PWM與PFM對(duì)比，PWM紋波對(duì)PWM DAC的影響

PWM，也就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)。在工業(yè)應(yīng)用中，PWM發(fā)揮著重要作用。在往期文章中，小編對(duì)pwm、pwm優(yōu)點(diǎn)、pwm調(diào)制方式等內(nèi)容有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)pwm的了解程度，小編將對(duì)pwm合pfm之間的優(yōu)缺點(diǎn)予以介紹，并對(duì)pwm的紋波相關(guān)內(nèi)容加以介紹。如果你對(duì)pwm具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、PWM與PFM

PWM：(pulsewidthmodulation)脈沖寬度調(diào)制

脈寬調(diào)制PWM是開關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)語。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的，除了PWM型，還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調(diào)制式(PWM)開關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

PFM：(Pulsefrequencymodulation)脈沖頻率調(diào)制

一種脈沖調(diào)制技術(shù)，調(diào)制信號(hào)的頻率隨輸入信號(hào)幅值而變化，其占空比不變。由于調(diào)制信號(hào)通常為頻率變化的方波信號(hào)，因此，PFM也叫做方波FM。

PFM相比較PWM主要優(yōu)點(diǎn)在于效率

1、對(duì)于外圍電路一樣的PFM和PWM而言,其峰值效率PFM與PWM相當(dāng),但在峰值效率以前,PFM的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PWM的效率,這是PFM的主要優(yōu)勢(shì)。

2、PWM由于誤差放大器的影響，回路增益及響應(yīng)速度受到限制，PFM具有較快的響應(yīng)速度。

PFM相比較PWM主要缺點(diǎn)在于濾波困難

1、濾波困難(諧波頻譜太寬)。

2、峰值效率以前,PFM的頻率低于PWM的頻率,會(huì)造成輸出紋波比PWM偏大。

3、PFM控制相比PWM控制IC價(jià)格要貴。

PFM之所以應(yīng)用沒有PWM多最主要的一個(gè)原因就是另外一個(gè)原因就是PWM的巨大優(yōu)點(diǎn)了：控制方法實(shí)現(xiàn)起來容易，PFM控制方法實(shí)現(xiàn)起來不太容易。

二、響應(yīng)時(shí)間、PWM紋波對(duì)PWM DAC的影響

PWM DAC以其一貫的簡(jiǎn)易性而在設(shè)計(jì)師的心目中占有一席之地，但響應(yīng)時(shí)間慢和PWM紋波問題卻限制了其使用價(jià)值和設(shè)計(jì)潛能。抑制PWM紋波的常用方法是使用RC低通濾波器，但它永遠(yuǎn)無法完全消除紋波，并且會(huì)使輸出穩(wěn)定時(shí)間極其緩慢。

利用PWM紋波固有的周期性特性，它在VC1波形的任何同步選擇點(diǎn)處都具有完全相同的電壓，因此，如果VC1被同步采樣，比如通過圖1的模擬開關(guān)S1和傳輸電容C2，然后保持(也就是采樣-保持)，即可通過C3產(chǎn)生輸出電壓Vout，那么無論VC1的AC分量有多大，其結(jié)果都將是平滑的無紋波Vout。

此外，由于同步采樣消除了紋波，與RC1時(shí)間常數(shù)的長(zhǎng)短無關(guān)，所以RC1可以非常短。這可以顯著降低穩(wěn)定時(shí)間，其中RC1=100μs=Tc=PWM周期，不到15?Tc=1.5ms即可達(dá)到穩(wěn)定(8位精度)。但是，就像所有的好東西一樣，我們知道它也必然有一定的局限。因此，現(xiàn)在問題就變成：RC1能夠在多短的時(shí)間內(nèi)與適當(dāng)?shù)腄AC功能保持一致，以及有哪些設(shè)計(jì)因素導(dǎo)致了其局限性?

仔細(xì)觀察VC1波形可以得出答案：Vout是采樣的電壓，它不是通過VC1的平均值、而是通過紋波最大值計(jì)算得出。因此：我們用DACVout函數(shù)對(duì)非線性部分求和，使得DAC傳遞函數(shù)也呈非線性，從而導(dǎo)致積分非線性(INL)誤差，對(duì)于圖2中示例電路的常數(shù)，誤差可能達(dá)到滿量程的8.3%。對(duì)于許多應(yīng)用來說，這么大的INL誤差是不可接受的。幸運(yùn)的是，有一個(gè)簡(jiǎn)單的(軟件)修復(fù)：對(duì)DAC設(shè)置進(jìn)行數(shù)字預(yù)加重。

如果我們更改Tp：那么，Vripple項(xiàng)將從Vout中消失，8位INL即可恢復(fù)。

值得一提的是，可選的Vs和S2通過精確的基準(zhǔn)參考(Vs)產(chǎn)生RC1輸入波形，從而避免了在Vout電壓上疊加邏輯電源的噪聲和惡意調(diào)制(疊加到PWM邏輯信號(hào)上)。當(dāng)然，如果你的應(yīng)用對(duì)精度要求不高，也可以省略這些。讓R直接與PWM信號(hào)相連即可。

正如我一開始所說的，一貫的簡(jiǎn)易性是PWMDAC的主要魅力之一!

以上便是此次小編帶來的“PWM”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對(duì)PWM和PFM以及PWM紋波相關(guān)問題具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!