最近工作中上接觸到PWM和SPWM，雖然這兩個名字差不多，但是不管是在功能上還是生成的原理上都是有不同的，包括我們不是很常見的SVPWM波，你們是否也有疑惑這三個之間都有啥關(guān)系，今天我們好好分析下它們。

• PWM

???PWM(Pulse Width Modulation) 簡稱脈沖寬度調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字信號輸出來對模擬電路進行控制的一種技術(shù)。而且PWM的應用可以說是非常的廣泛，我們可以用來控制電機的速度，產(chǎn)品上常用的呼吸燈的效果以及在通信的調(diào)制等領(lǐng)域都可以看到PWM的應用。

PWM頻率

? ? 指1秒鐘內(nèi)信號從高電平到低電平再回到高電平的次數(shù)(一個周期)，即1秒鐘內(nèi)有多少個PWM周期，單位HZ。

PWM周期

? ? T=1/f PWM的周期等于頻率的倒數(shù)

PWM占空比

? ?是指在一個脈沖周期內(nèi)，高電平的時間與整個周期時間的比例，常以百分數(shù)來表示，比如20%。

脈寬時間

? ?脈寬時間即為上圖中高電平的時間，在上圖中脈寬時間占總周期的比例就是我們常說的占空比。

PWM產(chǎn)生原理

? ? 以我們目前常用的MCU中STM32為例，STM32的普通IO口輸出的是數(shù)字信號，即只能輸出高電平或者低電平，同時我們也了解電壓是以一種連接1或斷開0的重復脈沖序列被夾到模擬負載上去，連接即使直流供電輸出，斷開即是直流供電斷。理論上來講我們可以通過控制PWM波的占空比輸出任意不大于最大電壓值(比如0-3.3V之間任意大小)的模擬電壓。

? ? 我們一般在實際應用的時候可以有多重方式產(chǎn)生我們想要的PWM波：

通過延時控制IO口高低電平獲得PWM波形：

while(1) { IO口高電平； IO口延時； IO口低電平； IO口延時；}

?定時器中斷控制IO口高低電平輸出：

配置定時器中斷并初始化定時器 TIM_IRQHandle() { 執(zhí)行拉高電平； 再次中斷執(zhí)行拉低電平； 對應引腳輸出PWM波；}

定時器PWM硬件控制輸出：

1.初始化定時器為輸出比較的PWM模式，并配置輸出頻率； 2.使能定時器的輸出； 3.通過修改定時器中CCR寄存器中的比較值輸出不同的占空比

以上三種方式是比較常見的輸出PWM的三種方式，這三種都會占用CPU的資源，特別是前兩種方式，誤差還比較大，當然前兩種方式可以用于沒有硬件PWM輸出的MCU，第三種方式是我們比較常見的PWM輸出方式，相比于前兩種配置簡單，輸出精度比較高。

• SPWM

? ? ? ?SPWM(Sinusoidal PWM)全稱是正弦脈沖寬度調(diào)制，是一種 廣泛應用于電機驅(qū)動，逆變電源等領(lǐng)域的調(diào)制技術(shù)。SPWM波是一種按正弦規(guī)律變化的一種PWM波形，是PWM的一種延伸，是一種可以等效成正弦波效果的PWM技術(shù)。

? ? ? SPWM的基本原理就是面積等效原理，即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。?我們在生成SPWM的過程中通常使用的采樣方式有：自然采樣法和規(guī)則采樣法。

自然采樣法：

? ? ? 自然采樣法是用需要調(diào)制的正弦波與載波鋸齒波的交點來確定最終PWM脈沖所需要輸出的時間寬度，最終由此生成SPWM波。

? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SPWM波形

規(guī)則采樣法：

? ? ??根據(jù)PWM的電壓極性，可以將SPWM波分為單極性和雙極性。單極性的SPWM在正弦波的正半周期，PWM只有一種極性；在正弦波的負半周期，PWM同樣只有一種極性，但是與正半周期恰恰相反，如下圖所示。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 單極性的SPWM

? ? 由圖可以看出，SPWM波是信號等幅，等周期單不等寬的脈沖序列。我們改變調(diào)制波(即正弦波)的幅值時，SPWM脈沖信號的脈寬將隨之改變，從而改變輸出電壓的大小；當我們改變調(diào)制波的頻率時，輸出信號的基波頻率也隨之改變，因此我們可以實現(xiàn)即調(diào)壓有調(diào)頻的目的。

?? ?與單極性SPWM模式相比，雙極性SPWM控制電路比較簡單，單極性SPWM模式要比雙極性SPWM模式輸出電壓中高次諧波分量小得多，這是單極性模式的一個優(yōu)點，雙極性SPWM波形如下。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?雙極性SPWM

SPWM生成原理：

? ? ?根據(jù)要輸出的SPWM頻率可以通過計算設(shè)置TIM定時器ARR寄存器的值，以此控制TIM定時器輸出波形頻率；

? ? 設(shè)置調(diào)制比，即正弦波的幅值比上載波(鋸齒波)的幅值；

? ? 利用SPWM波表格生成軟件生成正弦數(shù)據(jù)表，然后在實際的程序中通過查表去獲得CCR的值，進而生成不同占空比的波形。

• 總結(jié)：

本文主要介紹了PWM波和SPWM波的區(qū)別，包括軟件生成的原理，由于篇幅有限下一次我們繼續(xù)介紹SVPWM。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PWM和SPWM的区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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