Частота шим: Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) | Класс робототехники

Содержание

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) | Класс робототехники

Как нам уже известно из первых уроков, любой микроконтроллер умеет хорошо работать с цифровыми сигналами. Он легко справляется с арифметическими операциями над цифровыми данными, принимает и передаёт цифровые сигналы по линиям связи. А что значит «цифровые» в данном случае?

В самом первом уроке мы зажигали и гасили светодиод с помощью Ардуино. Для того, чтобы зажечь светодиод, мы подавали на его анод высокий уровень сигнала. А чтобы погасить — низкий уровень. Получается, для управления мы использовали только два уровня напряжения: высокий и низкий. Светодиод либо будет гореть, либо не будет. Третьего — не дано. Оперируя только двумя состояниями означает, что мы работаем с цифровым сигналом.

Но что делать, если нам нужно зажечь этот самый светодиод только на половину яркости? Или запустить двигатель, на 30% его мощности? Для решения этой задачи используют подход, называемый широтно-импульсной модуляцией сигнала. О том, что такое ШИМ и как это работает, мы узнаем на сегодняшнем уроке.

Широтно-импульсная модуляция — ШИМ

Разберем понятие ШИМ на примере управления скоростью вращения двигателя постоянного тока. Поставим своей целью запустить мотор на 50% от его максимальной скорости. Пусть наш двигатель идеальный и чтобы достичь заданной скорости, нам нужно в единицу времени передавать на мотор в два раза меньше мощности. Как это сделать, не меняя источник питания?

Проведем мысленный эксперимент (а кто-то может и натуральный — ничего сложного). Возьмём мотор постоянного тока с массивным маховиком, закрепленным на валу (таким маховиком может служить колесо). Подадим питание от аккумулятора и мотор начнет набирать обороты. Через какое-то время, мотор достигнет номинальной мощности, а его ротор максимальной скорости вращения. Отключим питание, и мотор постепенно начнет замедляться вплоть до полной остановки.

Следующий опыт. Снова включим мотор, и когда его скорость достигнет половины от максимальной — выключим. Заметив, что скорость падает — снова включим. И так далее. Включая и выключая питание мотора, мы заставим ротор вращаться со скоростью, близкой к половине от максимальной!

Разумеется, в силу человеческой медлительности, мотор будет удерживать заданную скорость с некоторой погрешностью. Другими словами, скорость будет «плавать» вокруг заданного значения. Чтобы минимизировать эти отклонения, нам потребуется увеличить частоту переключений. Тут уже не обойтись без автоматики.

А как заставить мотор вращаться медленнее или быстрее? Количество переданной мотору энергии будет зависеть от отношения времени когда мотор включен — tвкл к времени когда он выключен — tвыкл.

Так, для передачи мотору 50% мощности, tвкл будет равно tвыкл. Такой случай как раз изображен на графике. Чтобы мотор вращался еще медленнее, скажем с мощностью 25% от номинальной, придется время включения мотора уменьшить до этих самых 25% от общего периода управления T.

Таким образом, имея возможность менять ширину импульсов, мы можем достаточно точно управлять скоростью вращения мотора.

Собственно, рассмотренный способ управления мощностью и называется широтно-импульсной модуляцией сигнала, а сокращённо — ШИМ. Теперь рассмотрим параметры которые характеризуют ШИМ сигнал и которые следует учитывать при написании программ для микроконтроллеров.

Коэффициент заполнения (duty cycle)

Начнем с самого главного параметра — коэффициента заполнения D (он же duty cycle). Этот коэффициент равен отношению периода ШИМ сигнала к ширине импульса:

D = T / tвкл

Пример ШИМ сигнала для разных значений D:

Чем больше D, тем больше мощности мы передаем управляемому устройству, например, двигателю. Так, при D = 1 двигатель работает на 100% мощности, при D = 0,5 — наполовину мощности, при D = 0 — двигатель полностью отключен.

Кстати, кроме коэффициента заполнения для характеризации ШИМ применяют и другой параметр — скважность S. Эти два параметра связаны выражением:

S = 1/T  

Скважность, как и коэффициент заполнения — величина безразмерная. В отличие от D, она может принимать значения от 1 до бесконечности. Но чаще всего, особенно в англоязычных источниках, используют именно D.

Частота ШИМ

Частота ШИМ определяет период импульса — T (см картинку выше). Требования к этой частоте диктуются несколькими факторами, в зависимости от типа управляемого устройства.

В случае управления светодиодами одним из главных факторов становится видимость мерцания. Чем выше частота, тем менее заметно мерцание излучаемого света. Высокая частота также помогает снизить влияние температурных скачков, которые светодиоды не любят. На практике для светодиодов достаточно иметь частоту ШИМ в пределах 100-300 Гц.

С моторами постоянного тока дела обстоят немного иначе. С одной стороны, чем больше частота, тем более плавно и менее шумно работает мотор. С другой — на высоких частотах падает крутящий момент. Нужен баланс. Более подробно о моторах мы поговорим в одной из будущих статей, а пока рекомендуем для большинства DIY задач использовать частоту ШИМ 2кГц.

Плюс, общая проблема для всех случаев управления силовой нагрузкой — потери в цепях силовой коммутации (в транзисторах, и не только), которые увеличиваются с ростом частоты ШИМ. Чем больше частота, тем большее время транзисторы находятся в переходных состояниях, активно выделяя тепло и снижая эффективность системы.

Разрешение ШИМ

Ещё один важный параметр — разрешение ШИМ сигнала. Этот параметр показывает, с какой точностью мы можем менять коэффициент заполнения. Чем больше разрешение, тем плавнее будет меняться мощность на управляемом устройстве.

Например, у платы Ардуино с базовыми настройками, разрешение ШИМ — 256. То есть мы можем изменять сигнал от 0 до 255 — не густо, но для большинства DIY задач хватает.

ШИМ и микроконтроллеры

Простейший генератор ШИМ можно собрать и без всяких микроконтроллеров, только лишь с микросхемой таймера 555. Разумеется, любой микроконтроллер тоже умеет работать с ШИМ сигналом.

Например, у платы Ардуино имеется 6 контактов: 3, 5, 6, 9, 10 и 11, которые можно настроить для генерации аппаратного ШИМ. По-умолчанию, на контактах 5 и 6 частота сигнала будет 1кГц, на остальных — скромные 500Гц. Как ими пользоваться ШИМ на Ардуино подробно рассказывается на уроке «Ардуино: ШИМ» (скоро будет).

STM32F103 — гораздо более серьёзный микроконтроллер. У него целых 20 контактов имеют возможность генерации ШИМ. Частота этого микроконтроллера — 72МГц, что делает возможным плавное и точное управление моторами постоянного тока, не говоря уже о светодиодах. Узнаём подробности в уроке про STM32 и ШИМ.

Кстати, микроконтроллеры умеют не только генерировать ШИМ, но и детектировать подобные сигналы. Про это можно почитать в соответствующей статье на нашем портале (скоро будет).

Вконтакте

Facebook

Twitter

Что такое ШИМ и почему мерцает OLED? РАЗБОР / Droider. Ru corporate blog / Habr

ШИМ, все вокруг говорят про ШИМ. Ну фиг знает — я его не вижу. Что хотите сказать, если понижу яркость дисплея, это как-то будет меня утомлять? Кажется тут есть в чём разобраться!

Сегодня мы объясним как на самом деле работает ШИМ. Узнаем сколько FPS видит человек, а сколько муха.  Проведём тесты ШИМ на осциллографе. И, конечно, расскажем как избавиться от ШИМа на Samsung и на iPhone.

OLED дисплеи фактически во всём превзошли IPS. Но некоторые люди просто физически не могут пользоваться OLED, ведь они чувствуют усталость глаз, сухость и даже головные боли.

Почему так? Дело в том, что в отличие от большинства IPS-экранов большинство OLED-матриц мерцают. Примерно как дешевые люминесцентные лампы. И это не очень хорошо сказывается на зрении.

Но стоп! Лично у меня нет никаких проблем с OLED-дисплеями, да и мои друзья ходят с OLED и не жалуются.

Действительно, по статистике большинство (примерно 90%) людей не ощущают мерцания OLED-дисплеев. Мы даже провели опрос: Устают ли у Вас глаза от OLED дисплеев? Устают ли у вас глаза от IPS дисплеев? И получили вот такие результаты: примерно четверть — 27% сообщила, что у них глаза устают. Меньшинство, но всё же — четверть!

Тем не менее есть люди, которые не просто чувствуют ШИМ, но даже отчетливо его видят. Как так получается?

ШИМ в кинопроекторах

Чтобы ответить на этот вопрос давайте поговорим про кино. В старых кинопроекторах, в которых еще были бобины с плёнкой, крутили кино со скоростью 24 кадра в секунду.

Так вот, для того чтобы при смене кадров изображение не смазывалось и вы не видели момент перемотки пленки, в этот момент поток света перекрывался. Это приводило к адскому мерцанию, так как изображение постоянно обрывал «черный кадр».

Так как ускорить процесс смены кадров не было технической возможности киноделы придумали другой хак. Они стали перекрывать изображение дважды: не только во время смены кадра, но и когда на экране отображался статический кадр.  Ммм. И какой в этом смысл?

Такое чередование изображения и дополнительных “черных кадров” позволяло искусственно увеличить частоту мерцания до 48 раз в секунду. Чего было достаточно, чтобы обмануть мозг. Видя постоянно мелькающую картинку, мозг просто «отключает» восприятия мерцания и мы видим плавную картинку. Кстати в немом кино, где использовалась частота 16 К/с, вообще перекрывали 3 раза и получилось мерцание — 48 раз в секунду.

Сколько мы видим кадров?

Этот невероятный эффект человеческого зрения называется порогом слияния мерцаний и этот порог равен 60 Гц. Это значит, всё что мерцает чаще чем 60 раз в секунду человек будет воспринимать как непрерывное изображение.

Кстати, у собак и кошек этот порог выше — в районе 70-80 Гц, а у мух так вообще 250-300 Гц.

Что же это получается, игровые мониторы 144 Гц и выше — это всё маркетинг? Нет, 60 кадров в секунду — это минимальный порог, при котором человек перестает видеть мерцание.
А люди с натренированным зрением, например, пилоты истребителей на тестированиях различают кадры, появившиеся на 4 мс. Что соответствует 250 кадрам в секунду. К хардкорным геймерам это тоже относится.

На самом деле есть исследования, где люди смогли различить и 480 к/с и даже больше в некоторых условиях.

Но в целом если верить ГОСТАм: Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность. ГОСТ Р 54945-2012

Зачем нужен ШИМ?

Итак, со зрением разобрались. Но зачем вообще мерцают OLED-дисплеи и на какой частоте?

Сначала ответим на вопрос “Зачем?”

Существует два способа регулировки яркости дисплея:

Первый и самый очевидный способ, при помощи понижения напряжения. Чем меньше мы подаем энергии на дисплей, тем меньше он светится.

Именно так регулируется яркость в большинстве IPS-дисплеев в наших смартфонах, ноутбуках и мониторах.

Но почему бы на OLED-дисплеях не делать также? На самом деле можно, и так даже делали раньше. Например в смартфоне LG G Flex 2 использовался именно такой подход. Но есть проблема! На OLED-дисплеях при уменьшении напряжения сильно страдает картинка. Возникает так называемый мура-эффект, более известный как эффект “наждачной бумаги”. Мы подробно рассказывали об этом в материале про OLED.

Поэтому чтобы избежать такой деградации изображения используется второй подход: регулировка яркости при помощи мерцания или ШИМ. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, или PWM по-английски. Это буквально значит — регулировка ширины, ну или длительности, импульса.

Так, стоп, что еще за импульс? Дело в том, что напряжение в дисплеях, использующих ШИМ, не постоянное, а прерывистое. Оно подаётся при помощи вот таких всплесков или импульсов.

Количество импульсов в секунду называется частотой и измеряется в Гц. А время, которое занимает каждый цикл пульсации, называется периодом.

К примеру, возьмем частоту 250 Гц, в этом случае период будет 4 мс. Частота и период — это фиксированные значения, и с изменением яркости дисплея они не меняются.  А вот ширина каждого импульса — это как раз то, что мы можем регулировать. Это значение называется рабочим циклом, и он выражается в процентах.

Если рабочий цикл 100%, импульс будет длиться 100% своего периода, то есть 4 мс. Это соответствует 100% яркости дисплея. Если мы сократим ширину импульса до 50% или 2 мс, воспринимаемая яркость дисплея также упадет до 50%. А на яркости 1% фактически 99% будет отображаться просто черный экран, но наше зрение это интерпретирует как просто очень тусклую картинку. Получается, чем меньше яркость дисплея, тем более выражен эффект мерцания. И тем это вреднее для глаз.

Частота ШИМ в разных дисплеях

На самом деле ШИМ используется не только в OLED-дисплеях, но и в IPS. Но в отличие от OLED в IPS-экранах используют очень высокую частоту мерцания, свыше 2000 Гц. Естественно, столь быстрое мерцание не сможет заметить ни человек, ни муха. А значит и глазки уставать не будут.
А какая частота ШИМ в OLED?

Тут всё зависит от конкретной модели, но есть определенные закономерности. Во-первых, желательно чтобы частота ШИМ была кратной частоте обновления дисплея. Потому на 60 Гц или 120 Гц дисплеях, как правило частота ШИМ — 240 Гц, а на 90 Гц дисплеях 360 Гц.

Мы решили убедиться в этом самостоятельно и отправились в Санкт-Петербург. Там ребята из компании ЛЛС подготовили для нас осциллограф с высокоскоростным фотодетектором.

Так мы проверили на ШИМ на iPhone 11 Pro и Pixel 4.

Тесты показали, что iPhone 11 Pro, вопреки общему мнению, немного мерцает даже на максимальной яркости, с частотой 240 Гц.  При снижении яркости до 50%, мерцание становится менее выраженным, а значит до этого момента на iPhone используется уменьшение напряжения. Ну а дальше в бой вступает ШИМ. На осциллографе очень хорошо видно, как при снижении яркости уменьшается ширина импульса, а значит увеличивается мерцание.

В Pixel 4 вплоть до 70% яркости мы не обнаружили ШИМа совсем, видно только обновление экрана 90 Гц. А дальше начинается ШИМ с частотой 360 Гц. Но так как частота обновления экрана в Pixel 4 после 40% падает до 60 Гц, видно как каждый четвёртый импульс немного скачет. Это потому что частота обновления не совпадает с частотой модуляции.

Посмотреть частоту ШИМ в других моделях можно на портале notebookcheck. net. Впрочем, некоторые измерения там выглядят сомнительно. Либо на нашем родном IXBT.com, там всё ок с тестами.

  • Galaxy S20 — 242.7 Гц
  • Galaxy S20 Ultra — 240.4 Гц
  • Google Pixel 2 — 245.1 Гц
  • Google Pixel 2 XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 3a — 271.1 Гц
  • Google Pixel 3a XL — 242.7 Гц
  • Google Pixel 4 — 367.6 Гц
  • Google Pixel 4 XL — 367.6 Гц
  • Huawei P30 — 240.4 Гц
  • Huawei P30 Pro — 231.5 Гц
  • Huawei P40 — 245 Гц
  • Huawei P40 Pro — 365 Гц
  • iPhone 11 Pro — 290.7 Гц
  • iPhone 11 Pro Max — 245.1 Гц
  • iPhone XS — 240.4 Гц
  • iPhone XS Max — 240.4 Гц
  • OnePlus 5T — 242.7 Гц
  • OnePlus 6T — 240 Гц
  • OnePlus 7 — 200 Гц
  • OnePlus 7 Pro — 122 Гц
  • OnePlus 7T Pro — 294 Гц
  • OnePlus 8 Pro — 258 Гц
  • Samsung Galaxy A50 — 119 Гц
  • Samsung Galaxy A51 — 242. 7 Гц
  • Samsung Galaxy A71 — 247.5 Гц
  • Samsung Galaxy S10e — 232 Гц
  • Xiaomi Mi 10 — 362.3 Гц
  • Xiaomi Mi 8 — 238 Гц
  • Xiaomi Mi 8 Explorer Edition — 100 Гц

OnePlus 7 Pro:

Samsung Galaxy A50:

На самом деле, частоту мерцания OLED-дисплеев можно увеличить, пусть не до 2000 Гц, но хотя бы до 500 Гц. Кстати, именно такая частота ШИМ была в древнем Windows Phone — Lumia 950. Но это удорожает производство, а так как страдающих людей мало, производители воровать у себя из кармана не готовы.

Кстати, практически все современные LCD-телевизоры тоже ШИМят на частоте 240 Гц. И в теликах этот эффект даже более заметен, чем в телефонах.

Разве что SONY не поскупились установить в свои LCD модели контроллеры управления яркостью либо совсем без мерцания, либо с мерцанием на частоте 720 Гц.

Как проверить ШИМ самому?

Но как проверить ШИМ на вашем телефоне, ноутбуке или телевизоре самостоятельно? Если у вас нет под рукой осциллографа с высокоскоростным кремниевым фотодетектором.

На самом деле очень просто! Вам нужно снять экран на видео в замедленной съемке 240 к/с или больше. Сейчас почти любой телефон так может. Если на всех значениях яркости вы не увидите мерцания в виде перемещающихся полос. Значит ШИМа нет.

Что такое DC Dimming?

Тем не менее проблема есть и первой её осознал Xiaomi, представив функцию DC Dimming в Black Shark 2 Pro. Эта тема настолько хорошо зашла, что очень быстро подсуетились OnePlus, OPPO и Huawei. И начиная с прошлого года во всех флагманах точно есть DC Dimming.

Само название расшифровывается как Direct Current Dimming, что переводится как затемнение постоянным током. Иными словами в этом случае яркость регулируется как и положено снижением напряжения.

СТОП! Но также нельзя! Картинка же убьется! На самое деле, так нельзя было делать раньше, потому как качество OLED-дисплеев оставляло желать лучшего. Но теперь всё иначе.

Уже давно многие производители стали использовать гибридный способ регулировки яркости. Например на iPhone до 50% яркости используется снижение напряжения, и только потом включается ШИМ. А телефоны с функцией DC Dimming пошли дальше и стали регулировать яркость исключительно снижением напряжения.

Да, включив DC Dimming на низких яркостях могут немного поплыть цвета и появиться шум. Но это совсем не критично.

И тесты показывают, что функция реально работает. Хотя колебания яркости и не сглаживаются полностью, всё равно такой подход позволяет многократно снизить нагрузку на наши с вами глаза.

По нашим замерам на Xiaomi Mi 10 ШИМ с включенным DC Dimming исчезает полностью! А значит ваши глазки смогут отдохнуть.


Убираем ШИМ для всех

Но что делать, если вам DC Dimming не завезли? Например у вас Samsung, который ШИМит даже на 100% яркости, или iPhone который начинает ШИМить на 50%?

На самом деле решение есть и оно программное. Имя ему экранные фильтры!

Android. Например, на любой Android можно поставить программу OLED Saver. Она умеет накладывать полупрозрачный серый фильтр поверх всего изображения. Регулируя прозрачность фильтра, регулируется яркость. Это программа умеет имитировать функцию автояркости. Можно довольно быстро из шторки регулировать прозрачность фильтра и настроить автозапуск после перезагрузки.

Не могу сказать что это очень удобно. Но может быть очень полезно, если любите позалипать в телефон перед сном в темноте.

iPhone. А на iPhone вообще есть специальный режим встроенный в систему. Он называется “понижение точки белого” и прячется в разделе “Универсальный Доступ”. Путь такой: Настройки > Универсальный доступ > Дисплей и размер текста > Понижение точки белого

А чтобы постоянно не лезть в настройки можно назначить включение режима на тройное нажатие кнопки питания с помощью такого пути: Настройки > Универсальный доступ > Быстрая команда. 

В iOS 14 можно даже назначить тоже самое на постукивание по задней крышке. Но я бы не рекомендовал так делать, будут ложные срабатывания.

Ну и напоследок можно вынести ярлык с этой функцией в пункт управления. Для этого идём в Настройки > Пункт управления и перетаскиваем иконку “Команды для универсального доступа”.

Итоги

Что в итоге? ШИМ, конечно, зло. Хоть я его и не вижу, и мои глаза не устают, эта штука всё равно напрягает мозг. А с возрастом может появиться и усталость глаз.

С другой стороны, благодаря ШИМ вообще стал возможен прогресс в развитии технологии OLED. Если б его не было сидели бы мы на IPS и о всех прелестях классных OLED-дисплеев даже бы и не знали.

Очень надеемся, что DC Dimming станет стандартом и мы забудем о ШИМ в смартфонах и телевизорах точно также, как забыли о нём в настольных мониторах с появлением Flicker Free мониторов от BenQ. Это, кстати, та же самая технология что и DC Dimming.

В основу ролика легла статья с портала deep-review.com и материал Олега Афонина для журнала Хакер. Ребята проделали отличную работу, а мы продолжаем их дело.

Спасибо компании ЛЛС за оборудование и теплый приём в Питере! Очень приятно вместе с вами делать крутой науч-поп контент. На этом сегодня всё!

Частота (разрядность) ШИМ Arduino UNO

Широтно-импульсная модуляция Arduino ► выполняется с частотой 488,28 Гц с помощью функции analogWrite на аналоговых выводах, но частоту ШИМ можно изменить.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) Arduino UNO и NANO работает на аналоговых выходах 3, 5, 6, 9, 10, 11 с частотой 488,28 Гц. С помощью функции analogWrite частота ШИМ изменяется в диапазоне 0 до 255 и соответствует коэффициенту заполнения импульса от 0 до 100 %. Для многих устройств частота PWM Arduino NANO слишком мала, поэтому ее требуется увеличить. Рассмотрим, как это правильно сделать.

Широтно-импульсная модуляция Arduino

ШИМ, по-английски Pulse-Width Modulation (PWM) — это управление мощностью на нагрузке с помощью изменения скважности (ширины) импульсов при постоянной частоте и амплитуде сигнала. На следующем графике видно, что при разных значениях в функции analogWrite, амплитуда импульсов остается постоянной, но меняется ширина импульсов. Мощность сигнала определяет коэффициент заполнения импульса.

График. Параметры сигнала, коэффициент заполнения ШИМ

Можно выделить две области применения широтно-импульсной модуляции:

1. PWM используется в источниках питания, регуляторах мощности и т.д. Применение ШИМ на Arduino Nano позволяет значительно упростить управление яркостью источников света (светодиодов, LED-ленты) и скоростью вращения двигателей.

2. PWM используется для получения аналогового сигнала. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) на Ардуино прост в реализации, так как требует минимума радиоэлементов — достаточно одной RC цепочки из резистора и конденсатора.

Изменение частоты ШИМ Ардуино (разрядности)

Платы Arduino Uno и Arduino Nano на базе ATmega168/328 имеют 6 аппаратных ШИМ модуляторов на аналоговых портах 3, 5, 6, 9, 10, 11. Управление ШИМ сигналом осуществляется с помощью функции analogWrite, которая генерирует на выходе аналоговый сигнал и задает коэффициент заполнения импульса. Arduino устанавливает на выводах частоту 488,28 Гц и разрешение 8 разрядов (от 0 до 255).

Схема. Широтно-импульсная модуляция для чайников

В Arduino на базе ATmega168/328 для ШИМ используются три таймера:

Таймер 0 — выводы 5 и 6
Таймер 1 — выводы 9 и 10
Таймер 2 — выводы 3 и 11

ШИМ Ардуино определяется интегральными компонентами, называемыми таймерами. Каждый таймер в платах Arduino Uno и Nano на базе микроконтроллера ATmega168/328 имеет по два канала, подключенных к выходам. Для изменения частоты PWM сигнала требуется изменение таймера, к которому он подключается. При этом PWM изменится и на аналоговых выходах, подключенных параллельно к этому же таймеру.

Как увеличить частоту и разрядность ШИМ Ардуино

Не существует способа изменить частоту ШИМ Arduino без прямого управления памятью на низком уровне. Рассмотрим далее, как изменить режим работы таймера, чтобы увеличить частоту (frequency) ШИМ Ардуино. Таймер 0 используется для расчета времени, т.е. функции delay и millis. Увеличение частоты на Таймер 0 приведет к нарушению функций сохранения времени, которые могут использоваться в скетче.

Чтобы увеличить разрядность Ардуино на 9 и 10 аналоговом выходе, изменим частоту Таймера 1 без библиотеки. Максимальная частота PWM может достигать на платах Ардуино Уно и Нано — 62 500 Гц. Для этого в процедуре void setup() необходимо добавить соответствующую команду из таблицы, которая приведена далее.

Разрешение Частота ШИМ Команды установки режима
8 бит 62 500 Гц TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x09;
7 812,5 Гц TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0a;
976,56 Гц TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0b;
244,14 Гц TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0c;
61,04 Гц TCCR1A = TCCR1A & 0xe0 | 1;
TCCR1B = TCCR1B & 0xe0 | 0x0d;

Максимальная частота ШИМ Ардуино (Arduino PWM Frequency) — 62 500 Гц.

Записи похожие на: Частота (разрядность) ШИМ Arduino UNO

Что такое ШИМ в экранах и как это влияет на зрение

Широтно-импульсная модуляция или ШИМ — это один из способов, которым производители OLED-дисплеев могут регулировать их яркость. ШИМ считается простым (и экономичным) способом управления яркостью, но у него есть серьезные недостатки, например мерцание, которое может вызвать напряжение глаз и головные боли.

Прежде чем говорить о ШИМ, нужно пояснить основы этого явления. Существует два основных типа сигналов — аналоговый и цифровой. Аналоговые сигналы имеют степень интенсивности от 0% (выкл.) до 100% (максимум), что обеспечивает определенный диапазон точности при определении яркости экрана. С другой стороны, типы цифровых сигналов не имеют степени интенсивности — они просто выключены или включены. Это означает, что регулировка яркости невозможна само по себе, потому что в цифровом выражении подсветка либо включена, либо выключена.

Однако контроллеры цифровых сигналов дешевле, меньше по размеру, более энергоэффективны и проще в реализации, чем аналоговые контроллеры. Чтобы воспользоваться преимуществами контроллеров цифровых сигналов, сохраняя (и даже превосходя) аналоговую функциональность, используется ШИМ. ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это очень быстрая частота включения / выключения цифрового сигнала для достижения результата, аналогичного тому, который может быть достигнут с обычным аналоговым сигналом. Например, если вам нужна яркость экрана 70%, вам просто нужно держать цифровой сигнал включенным в течение 70% времени и выключенным в течение 30% времени, когда экран включен. Это делается очень быстро, с частотой, измеряемой в герцах. Эта частота не воспринимается человеческим глазом, который обычно видит все, что мерцает быстрее 60 Гц (60 раз в секунду), как постоянное.

Однако некоторые люди чувствительны к мерцанию. Из-за мигания подсветки экрана с достаточно низкой частотой происходит множественное сокращение и расширение зрачков, что может вызывать усталость глаз, тошноту и головную боль. Высокие частоты влияют на глаз не так сильно благодаря порогу слияния мерцания человеческого глаза — эта функция глаза позволяет воспринимать свет, мерцающий с достаточно высокой частотой, так, будто он горит постоянно.

Чтобы свести к минимуму воздействие мерцания, специалисты рекомендуют не смотреть на дисплей в темноте — окружающий свет минимизирует амплитуду мерцания, которое достигает ваших глаз. Также избегайте флуоресцентного освещения, у которого есть собственное мерцание, сравнимое с частотой обновления дисплея. И не стоит держать экран близко к глазам, иначе заполнит большую часть вашего поля зрения, а периферийное зрение более чувствительно к мерцанию.

Еще советуют работать с дисплеем на максимальной яркости, поскольку это обеспечивает самый высокий рабочий цикл ШИМ, но эта рекомендация сомнительная — высокая яркость тоже не всегда безопасна для зрения, например, важно, чтобы вокруг было светло.

Хорошая новость заключается в том, что на ШИМ реагируют далеко не все. Если все-таки вы относитесь к чувствительным к ШИМ людям, то выбирайте гаджеты с IPS-экранами. Если очень хочется OLED, то вам нужны устройства с частотой модуляции 200–250 Гц. Еще можно попробовать уменьшить мерцание с помощью специальных приложений. А для чтения книг лучше брать специализированные электронные книги с технологией e-ink, а не смотреть подолгу в мерцающий экран смартфона.

Источник: //zoom.cnews.ru/b/post/tehnoblog/75571


Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.

Боремся с ШИМ подсветки экрана ноутбука.

Уменьшаем влияние ШИМ подсветки на зрение аппаратными методами.

Предисловие.

У каждого в доме есть телевизоры, телефоны, планшеты, ноутбуки… Все эти чудеса современной электроники плотно вошли в нашу жизнь. Мы не представляем себе жизни без них и много времени проводим листая ленту или просматривая любимый сериал.
Но как экраны влияют на наше зрение?
Долгая работа перед экраном заставляет глаза фокусироваться на коротком расстоянии, что в будущем может привести к снижению эластичности хрусталика и близорукости. Продолжительное использование смартфонов для чтения и просмотра видео также может привести к ухудшению зрения. Чтобы этого избежать рекомендуют делать паузы в работе с компьютером или телефоном и переводить взгляд на удаленные объекты, смотреть в окно. Таким образом хрусталик будет менять форму и не терять эластичность.
Так же в последнее время поднимается вопрос о вреде синего света на зрение, но пока нет научных подтверждений этого факта. Хотя, все же он может приводить к усталости зрения.

Одним из факторов, влияющих на комфорт и здоровье зрения является ШИМ.
ШИМ — Широтно-импульсная модуляция (англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора (Википедия).
Этот метод широко используется в электронике как довольно простой, дешевый и эффективный способ управления мощностью приборов. Кроме него существует и аналоговое управление, которое позволяет плавно менять мощность, но этот способ дороже и реже используется.
Если разобраться в принципе работы — то частота пульсаций ШИМ остается неизменной, а меняется скважность, т.е. отношение времени включения ко времени выключения. Таким образом меняется результирующая мощность.

Этот метод часто используется и для регулирования яркости подсветки дисплеев и мониторов. Из-за чего изображение может мерцать. Алексей Надёжин проверял телевизоры в магазинах на наличие ШИМ.


Из-за инертности зрения пульсации от 25 Гц плохо различаются глазом и воспринимаются как статичный свет. Благодаря этому также широко применяется динамическая индикация — быстрое последовательное включение источников света, при котором глаза воспринимают все источники включенными одновременно. Для осветительных приборов даже ввели допустимый коэффициент пульсаций.

Все бы ничего, но как показали исследования, длительное воздействие на глаза пульсирующих с частотой до 300Гц источников света, может приводить к зрительной и умственной усталости, головным болям и потере концентрации.

Причиной копаний в этой теме как раз и стали повышенная утомляемость глаз и появление головных болей при длительной работе за ноутбуком или пребывание в помещении с некачественными источниками освещения. С освещением все проще — меняем осветительные приборы на качественные. Но что делать с ноутбуком??

Боремся с ШИМ подсветки в ноутбуке.


Хочу предупредить: все вмешательства в схемотехнику ноутбука рискованны и требуют высокой квалификации исполнителя! В случае отсутствия соответствующей подготовки, настоятельно рекомендую воспринимать статью как познавательно-развлекательную!

Для оценки уровня пульсаций вашего монитора или дисплея ноутбука можно воспользоваться "карандашным методом", снять на телефон короткое видео в Slow motion или приобрести специальный прибор. Единственный доступный для покупки прибор — Люксметр Radex Lupin. Правда, цена не радует.
Я же использовал самодельный "Индикатор светового излучения". Жаль, что подобных дешевых приборов нет в продаже.
После проверки дисплея ноутбука HP 4540s оказалось, что частота ШИМ — 280 Гц. И дело не в самой матрице, а в управляющем сигнале, который на нее подается. К стати, подборку ноутбуков с хорошими экранами можно найти на сайте Андрея Бредихи.

На максимальной яркости пульсации пропадают. Казалось, вот и выход — яркость на максимум! Но тут ждал сюрприз: дисплей плавно снижал яркость на темном изображении и так же плавно увеличивал до максимума на светлом. Время перехода составляет около 3-5 секунд. Я терпел какое-то время, но карантин — время возможностей и у меня появилась возможность побороться с ШИМ подсветки.

Способ первый — отключить ШИМ. Яркость подсветки будет всегда на максимум. Для этого я разобрал ноутбук и нашел разъем шлейфа матрицы. Далее, включаем ноутбук с 50% яркости и отключенным дисплеем (можно с внешним монитором). Осциллографом находим контакт, на котором присутствует сигнал ШИМ с частотой, в моем случае, 280 Гц. Теперь нужно отследить дорожку от этого контакта разъема. В моем случае она пришла на резистор — снимаем его. На контакт разъема нужно подать 3.3 В. Напряжение можно поискать на больших конденсаторах DC-DC преобразователей и пробросить перемычкой на наш разъем. Имеем постоянный сигнал вместо ШИМ. Собираем, проверяем. ШИМ отсутствует, как и управление яркостью подсветки.

С этой доработкой ноутбук находился в эксплуатации около двух недель. Яркость матрицы не высокая и не доставляет дискомфорта. Дисплей больше не вызывает усталости глаз или головной боли. По крайней мере, этого я не заметил. Это не совсем решение, а скорее костыль.

Способ второй — увеличить частоту ШИМ выше предела восприятия. В разрыв линии ШИМ подсветки устанавливаем «Умножитель ШИМ х128».
На Хабре я наткнулся на статью "Разгон подсветки монитора" в которой автор описывает способ увеличения частоты ШИМ.
Для этого берем микроконтроллер Attiny45 (ATtiny25/85 так же подойдут). Файл прошивки и описание вы можете найти в статье по ссылке выше.

Прошиваем, припаиваем провода и упаковываем в термоусадку. Получаем эдакий жучок.

Далее лепим нашего жука в свободное место и припаиваем провода: питание +3,3В нашлось на DC-DC преобразователе, INPUT — через резистор 1 КОм к источнику ШИМ, OUTPUT — через резистор 1 КОм на разъем матрицы. Резисторы я решил установить на всякий случай.


Перед сборкой стоит аккуратно проверить управление подсветкой и частоту ШИМ.

Имеем многократное увеличение частоты. Яркость регулируется, но есть небольшие нюансы. До переделки яркость менялась плавнее. Сейчас же на моем ноутбуке доступно 8 градаций яркости. На максимальной яркости ШИМ отсутствует, последние два деления яркость не меняют, а на минимальном — подсветка вовсе выключается.
На ноутбуке установлена матрица TN. Искажения цветовой температуры я не заметил. Драйвер подсветки не греется. Колебаний яркости подсветки также не замечено. Я продолжаю использовать ноутбук с увеличенной частотой ШИМ. Тестирование продолжается. О выявленных недочетах или усталости зрения я напишу в апдейтах в этой статье.

Заключение.

Если ваш ноутбук или монитор доставляет дискомфорт или даже страдания, то могу смело рекомендовать выше описанные способы борьбы с ШИМ к повторению. Правда, необходимо обладать определенными навыками для их реализации. Если вы не имеете нужной квалификации, то можно обратиться с просьбой о данном твике в мастерскую по ремонту ноутбуков.
В итоге, результатом я полностью доволен. Выигрыш в виде увеличения частоты ШИМ определенно оправдывает все вложенные усилия. Долгая работа за ноутбуком более не доставляет дискомфорта и не вызывает усталости, как прежде. «Умножитель ШИМ х128» также был установлен в аналогичный ноутбук начальника. Он остался доволен и подтвердил, что глаза стали уставать меньше.
После изучения влияния ШИМ на зрение я стал проверять дисплеи и источники света на наличие и частоту пульсаций. К примеру, купленный ноутбук Lenovo имел частоту ШИМ 200 Гц и был возвращен обратно в магазин. Другая модель Lenovo имеет частоту ШИМ 1000 Гц — ее я решил оставить. В третьей протестированной модели ноутбука Lenovo яркость снижалась до 30% вообще без заметной ШИМ, а ниже 30% появились пульсации около 34 Кгц, что является отличным показателем.
Проведенные исследования показывают, что низкую частоту ШИМ можно встретить даже в дорогих моделях ноутбуков. Нигде не указывается, какая частота ШИМ используется в конкретной модели. Остается только измерять…
Если вы располагаете альтернативными методами борьбы с влиянием ШИМ — буду рад почитать в комментариях.
Надеюсь, эта статья вам чем-то поможет. Спасибо, что дочитали. Берегите здоровье.

Update:

Попробовал выяснить, как накладываются частоты управления ШИМ, развертки и частоты драйвера. Проверял фотодиодом, включенным вместо микрофона в смартфон OnePlus 6. Программа — Spectroid. Яркость менял от 100% и до 0%.

ШИМ (PWM) - генератор

Широтно-Импульсная Модуляция (Pulse Width Modulation) используется весьма широко, в том числе для управления всякими автомобильными приводами, которые должны двигаться плавно.

* ВНИМАНИЕ! под катом видны грязные руки на фото и видео!

Суть состоит в том, что на некий например электромагнит подается не постоянный ток, а сигнал с некоторой частотой, при этом для плавного управления меняется соотношение высокого и низкого уровня за период. То есть если у нас 30% периода на привод будет подаваться питание, а 70% — нет, то он откроется меньше, чем если бы на него подавалось питание 70% времени, а 30% он отдыхал. За счет инерции привод не успевает полностью открыться либо закрыться, соответственно работает плавно. Данный принцип, повторюсь, используется весьма широко, везде где нужно обеспечить плавное регулирование. Два примера применения я покажу ниже.

Итак, данный девайс имеет размеры 79х43х24 (ШхВхГ), установочное отверстие 72х39, плюс выборки по бокам для защелок.

Клеммники не особо высокого качества, что и неудивительно; подписаны. 4 контакта: + и — питания, — и сигнал ШИМ. Минусы объединены. По питанию стоит диод.

Внутренний мир прост и незатейлив:

Тут у нас драйвер дисплея HT1621, микроконтроллер Nuvotek N76E003AT20, стабилизатор напряжения M5333B и выходной транзистор с маркировкой 1АМ — надо полагать это 3904.

На передней панели ЖКИ с на удивление неплохими углами обзора и 4 кнопки: частота+- и коэффициент заполнения +-

Посмотрим как оно работает.

Вот на самой низкой частоте для понимания принципов ШИМ-регулировки, кто не знает:

Индикация частоты следующим образом: герцы — без точки, килогерцы — с точкой, больше сотни килогерц — с двумя точками.Максимальная частота — 150кГц. Инкремент по 1% ШИМ и по единице младшего разряда, то есть 1Гц, либо 0.01кГц, либо 0.1кГц, либо 1кГц, либо 10кГц, в зависимости от частоты.

И сразу осциллки на высоких частотах, 20кГц, 50кГц, 100кГц, 150кГц.

Как видим сигнал не шибко красивый, но тут не может быль ничего другого, ибо выходная цепь — транзистор с парой резисторов.

А теперь осциллки на промежуточных частотах, если кому это интересно:


Ну вот такой, в общем, приборчик. Понравился, если честно. прям вот за 5 баксов, за которые я его взял — очень хорошо.

Ну а теперь — диайвай немножко рукоделия. Я придумал два применения данному генератору: проверка всеразличных соленоидов, например Регуляторов Холостого Хода, и промывка форсунок. При промывке форсунок в ультразвуковой ванне мне нравится загонять их в режим самопрокачки. Но аналоговый генератор не обладает достаточной стабильностью (а может дело и в форсунках — уходят характеристики при прогреве), так что я решил применить данный цифровой, в надежде на более высокую стабильность. Я в любом случае собирался делать еще один генератор, так что решил не заморачиваться и купил этот, сразу как только увидел.

Но у нас тут явно недостаточная мощность для управления форсунками, значит придётся ставить выходные ключи. Типа такого:

Возможно, придётся заменить выходной транзистор в самом устройстве, ну и надо подобрать силовые транзисторы получше, возможно мои любимые IRFZ44 — жаль, закончились. Собственно, на данном этапе устройство собрано на 50% — я впаял два первых попавшихся полевика, кажется IRF630 — ну потому что больше одинаковых нету у меня 🙁 чисто для проверки идеи и картинок/видосиков для обзора.

Далее нам понадобится корпус. Примерно такой:

Ну и 3Д-принтер для его изготовления. Плату делал по фоторезистивной технологии описанной в прошлом обзоре.

Ну и сразу результат.

Внутренности:

И наружа:

В боксе холодно, так что детали к сожалению не сильно хорошо прилипают к столу, так что качество корпуса получилось не ахти. Меня-то устроит, но в целом чувствуется недосказанность какая-то, поэтому файлы моделей не выкладываю, благо рисуется это всё быстро и просто.

Выключатели: верхний подает питание на всю схему, нижний отключает выходной каскад.

А теперь — примеры работы. проверка РХХ

И режим самопрокачки форсунки

Подытоживая: отличный генератор. Повторять конструкцию возможно и не стОит в том виде в котором она сейчас показана в обзоре, но в целом что-то подобное — однозначно маст хэв в каждом сервисе. Да и не только в сервисе. Так что берите идею, и ваяйте своё.

Преобразователь частоты

PWM Двигатели переменного тока, управляемые преобразователем частоты

PWM (широтно-импульсная модуляция), используются в большом количестве во многих промышленных приложениях. Преимущества огромны, такие как улучшенное управление технологическим процессом, экономия энергии и небольшие пусковые токи и пульсации крутящего момента во время пускового периода, что обеспечивает более длительный срок службы водяных насосов и приложений с двигателями, лучшую надежность и производительность. Двигатели переменного тока с ШИМ-преобразователем частоты обычно более надежны, чем двигатели, поставляемые напрямую в сеть.Например, проблема поломки стержней ротора, в основном из-за чрезмерного пускового момента, практически устраняется за счет плавного пуска с преобразователем частоты.

Асинхронный двигатель, работающий со скоростью выше номинальной, должен быть согласован с производителем. Преобразователь частоты ШИМ может выдавать частоты до 400 Гц. Однако механическая конструкция асинхронного двигателя с точки зрения подшипников и балансировки ограничивает максимальную частоту, на которой он может работать в хорошем состоянии. Питание, подаваемое на асинхронный двигатель от преобразователя частоты с ШИМ, также имеет некоторые недостатки (повышенный нагрев, высокие пиковые напряжения и повышенный рабочий шум).В большинстве промышленных приложений в диапазоне мощностей от менее 1 киловатта до нескольких сотен киловатт используются преобразователи типа инвертор источника напряжения (VSI).

Типичный инверторный преобразователь частоты источника напряжения состоит из трех силовых секций: преобразователя переменного / постоянного тока (выпрямителя), промежуточного звена и инвертора постоянного / переменного тока.

  • Выпрямитель берет трехфазный источник питания с фиксированным напряжением и фиксированной частотой от линий питания переменного тока и преобразует его в напряжение постоянного тока.Очевидно, что он использует шесть силовых диодов в трехфазной двухполупериодной мостовой конфигурации.
  • Линия постоянного тока принимает напряжение постоянного тока от выпрямителя и фильтрует его, чтобы обеспечить более плавное фиксированное напряжение постоянного тока на инверторе. Это обычно называется напряжением шины постоянного тока. В показанной конфигурации используются конденсаторы фильтра.
  • Инвертор постоянного / переменного тока принимает отфильтрованное постоянное напряжение и создает трехфазное переменное напряжение и частоту для асинхронного двигателя.Он использует шесть переключателей питания в конфигурации трехфазного моста. Управление рабочим циклом включения / выключения каждого переключателя вместе с последовательностью и синхронизацией между переключателями создает переменную частоту, напряжение и чередование фаз.
Частота переключения для создания напряжения ШИМ, обычно называемая «несущей частотой», может иметь фиксированное значение или, в новых технологиях, переменное значение. Эта характеристика несущей частоты будет определять слышимый шум двигателя, а также насколько близко преобразователь частоты ШИМ к замкнутой мощности чистой синусоидальной волны.Как правило, чем выше несущая частота, тем ближе форма выходного сигнала к чистой синусоиде.

Управление преобразователями частоты может осуществляться как с обратной связью, так и с обратной связью. Для преобразователей частоты с более высокими характеристиками может применяться управление с ориентацией на поле.

Полупроводниковые технологии
Сегодняшние преобразователи частоты с ШИМ используют в инверторе несколько типов полупроводниковых устройств. Это:

  • Тиристоры плюс внешняя коммутационная сеть
  • Биполярные переходные транзисторы (BJT)
  • МОП полевые транзисторы (МОП-транзисторы)
  • Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT)
  • Запорные тиристоры (GTO)
  • MOS-управляемые тиристоры (MCT)
В зависимости от мощности, силы тока, частоты и напряжения необходимо выбрать подходящий тип.

Транзистор IGBT представляет собой комбинацию BJT и MOSFET. У него есть желаемые функции MOSFET на входе и лучшие функции BJT на выходе. IGBT хорошо подходят для преобразователей частоты VSI. Основными преимуществами являются диапазон мощности, хорошие токопроводящие характеристики, высокая частота переключения и простое управление.

Некоторые типичные параметры наиболее часто используемых устройств переключения мощности представлены в таблице ниже

Тип
Напряжение (UCE)
Текущий
Мощность
Частота переключения
Тиристор
4 кВ
3 кА
1-100 МВт
500 Гц
GTO
3.5 кВ
2,5 кА
1-10 МВт
500 Гц
BJT
1,2 кВ
600 А
1-500 кВт
2 кГц
МОП-транзистор
500 В
30 А
0.1 кВт
1 МГц
БТИЗ
1,4 кВ
300 А
1-100 кВт
10 кГц

Лучшее значение напряжения частоты ШИМ - Отличные предложения на напряжение частоты ШИМ от глобальных продавцов напряжения ШИМ

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для напряжения частоты ШИМ.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку это напряжение с максимальной частотой ШИМ должно стать одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили свое напряжение с частотой ШИМ на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы до сих пор не знаете, что такое напряжение с частотой ШИМ и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг, и предыдущие клиенты часто оставляют комментарии, описывающие свой опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести pwm frequency Voltage по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

15.9.5 Режим ШИМ с коррекцией фазы и частоты

подразумевает, что длина спадающего наклона определяется предыдущим значением TOP, в то время как длина растущего наклона определяется новым значением TOP. Когда эти два значения различаются, два наклона периода будут отличаться по длине.Разница в длине дает несимметричный результат на выходе.

Рекомендуется использовать режим коррекции фазы и частоты вместо режима коррекции фазы при изменении значения TOP во время работы таймера / счетчика. При использовании статического значения TOP различий между двумя режимами работы практически нет.

В режиме ШИМ с коррекцией фазы устройства сравнения позволяют генерировать сигналы ШИМ на выводах OC1x. Установка битов COM1x1: 0 на два будет производить неинвертированный ШИМ, а инвертированный выход ШИМ может быть сгенерирован путем установки COM1x1: 0 на три (см. Таблицу на стр. 132).Фактическое значение OC1x будет видно на выводе порта только в том случае, если направление данных для вывода порта установлено как выходное (DDR_OC1x). Сигнал ШИМ генерируется путем установки (или очистки) регистра OC1x при совпадении сравнения между OCR1x и TCNT1 при увеличении счетчика и очистки (или установки) регистра OC1x при совпадении сравнения между OCR1x и TCNT1 при уменьшении счетчика. Частоту ШИМ для выхода при использовании фазокорректной ШИМ можно рассчитать по следующему уравнению:

fOCnxPCPWM =

fclk_I / O

2 --------------------------- N TOP

Переменная N представляет делитель предварительного делителя (1, 8, 64, 256 или 1024).

Крайние значения для регистра OCR1x представляют особые случаи при генерации выходного сигнала ШИМ в режиме ШИМ с коррекцией фазы. Если OCR1x установлен равным BOTTOM, выход будет постоянно низким, а если установлен равным TOP, выход будет постоянно высоким для неинвертированного режима PWM. Для инвертированного ШИМ на выходе будут противоположные логические значения. Если OCR1A используется для определения значения TOP (WGM13: 0 = 11) и COM1A1: 0 = 1, выход OC1A будет переключаться с рабочим циклом 50%.

Режим широтно-импульсной модуляции с коррекцией фазы и частоты или режим ШИМ с коррекцией фазы и частоты (WGM13: 0 = 8 или 9) обеспечивает возможность генерации сигнала ШИМ с коррекцией фазы и частоты с высоким разрешением.Режим ШИМ с правильной фазой и частотой, как и режим ШИМ с правильной фазой, основан на работе с двойным наклоном. Счетчик постоянно ведет отсчет от НИЖНЕГО (0x0000) к ВЕРХНЕМУ, а затем от ВЕРХНЕГО к ВНИЗУ. В неинвертирующем режиме сравнения выходных данных выходное сравнение (OC1x) сбрасывается при совпадении сравнения между TCNT1 и OCR1x при увеличении счета и устанавливается на совпадение сравнения при обратном счете. В режиме инвертирования сравнения выходов операция инвертируется. Работа с двойным наклоном дает более низкую максимальную рабочую частоту по сравнению с работой с одним наклоном.Однако из-за симметричности режимов двойного наклона ШИМ эти режимы предпочтительны для приложений управления двигателем.

Основное различие между режимом PWM с правильной фазой и режимом PWM с правильной фазой и частотой - это время, в течение которого регистр OCR1x обновляется буферным регистром OCR1x (см. Рисунок 15-8 и Рисунок 15-9).

Разрешение ШИМ для режима ШИМ с правильной фазой и частотой может быть определено

ICR1 или OCR1A. Минимально допустимое разрешение - 2 бита (для ICR1 или OCR1A установлено значение 0x0003) и

.

126 ATmega48 / 88/168

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *