая яркость варьируется примерно в несколько раз
из 4 в течение каждого цикла. Что интересно, цвет подсветки тоже различается
значительно в течение каждого цикла. Скорее всего, это связано с
люминофорам в CCFL, которые имеют разное время отклика, и в этом случае мы
можно сделать вывод, что люминофор, участвующий в производстве синего, может как включаться, так и
гаснет быстрее, чем другие цвета.Использование люминофоров также означает подсветку
будет продолжать излучать свет в течение нескольких миллисекунд после того, как
отключается в конце рабочего цикла и дает более непрерывный уровень
свет (более низкая модуляция), чем в противном случае. Обратите внимание, что усредненная
цвет со временем остается нейтральным.

Мерцание от светодиодной подсветки обычно намного заметнее, чем от CCFL
подсветка с одинаковым рабочим циклом, потому что светодиоды могут включаться и
выключается намного быстрее и не продолжает «светиться» после отключения питания.Эта
означает, что там, где подсветка CCFL показывала довольно плавное изменение яркости,
Версия со светодиодной подсветкой показывает более резкие переходы между включенным и выключенным состояниями. Вот почему
совсем недавно тема ШИМ возникла в Интернете и в обзорах, так как
все больше и больше дисплеев переходят на блоки подсветки W-LED. Как видно
ниже, во время езды на велосипеде нет значительного изменения цвета подсветки.

Где действительно может проявиться эффект мерцания
play — это любое время, когда глаза пользователя движутся.При постоянном освещении без
мерцание (например, солнечный свет) изображение плавно размывается, и именно так мы обычно
воспринимать движение. Однако в сочетании с источником света, использующим ШИМ, несколько
дискретные остаточные изображения на экране могут восприниматься одновременно и уменьшать
читаемость и способность глаз фиксировать объекты. Из более раннего
анализ подсветки CCFL мы знаем, что ложный цвет может быть введен как
хорошо, даже когда исходное изображение одноцветное. Ниже показаны примеры
как текст может отображаться, когда глаза движутся по горизонтали под разными
подсветка.

Важно помнить, что это полностью из-за подсветки, а
сам дисплей показывает статичное изображение.Часто говорят, что люди не могут
видеть более 24 кадров в секунду (fps), что не соответствует действительности и на самом деле
соответствует приблизительной частоте кадров, необходимой для восприятия непрерывного движения.
Фактически, когда глаза двигаются (например, при чтении), можно увидеть
эффекты мерцания в несколько сотен герц. Возможность наблюдать мерцание
сильно различается у разных людей и даже зависит от того, куда смотрит пользователь
так как периферическое зрение наиболее чувствительно.

Так как же быстро включается и выключается подсветка с помощью ШИМ? Кажется, это зависит от
Тип используемой подсветки, с подсветкой на основе CCFL, почти все циклически работают с частотой 175 Гц или
175 раз в секунду.Сообщалось, что светодиодная подсветка обычно работает от
180 — 420 Гц, при этом
нижняя часть мерцает гораздо заметнее. Некоторые имеют даже более высокие частоты
> 2000 Гц, так что это действительно может варьироваться. Хотя это может показаться слишком быстрым, чтобы быть
видно, имейте в виду, что 175 Гц не намного быстрее, чем мерцание 100-120 Гц
наблюдается у светильников, подключенных напрямую к электросети.

100-120 Гц мерцание
люминесцентные лампы на самом деле связаны с такими симптомами, как сильное напряжение глаз
и головные боли у части населения, поэтому частые
Были разработаны балластные схемы, обеспечивающие практически непрерывный выход.Использование ШИМ
на низких частотах сводит на нет преимущества использования этих лучших балластов в
подсветки, потому что она превращает почти постоянный источник света обратно в тот, который
мерцает. Дополнительным соображением является то, что балласты низкого качества или неисправны.
в люминесцентных лампах задней подсветки может создавать слышимый шум. Во многих случаях это
усугубляется, когда вводится ШИМ, поскольку электроника теперь имеет дело с
дополнительная частота, с которой изменяется потребление энергии.

Также важно
различать разницу между мерцанием в ЭЛТ-дисплеях и CCFL и LED
TFT-дисплеи с подсветкой.Хотя ЭЛТ может мерцать до 60 Гц, только небольшая полоска
горит в любое время, пока электронная пушка сканирует сверху вниз. С
CCFL и светодиодная подсветка TFT отображает сразу всю поверхность экрана,
это означает, что за короткое время излучается гораздо больше света. Это может быть больше
отвлекает, чем в ЭЛТ в некоторых случаях, особенно если короткие рабочие циклы
используемый.

Само мерцание на дисплее
подсветка может быть тонкой и трудно различимой для некоторых людей, но
естественные вариации человеческого зрения, кажется, делают его ясно видимым для других.С ростом использования светодиодов высокой яркости это становится все более популярным.
необходимо использовать короткие рабочие циклы ШИМ для управления яркостью, вызывая мерцание
больше проблема. Пользователи проводят много часов каждый день, глядя на свои
мониторов, не следует ли нам учитывать долгосрочные эффекты как ощутимых, так и
незаметное мерцание?

Уменьшение эффектов
подсветки с ШИМ и без мерцания

Если вы обнаружите ШИМ подсветку
мерцание отвлекает или просто хочется посмотреть, не мешает ли его уменьшение читать на
монитора, я бы посоветовал вам попробовать следующее: Включите яркость
ваш монитор до максимума и отключите автоматическую регулировку яркости.Сейчас
используйте цветокоррекцию, доступную в драйверах видеокарты или калибровке
устройства, чтобы уменьшить яркость до нормального уровня (обычно путем регулировки
ползунок контрастности). Это снизит яркость и контраст вашего монитора.
оставляя подсветку максимально включенной во время циклов ШИМ. В то время как не
долгосрочное решение для большинства из-за пониженного контраста, этот метод может
помочь узнать, полезно ли сокращение использования ШИМ.

Конечно, гораздо лучший метод
было бы купить дисплей, не полагающийся на ШИМ для затемнения, или хотя бы один
который использует гораздо более высокую частоту переключения.У немногих производителей есть

реализован ШИМ на частотах, которые ограничивают видимые артефакты (значительно выше 500 Гц для CCFL и выше 2000 Гц для светодиодов). Кроме того, некоторые дисплеи
при использовании ШИМ не используют 100% рабочий цикл даже при полной яркости, то есть они
всегда будет производить мерцание. На самом деле в настоящее время может быть несколько светодиодных дисплеев.
доступны не использующие ШИМ, но до частоты и модуляции подсветки
внесены в список спецификаций, необходимо будет увидеть дисплей в
человек.Некоторые производители продвигают в своем ассортименте мониторы с отсутствием мерцания (BenQ,
Acer
например), которые предназначены для того, чтобы вообще не использовать ШИМ, а вместо этого использовать Direct
Текущий (DC) метод затемнения подсветки. Другие производители, такие как Eizo, говорят о
Подсветка без мерцания, но также перечислил гибридное решение для их подсветки
затемнение, где ШИМ используется для некоторой регулировки яркости
диапазон на нижнем конце. На самом деле, ШИМ-экран становится все более распространенной практикой.
свободен до определенной точки, а затем для использования ШИМ, чтобы действительно снизить
минимальная яркость оттуда.

Тестирование и
Интерпретация

Простой метод измерения
Частота ШИМ подсветки была бы идеальной, и, к счастью, это можно сделать, используя
только камера, которая позволяет вручную управлять выдержкой. Это может быстро
и легко определить частоты ШИМ в нижнем диапазоне, но может не подходить
для высокочастотной ШИМ. Он должен уметь обнаруживать ШИМ с частотой не менее 500 Гц.
хотя, но все, что выше, может выглядеть как сплошной блок, что предполагает бесполезность
ШИМ, хотя на самом деле он может просто использовать более высокую частоту.Дальше больше
сложные методы, такие как наш

настройка осциллографа потребуется для проверки состояния отсутствия мерцания для
определенно.

Инструкции
следующим образом:

Захват:

1. Установите на мониторе желаемые настройки для
   тестирование.

2. (Необязательно) Установите баланс белого камеры,
   получение показаний с экрана при отображении только белого цвета. Если невозможно,
   затем вручную установите баланс белого примерно на 6000K.

3. Отобразите одну вертикальную тонкую белую линию на
   черный фон на мониторе (подойдет ширина 1-3 пикселя). Изображение
   должно быть единственное, что видно.
   Вот
   пример, который вы, возможно, захотите сохранить и использовать, покажите его в полноэкранном режиме на вашем мониторе.

4. Установите камеру на использование выдержки от 1/2 до
   1/25 секунды. Возможно, вам потребуется установить светочувствительность ISO и диафрагму в
   чтобы захватить достаточно света. Убедитесь, что линия находится в фокусе на расстоянии
   вы держите его (при необходимости заблокируйте фокус).

5. Держите камеру примерно на 2 фута перед
   монитор и перпендикулярно (смотря прямо) к передней части. нажмите
   кнопку спуска затвора, медленно перемещая ее по экрану (оставшаяся
   перпендикуляр). Возможно, вам придется поэкспериментировать с перемещением камеры в разные
   скорости.

Постобработка:

6. Отрегулируйте яркость захваченного изображения так, чтобы
   узор хорошо виден.

7. Подсчитайте количество циклов, видимых в
   захваченное изображение.

8. Умножьте это количество на обратное значение
   Скорость затвора. Например, при выдержке 1/25 секунды и 7
   подсчитываются циклы, тогда количество циклов в секунду составляет 25 * 7 = 175 Гц.
   Это частота цикла подсветки.

Что мы делаем с этим
техника превращает временной эффект в пространственный, перемещая камеру
во время захвата.Единственный значительный источник света во время захвата изображения — это
тонкая линия на дисплее, которая отображается на последовательные столбцы на
датчик. Если подсветка мигает, в разных столбцах будут разные
значения яркости или цвета, определяемые подсветкой в ​​то время, когда она была
выставлены.

Распространенная проблема при первом
попытка использования этого метода заключается в том, что изображение получается слишком темным. Это можно смягчить
используя большую диафрагму камеры (меньшее диафрагменное число) или увеличивая значение ISO.Скорость затвора не является фактором экспозиции, поскольку мы используем ее только для
контролировать общее время воздействия. Яркость изображения также может быть
регулируется изменением скорости, с которой камера перемещается, с высокой скоростью
дает более темное изображение и большее временное разрешение, а медленная скорость делает ярче
изображение с более низким разрешением. Другая встречающаяся проблема — неравномерное расстояние
циклически повторяется в конечном изображении, что вызвано изменением скорости камеры во время
контакт. Продолжение перемещать камеру до и после экспонирования помогает
стабилизировать это.Изображение, которое выглядит особенно гладким, может быть связано с его отсутствием
фокусировки. Иногда в этом можно помочь, нажав кнопку спуска затвора наполовину, чтобы
сфокусируйтесь на линейной цели, затем действуйте как обычно.

В зависимости от монитора могут быть видны несколько дополнительных эффектов. На основе CCFL
подсветка часто показывает разные цвета в начале и в конце каждого цикла,
Это означает, что используемые люминофоры реагируют с разной скоростью. Светодиодная подсветка
часто используют более высокую частоту переключения, чем на основе CCFL, и более быструю камеру
может потребоваться движение, чтобы легко их увидеть. Темные полосы между циклами означают, что
рабочий цикл ШИМ был уменьшен до такой степени, что свет не излучается
для части циклов.

Ниже приведены примеры использования этого
метод:

Расширенные тесты осциллографов

Использование нашего осциллографа и фотосенсорного оборудования
можно гораздо точнее измерить частоту и шаблоны ШИМ.Хотя описанный выше метод фото, безусловно, подходит для обычного пользователя,
осциллограф может показать более подробную информацию о работе ШИМ и будет
фигурирует во всех наших обзорах. Мы измеряем выходную яркость
экран с настройками яркости 100, 50 и 0%. Это позволяет нам легко
определить метод затемнения подсветки, и если используется ШИМ, мы можем работать
укажите его частоту и прокомментируйте модуляцию, рабочий цикл и т. д.

Графики осциллографа также позволяют нам
изучить поведение выходного сигнала яркости.Выше типичный W-светодиод
подсветка уменьшена до 0% при использовании ШИМ. Вы можете увидеть изменения между
и выкл очень крутые и резкие, так как светодиодная подсветка умеет включаться и
отключается очень быстро. Как мы уже обсуждали, это может привести к потенциально большему
заметное мерцание и связанные с этим проблемы по мере того, как изменения более выражены.

Осциллографы для типичного дисплея CCFL с использованием
ШИМ при 0% выглядит так, как показано выше. Вы можете видеть, что переходы от включения к выключению
менее внезапно, поскольку люминофор не гаснет так быстро, как при светодиодной подсветке
единицы измерения.В результате использование ШИМ может быть менее проблематичным для пользователей.

Вывод

Как мы сказали в начале,
эта статья не предназначена для отпугивания людей от современных ЖК-дисплеев,
скорее, чтобы помочь информировать людей об этой потенциальной проблеме. С ростом
популярность мониторов с подсветкой W-LED, похоже,
жалобы, чем у старых дисплеев, и это связано с используемой техникой ШИМ
и, наконец, выбранный тип подсветки.Конечно проблемы, которые могут
потенциально может быть вызвано использованием ШИМ, не все видят, и на самом деле я
ожидайте, что гораздо больше людей никогда не заметят никаких симптомов, чем
есть люди, которые это делают. Для тех, кто страдает от побочных эффектов, в том числе
головным болям и перенапряжению глаз есть объяснение по крайней мере.

Благодаря долгосрочному и доказанному успеху такой технологии, как Pulse Width
Модуляция и многолетнее использование дисплеев CCFL, мы не видим, чтобы
честно говоря, в ближайшее время сильно изменится, даже с учетом популярного перехода к
Блоки W-LED с подсветкой.Это по-прежнему надежный метод управления подсветкой.
интенсивности и, следовательно, предлагает ряд настроек яркости, которые каждый
пользователь хотел бы и нуждался. Тем, кого беспокоят его побочные эффекты или кто
были проблемы с предыдущими дисплеями, следует попытаться рассмотреть частоту
ШИМ на их новом дисплее или, возможно, даже попытайтесь найти экран, на котором он
вообще не используется при затемнении подсветки. Некоторые производители активно
решение этой проблемы за счет использования немерцающей подсветки и т.
появляются варианты, в которых не используется ШИМ.

.