modulacion pwm

Modulación

de anchura de pulsos

PWM

1-Introducción.
La modulación por ancho de pulsos (MAP o PWM, siglas del inglés Pulse-Width
Modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo
de una señal periódica (una sinusoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir
información a través de un canal de comunicaciones o paracontrolar la cantidad de energía que se
envía a una carga.
El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación
con el período. Expresado matemáticamente:

D es el ciclo de trabajo

τ es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso)
T es el período de la función

Parámetros importantes
Algunos parámetros importantes de un PWM son:

•La relación de amplitudes entre la señal portadora y la moduladora, siendo recomendable
que la última no supere el valor pico de la portadora y esté centrada en el valor medio de
ésta.

•

La relación de frecuencias, donde en general se recomienda que la relación entre la
frecuencia de la portadora y la de señal sea de 10 a 1.

La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabomediante un comparador con dos
entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda triangular, mientras
que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente
igual a la de la señal triangular, y el ciclo de trabajo es función de la moduladora.
La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de quehaya
interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse ubicando el controlador
cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.
Aplicaciones
La modulación de la anchura de pulsos es usada en diferentes aplicaciones, siendo las más
comunes el control de servomotores y como sistema de comunicación. En el caso de control de
servomotores elfuncionamiento es como sigue; la velocidad de rotación del motor será función de la
anchura del pulso. Dado que la velocidad de rotación depende del valor medio de la tensión
suministrada, cuanto más ancho sea el pulso mayor será el valor medio de la tensión aplicada al
motor y por ende mayor velocidad de rotación. En caso de querer disminuir la velocidad de este,
solo debemos de aplicar pulsos másestrechos los cuales nos darán como resultado un valor medio
neto de tensión aplicada al motor menor que en el caso anterior.
Como sistema de comunicación una clara aplicación es la transmisión de la información en
forma de pulsos a través de un canal. Existen varias técnicas de modulación muy usadas hoy en día,
como la modulación Delta, modulación de la posición del pulso PPM, modulación de laamplitud del
pulso PAM, modulación del código del pulso PCM etc. Lo que tiende a hacerse es muestrear la señal
modulada y con los datos obtenidos se modifican los parámetros de un tren de pulsos que
posteriormente se transmitirá por el canal que sea.

2.-Subsistema de modulación.
2.2-El oscilador.
El sistema de modulación se puede dividir en dos etapas, una primera etapa encargada de
generaruna señal triangular, y una segunda encargada de generar la onda cuadrada modulada. La
primera etapa, la generadora de la señal triangular, no es más que un oscilador, compuesto por un
comparador LM111 y un amplificador operacional TL082. El circuito al que nos referimos es el
mostrado en la figura 1.

Figura 1: Generador de señal triangular
La señal obtenida es la recogida en la figura 2.Figura 2: Señal triangular
A continuación estudiaremos como funciona este circuito y calcularemos la expresión de la
frecuencia de la señal triangular en función de los valores de las resistencias R1, R2, R3, R4 y del
condensador C. Dado que en la practica no se pueden encontrar los valores exactos de algunos
componentes, estudiemos estas expresiones teóricamente, es decir, para valores...