Red de conocimiento informático - Problemas con los teléfonos móviles - Principio del circuito PWMPrincipios básicos de la modulación de ancho de pulso La modulación de ancho de pulso (PWM) es una tecnología muy efectiva que utiliza la salida digital de un microprocesador para controlar circuitos analógicos. Se usa ampliamente en medición y. Comunicaciones, control y conversión de energía y muchos otros campos. Circuitos analógicos Las señales analógicas pueden variar continuamente en valor y su resolución no está limitada en tiempo o amplitud. Una batería de 9V es un dispositivo analógico porque su voltaje de salida no es exactamente de 9V, sino que cambia con el tiempo y puede adquirir cualquier valor real. Asimismo, la corriente extraída de la batería no se limita a un conjunto de valores posibles. La diferencia entre señales analógicas y digitales es que los valores de estas últimas generalmente solo pueden pertenecer a un conjunto predeterminado de valores posibles, como {0V, 5V}. Las tensiones y corrientes analógicas se pueden utilizar directamente para controlar el volumen de la radio de un coche, por ejemplo. En una radio analógica simple, la perilla de volumen está conectada a una resistencia variable. Cuando se gira la perilla, la resistencia aumenta o disminuye; la corriente que fluye a través de la resistencia aumenta o disminuye, cambiando así el valor de corriente que impulsa el altavoz, aumentando o disminuyendo el volumen en consecuencia. Como una radio, la salida de un circuito analógico es linealmente proporcional a la entrada. Si bien el control analógico puede parecer intuitivo y sencillo, no siempre es muy viable económicamente. Una razón es que los circuitos analógicos tienden a desviarse con el tiempo, lo que dificulta su ajuste. Los sofisticados circuitos analógicos que resuelven este problema pueden ser muy grandes, engorrosos (como los viejos equipos de audio domésticos) y costosos. Los circuitos analógicos también pueden calentarse significativamente, con una disipación de potencia proporcional al producto del voltaje y la corriente en el elemento operativo. Los circuitos analógicos también son muy sensibles al ruido y cualquier perturbación o ruido cambiará la magnitud del valor actual. Control digital Al controlar digitalmente los circuitos analógicos, el costo y el consumo de energía del sistema se pueden reducir considerablemente. Además, muchos microcontroladores y procesadores de señales digitales ya incluyen controladores PWM en sus chips, lo que hace que el control digital sea mucho más fácil de implementar. En pocas palabras, PWM es un método para codificar digitalmente niveles de señales analógicas. Mediante el uso de un contador de alta resolución, el ciclo de trabajo de la onda cuadrada se modula para codificar el nivel de una señal analógica específica. Una señal PWM sigue siendo una señal digital porque en un momento dado, la alimentación de CC a gran escala está completamente presente (ON) o completamente ausente (OFF). Se aplica una fuente de voltaje o corriente a la carga simulada en una secuencia repetitiva de pulsos que se encienden (ON) o se apagan (OFF). Está encendido cuando se aplica energía CC a la carga y apagado cuando se desconecta la energía. Siempre que el ancho de banda sea suficiente, cualquier valor analógico se puede codificar mediante PWM. La Figura 1 muestra tres señales PWM diferentes. La Figura 1a muestra una salida PWM con un ciclo de trabajo del 10%, lo que significa que está encendida durante el 10% del período de la señal y apagada durante el 90% restante del tiempo. Las figuras 1b y 1c muestran la salida PWM con ciclos de trabajo del 50% y 90%, respectivamente. Cada una de las tres salidas PWM codifica tres valores de señal analógica diferentes con intensidades del 10%, 50% y 90% de la escala completa. Por ejemplo, suponiendo una tensión de alimentación de 9 V y un ciclo de trabajo del 10 %, esto corresponde a una señal analógica con una amplitud de 0,9 V. La Figura 2 muestra un circuito simple que se puede controlar mediante PWM. Se utiliza una batería de 9 V para alimentar una bombilla incandescente. Si el interruptor que conecta la batería a la bombilla se cierra durante 50 milisegundos, la bombilla recibirá 9 V durante ese tiempo. Si se repite este proceso 10 veces en 1 segundo, la bombilla se encenderá como si estuviera conectada una batería de 4,5V (50% de 9V). En este caso, el ciclo de trabajo es del 50% y la frecuencia de modulación es de 10Hz. La mayoría de las cargas, ya sean inductivas o capacitivas, requieren una frecuencia de modulación superior a 10 Hz. Imagínese si una bombilla estuviera encendida durante 5 segundos, luego apagada durante 5 segundos, luego encendida y apagada nuevamente…. El ciclo de trabajo sigue siendo del 50 %, pero la bombilla estará encendida durante los primeros 5 segundos y apagada durante los siguientes 5 segundos. Para que la bombilla reciba 4,5 V de potencia, el período de conmutación debe ser lo suficientemente corto en comparación con el tiempo de respuesta de la carga ante un cambio en el estado de conmutación. Para lograr el efecto de atenuar la bombilla (pero mantenerla encendida), se debe aumentar la frecuencia de modulación. Los mismos requisitos se aplican a otras aplicaciones PWM. Las frecuencias de modulación típicas están entre 1 kHz y 200 kHz. Controlador de hardware Muchos microcontroladores contienen un controlador PWM interno.