如何测量PWM波

如何测量PWM波的占空比？硬件:DigitalI/O(DIO)问题:PWM波是占空比可调的周期性数字脉冲，广泛应用于电机控制、温度控制等领域。PWM波的关键参数是占空比，那么有哪些方式可以测量PWM波的占空比呢？解答:NI的数据采集板卡提供了模拟采集、数字IO、计数器等丰富测量资源，不同资源下都能完成PWM波的测量，同时R系列的FPGA板卡和cRIO也可以测量，各种方案实现方式如下：a)利用计数器测量占空比最简单的方案是采用计数器半周期测量，支持的计数器需要有双边沿分离检测的特性，支持的板卡包括M系列(STC2核心)、X系列(STC3核心)数据采集卡、定时器/计数器板卡(NI-TIO核心)和部分C模块(DIO数目≤8)等，通常32位宽的计数器都支持该测量。该方案通过预设半周期时间可以得到非常高精度的测量结果。参考Help/HardwareInputandOutput/DAQmx/CounterMeasurements/PeriodorPluseWidth/MeasDutyCycle-Buffered-Finite.vi。（cDAQ9174,9178有四个计数器，每个槽都可以使用计数器资源，而cDAQ-9172只有5槽和6槽可以使用计数器资源）图1一个计数器测量占空比对于带2个24位计数器的板卡，不具有双边沿分离检测，如PXI-6133，可以采用脉冲宽度测量，分别测量高脉宽时间和低脉宽时间，从而计算占空比。参考Help/HardwareInputandOutput/DAQmx/CounterMeasurements/PeriodorPluseWidth/MeasPulseWidth-Buffered-Finite.vi。图2两个计数器测量占空比b)利用模拟采集测量占空比该方案主要使用波形测量选板中的脉冲测量VI，可以根据周期性的采集数据计算占空比。要求模拟采集有足够高的采样率（5~10倍以上脉冲频率，根据占空比而定）才能获取足够的波形信息，来提高占空比测量精度。这种通过软件来计算占空比的方式，处理速度一般。图3模拟采集测量占空比c)cRIO上如何实现占空比测量CompactRIO平台上，针对数字IO位宽小于等于8位的C模块，选择ScanInterface模式，项目中选择数字输入模块（如9401），右键打开属性配置界面，选择专用数字配置中的‘计数器’，可以配置每个计数器的测量模式，例如CTR0测量高脉冲，CTR1测量低脉冲，硬件连线上将信号同时连至DIO0和DIO1，即可实现占空比测量。图4C模块配置方式图5cRIO占空比测量程序d)利用FPGA测量占空比FPGA上有精确的40MHz时钟驱动的计数器资源，通过记录信号沿变化时刻的计数器值可以计算得到PWM波的脉宽和周期，从而计算出占空比。由于LabVIEW2012之前的FPGA程序不支持浮点运算，所以占空比计算需要放在RT程序或者上位机程序中。图6所示的程序即为FPGA占空比测量程序，实际调用时可将DigitalIn换成模块IO。图6FPGA占空比测量程序附件:PWMMeasureProgram.rarCVI_CousMeasDutyCycleDemo.rar有哪些方式可以实现PWM波的输出主要软件:主要软件版本:2011主要软件修正版本:N/A次要软件:N/A问题:有哪些方式可以实现PWM波的输出解答:PWM波即占空比可调的周期性数字脉冲，其应用非常广泛。那么有哪些方式可以输出PWM波呢？（1）最简单的就是使用X系列数据采集卡63xx（NI-TIO核心）脉冲输出——频率模式，参考：Help/HardwareInputandOutput/DAQmx/GeneratingDigitalPulses/GenDigPulseTrain-Buff-Implicit-Cont.vi，在DAQmxRead函数中可以一次性将预定义的DutyCycle和Frequency写入：预定义PWM波序列（cDAQ9174,9178有四个计数器，同样采用NI-TIO核心，结合数字输出C模块，可以用于PWM波输出）（2）如果不需要采用硬件预定义的方式去实时的修改PWM的占空比和频率，可以采用DAQmxWrite或DAQmxChannelPropertyNode。通过DAQmxWrite修改PWM波属性通过属性结点修改PWM波占空比和频率（见附件GenPWMWithUI.vi)（3）在CompactRIO平台，选择ScanInterface，添加数字输出模块（如9401）后，可以右击模块选择SpecificFunction-PWM，则可以直接控制占空比，通过循环速率调整PWM波的频率。右键数字输出模块-属性-选择SpecificMode修改PWM0结点的值即直接修改占空比使用DO来输出软件定时的PWM波主要软件:主要软件版本:8.2主要软件修正版本:次要软件:DriverSoftwareNI-DAQmx问题:我想生成PWM输出。循环时间和精度不是关键因素。我能使用DO代替计数器来做这件事情吗？解答:计数器可以用来生成PWM波形。他们是硬件定时，所以很快而且准确。因为他们是有限的资源，所以有些时候并不是一种选择。如果您的应用没有这些要求（您的循环时间在秒这样的范围而且您不介意一些毫秒级别的延迟），您可以使用软件定时的方法来产生PWM波形。一个应用的例子就是它可以用在周期为1秒而且精度为半秒的继电器控制。附件中的例程可以用在这样的情况下。注意：不推荐使用软件定时所产生的PWM波形去控制电源设备。相关链接:KnowledgeBase3SJ70CX6:Software-TimedDigitalI/OBenchmarkswithDAQmx附件:-PWM_output_SW-timed_with_digital_line(vers8.2).vi-PWM_output_SW-timed_with_digital_line(vers7.1).vi特点采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器的特点：①硬件电路简单；②属于实时控制方式，电流响应快；③不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波分量；④与计算法和调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多；⑤采用闭环控制.PWM（PulseWidthModulation）——脉宽调制。其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等。在这里我们可以令频率不变，直接改变脉冲的宽度，亦即控制开关元件的导通时间；比如现在是高电平导通，那么方波的A越大，B越小，导通时间就长；否则就越短。