脈沖頻率調(diào)制:英文全稱為Pulse frequency modulation,其縮寫為PFM。一種脈沖調(diào)制技術(shù),調(diào)制信號的頻率隨輸入信號幅值而變化,其占空比不變。由于調(diào)制信號通常為頻率變化的方波信號,因此,PFM也叫做方波FM。
就DC-DC變換器而言目前業(yè)界PFM只有Single Phase,且以Ripple Mode的模式來實(shí)現(xiàn),故需求輸出端的Ripple較大。沒有負(fù)向電感電流,故可提高輕載效率。由于是看輸出Ripple,所以Transient很好,在做Dynamic的時(shí)候沒有under-shoot。
脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式具有調(diào)頻特性,可望有較高的傳輸信噪比,而且信號的脈沖形式便于中繼傳輸、再生整形, 因而既可放寬對系統(tǒng)線性的容限要求, 又可獲得較好的抗干擾能力。脈沖頻率調(diào)制(PFM)以傳輸性能遠(yuǎn)優(yōu)于基帶直接光強(qiáng)調(diào)制及成本遠(yuǎn)低于脈沖編碼調(diào)制而在光纖通信中得到廣泛的應(yīng)用。
脈沖頻率調(diào)制(PFM)之所以應(yīng)用沒有脈沖寬度調(diào)制(PWM)多最主要的一個(gè)原因就是脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制方法實(shí)現(xiàn)起來容易,脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制方法實(shí)現(xiàn)起來不太容易。
脈沖頻率調(diào)制優(yōu)點(diǎn)
脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比較脈沖寬度調(diào)制(PWM)主要優(yōu)點(diǎn)在于效率:
1、對于外圍電路一樣的脈沖頻率調(diào)制(PFM)和脈沖寬度調(diào)制(PWM)而言,其峰值效率PFM與PWM相當(dāng),但在峰值效率以前,脈沖頻率調(diào)制(PFM)的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于脈沖寬度調(diào)制(PWM)的效率,這是脈沖頻率調(diào)制(PFM)的主要優(yōu)勢。
2、脈沖寬度調(diào)制(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,脈沖頻率調(diào)制(PFM)具有較快的響應(yīng)速度。
脈沖頻率調(diào)制缺點(diǎn)
脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比較脈沖寬度調(diào)制(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,脈沖頻率調(diào)制(PFM)的頻率低于脈沖寬度調(diào)制(PWM)的頻率,會造成輸出紋波比脈沖寬度調(diào)制(PWM)偏大。
3、脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制相比脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制 IC 價(jià)格要貴。
脈沖寬度調(diào)制與脈沖頻率調(diào)制有何區(qū)別
脈沖頻率調(diào)制(PFM)之所以應(yīng)用沒有脈沖寬度調(diào)制(PWM)多最主要的一個(gè)原因就是脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制方法實(shí)現(xiàn)起來容易,脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制方法實(shí)現(xiàn)起來不太容易。 脈沖頻率調(diào)制(PFM)相比...
如果未校正系統(tǒng)為不穩(wěn)定,或?qū)πU笙到y(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能均有較高的要求時(shí),只采用上述的超前校正或遲后校正,難于達(dá)到預(yù)期的校正效果。此時(shí),宜對系統(tǒng)采用串聯(lián)遲后—超前校正。應(yīng)用頻率法設(shè)計(jì)遲后-超前校正裝置,...
將功率電子開關(guān)(可以是MOSFET或SCR)與控制電路封裝在一個(gè)相對很小的模塊中,引出3~4個(gè)引腳。整流器上電后最初一段時(shí)間,外接限流電阻抑制上電浪涌電流,上電浪涌電流結(jié)束后,模塊導(dǎo)通將限流電阻短路,...
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氣箱脈沖袋式除塵器工作原理 脈沖輸送設(shè)備工作原理 :LPC 長袋脈沖袋式除塵器主要由上箱體、 中箱體、 灰斗、卸灰系統(tǒng)、 噴吹系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分除塵配件組成, 并采用下進(jìn)氣分室結(jié)構(gòu)。 含塵煙氣由進(jìn)風(fēng)口經(jīng) 中箱體下部進(jìn)入灰斗; 部分較大的塵粒由于慣性碰撞、 自然沉降等作用直接落入灰斗, 其它 塵粒隨氣流上升進(jìn)入各個(gè)袋室。 經(jīng)濾袋過濾后, 塵粒被阻留在濾袋外側(cè), 凈化后的氣體由濾 袋內(nèi)部進(jìn)入箱體, 再通過提升閥、 出風(fēng)口排入大氣。 灰斗中的粉塵定時(shí)或連續(xù)由螺旋輸送機(jī) 及剛性葉輪卸料器卸出。 隨著過濾過程的不斷進(jìn)行,濾袋外側(cè)所附積的粉塵不斷增加,從而導(dǎo)致袋除塵器本身 的阻力也逐漸升高。 當(dāng)阻力達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí), 清灰控制器發(fā)出信號, 首先令一個(gè)袋室的提 升閥關(guān)閉以切斷該室的過濾氣流, 然后打開電磁脈沖閥, 壓縮空氣由氣源輸送設(shè)備順序經(jīng)氣 包、脈沖閥、噴吹管上的噴嘴以極短的時(shí)間( 0.065
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脈沖電磁閥工作原理 真啟表示,目前北京市場“非轉(zhuǎn)基因”大豆油的數(shù)量非常少,確實(shí)很難買到。但目前政府部 門針對“轉(zhuǎn)基因” 大豆油問題, 主要的職責(zé)是按照國家規(guī)定, 對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的標(biāo)明進(jìn)行監(jiān)管。 對于不按照要求標(biāo)注的企業(yè), 農(nóng)業(yè)主管部門可以對其進(jìn)行處罰, 限期改正, 可以沒收其違法 銷售的產(chǎn)品,處以罰款。 至于企業(yè)為什么不生產(chǎn)“非轉(zhuǎn)基因” 大豆油這樣的問題, 該負(fù)責(zé)人表示,這是大豆油生產(chǎn)廠 家的企業(yè)行為,屬于市場調(diào)解的范圍,他們不便干預(yù)。 ■哪里能買到“非轉(zhuǎn)基因”大豆油 據(jù)中國糧油學(xué)會專家李志偉介紹, 中國國產(chǎn)大豆相比進(jìn)口大豆, 出油率確實(shí)較低, 用于生產(chǎn) 大豆油,成本肯定要比進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆高。 目前我國的東北地區(qū)有部分廠家生產(chǎn) “非轉(zhuǎn)基因” 大豆油。但由于其規(guī)模較小,多數(shù)產(chǎn)品都 在當(dāng)?shù)劁N售, 北京市場很難見到。 據(jù)說,曾有哈爾濱糧油生產(chǎn)廠家來京與某著名糧油生產(chǎn)商 洽談,愿意為其貼牌生產(chǎn)“非轉(zhuǎn)
脈沖頻率調(diào)制傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質(zhì)量最高的方式之一,其原理是調(diào)制脈沖重復(fù)頻率隨信號幅度大小呈線性變化,而脈寬保持不變。PFM 是信號光強(qiáng)度調(diào)制前的一種預(yù)處理過程,信號經(jīng)過脈沖調(diào)制后,頻譜會變寬,并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而PFM 處理帶來的傳輸帶寬的增加,對于帶寬極寬的光纖來說并不存在什么問題,而且由于光源的非線性對系統(tǒng)的影響不大,故光調(diào)制深度可以增加,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的信噪比。
通過脈沖頻率調(diào)制可實(shí)現(xiàn)單路視頻傳輸,多路視頻傳輸,視頻/數(shù)據(jù)傳輸。下面對幾種方案做簡要描述。
單路視頻傳輸系統(tǒng)工作原理如圖1,在發(fā)射端基帶視頻信號經(jīng)過預(yù)加重,進(jìn)行PFM 調(diào)制,然后去調(diào)制激光器。而在接收端通過PIN 管將光信號轉(zhuǎn)化成電信號,經(jīng)過PFM 解調(diào)恢復(fù)出視頻信號。
圖1 單路視頻傳輸系統(tǒng)原理圖
視頻信號經(jīng)過PFM 后,頻譜呈第一類貝塞爾函數(shù)分布,頻譜中含有無窮多個(gè)頻率分量,但功率譜主要集中在載波和低次諧波分量上,高次邊頻分量可略去不計(jì),因此PFM 信號可近似認(rèn)為具有有限頻譜?;鶐б曨l信號的帶寬為8MHz,經(jīng)過PFM 調(diào)制后,信號帶寬可限定在30 MHz以上而不會明顯影響PFM 性能。
不同于基帶視頻信號直接光強(qiáng)度調(diào)制方式,該系統(tǒng)對發(fā)光器件沒有特殊要求,可以根據(jù)實(shí)際工程需要選用不同的發(fā)光器件。如多模850nm 波長LED 滿足4 公里以內(nèi)應(yīng)用,單模1310nm波長LD 滿足30 公里以內(nèi)應(yīng)用,單模1550nm 波長DFB 激光器滿足100 公里以內(nèi)應(yīng)用。無論是多模LED,還是單模LD,系統(tǒng)都具有良好的性能。批量測試結(jié)果表明,系統(tǒng)經(jīng)過光纖傳輸后,系統(tǒng)主要指標(biāo)為:加權(quán)信噪比為60dB,微分增益為3%,微分相位為3°。
由于PFM 信號解調(diào)輸出噪聲功率譜密度和調(diào)頻信號解調(diào)輸出噪聲功率譜密度一樣,呈三角形噪聲特性,造成高頻端噪聲大而低頻端噪聲小的現(xiàn)象。為了克服這種現(xiàn)象,在設(shè)計(jì)中往往采用預(yù)加重和去加重電路。預(yù)加重使視頻信號在頻率上人為地加以預(yù)傾斜,使高頻端升高,低頻端壓低。在接收端解調(diào)時(shí),由于信號高頻端電平提升而使解調(diào)信噪比有所提高,而低頻端則有所降低,從而均衡了帶內(nèi)信噪比的分布。另外,預(yù)加重對低頻成分起著壓縮作用,也壓縮了亮度信號的動態(tài)范圍,從而降低了微分增益和微分相位的失真。
通過將多路視頻分別調(diào)制于不同的頻率范圍,然后進(jìn)行頻分復(fù)用,可以在單根光纖中實(shí)現(xiàn)多路視頻傳輸。其發(fā)射部分原理框圖如圖2,接收部分原理是發(fā)射部分的逆過程。
從理論上講,光纖和光器件的帶寬極大,完全滿足8 路以上多路視頻頻分復(fù)用的帶寬要求。但實(shí)際上由于目前采用的分立元件,特別是高頻電容和電感的精密度和穩(wěn)定性不夠,使得PFM中心頻率的穩(wěn)定性不好,中心頻率會隨時(shí)間和溫度漂移,加上帶通濾波器的特性也會隨溫度變化,給多路視頻復(fù)用帶來很多不穩(wěn)定因素。所以目前較為成熟的也只是四路圖象的頻分復(fù)用。
用數(shù)字序列調(diào)制脈沖載波的幅度??傻玫矫}沖幅度調(diào)制信號PAM(Pulse Amplitude Modulation )。是屬于數(shù)字脈沖調(diào)制的一種,其他兩種是:PPM(Pulse Position Modulation),調(diào)制脈沖載波的位置;PWM(Pulse Width Modulation),調(diào)制脈沖載波的寬度。
PAM調(diào)制即是脈沖幅度調(diào)制。所謂脈沖振幅調(diào)制,即是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由脈沖激脈沖組成的,根據(jù)抽樣定理,就可以把信號復(fù)原,就是脈沖振幅調(diào)制的原理。用調(diào)制信號控制脈沖序列的幅度,使脈沖幅度在其平均值上下隨調(diào)制信號的瞬時(shí)值變化。
脈沖寬度調(diào)制脈寬調(diào)制分類
從調(diào)制脈沖的極性看,PWM又可分為單極性與雙極性控制模式兩種 。產(chǎn)生單極性PWM模式的基本原理如圖6.2所示。首先由同極性的三角波載波信號ut。與調(diào)制信號ur,比較(圖6.2中(a)),產(chǎn)生單極性的PWM脈沖(圖6.2中(b));然后將單極性的PWM脈沖信號與圖6.2中(c)所示的倒相信號UI相乘,從而得到正負(fù)半波對稱的PWM脈沖信號Ud,如圖6.2中(d)所示。
雙極性PWM控制模式采用的是正負(fù)交變的雙極性三角載波ut與調(diào)制波ur,如圖6.3所示,可通過ut與ur,的比較直接得到雙極性的PWM脈沖,而不需要倒相電路。
除以上兩種從原理不同的角度,對調(diào)制方法進(jìn)行的分類外,近些年采用芯片直接進(jìn)行脈寬調(diào)制的方式被更多的用戶所接受。信號調(diào)理領(lǐng)域經(jīng)常需要面對模擬量信號的傳輸、采集、控制等問題,傳統(tǒng)的信號鏈電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、運(yùn)算放大器(OpAmp)、比較器(Comparator)等等,它們扮演著模擬信號處理的主要角色。信號鏈芯片的功能基礎(chǔ)而強(qiáng)大,經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)后能形成多種多樣優(yōu)秀的信號處理電路,但即便如此,在很多應(yīng)用領(lǐng)域,依然存在瓶頸和制約,無法達(dá)到理想的電路性能和指標(biāo)。所以在信號鏈領(lǐng)域渴望出現(xiàn)更多創(chuàng)新的模擬電路處理技術(shù)和芯片產(chǎn)品。一種新型的模擬信號處理專用芯片,它實(shí)現(xiàn)了模擬信號向PWM信號高精度轉(zhuǎn)換功能,我們稱它為APC(Analogue to PWM Convertor)。