Darbe Genişlik Modülasyonu nedir ?

Duty Cycle nedir ?

Duty Cycle, Türkçe anlamda Görev Döngüsü anlamını taşır. Görev döngüsü ise elektronikte sistemin aktif olduğu zaman süresinin toplam süreye olan oranıdır.

Yukarıdaki grafikte görüldüğü üzere, sistemin 5v ile çalıştığı sürenin toplam görev süresine oranı bize Duty Cycle değerini verir. 10 saniyelik bir görev döngüsünde 7.5 saniye sistem 5 v ile çalışıyorsa 2.5 saniye 0volt seviyesinde çalışıyorsa %75 duty cycle oranı vardır. Ortalama çıkış gerilimleri (output voltage) ise sistemin ortalamasıdır.

PWM’nin Temel Prensibi

PWM, bir sinyalin genişliğini değiştirerek, yüksek (genellikle 5V) ve düşük (toprak) arasında hızlı bir şekilde geçiş yaparak yükün ortalama voltajını kontrol eder. Sinyal ne kadar uzun süre yüksek kalırsa, yüke sağlanan toplam güç o kadar yüksek olur.

Pulse Width Modulation (PWM) bir sinyal işleme tekniği olarak tanımlanabilir. Bu teknik, sinyal çıkışının, sinyal genliği ve frekansının kontrol edilmesi için kullanılır. Birçok endüstriyel ve ticari uygulamada kullanılmaktadır, örneğin güç elektroniği, motor kontrolü, aydınlatma kontrolü, ses sinyal işleme, haberleşme sistemleri ve daha birçok alanda.

Haberleşme Sistemlerinde PWM Kullanımı

Haberleşme sistemlerinde PWM, dijital verileri analog sinyaller olarak temsil etmek için kullanılır. PWM’nin görev döngüsü, gönderilen dijital verilere göre değiştirilir. Bu, dijital verilerin radyo dalgaları gibi analog kanallar üzerinden gönderilmesine olanak tanır.

Sinyal frekansının ve genliğinin kontrol edildiği bir modülasyon tekniğidir. Bu teknik, bir analog sinyalin dijital bir sinyale dönüştürülmesiyle gerçekleştirilir. Bu dijital sinyal, bir açma/kapama işlemiyle belirli bir dönüşüm oranına göre kontrol edilir.

PWM çıkışı, bir dizi yüksek ve düşük voltaj darbelerinden oluşur. Darbelerin süresi, sinyal genliğini belirler. Bu süre, sinyalin doluluk oranını gösterir. PWM sinyalinin doluluk oranı, darbe süresinin sinyal periyoduna oranı olarak ifade edilir.

En yaygın kullanımlarından biri, DC motor hız kontrolüdür. Yukarıdaki resimde bir kaç farklı motor hız kontrolü devresi bulunaktadır. Bu devrelerde PWM sinyalleri üreterek motor hızını kontrol etmeye yarar. Motor hızı, PWM sinyalinin genliği veya doluluk oranı ile kontrol edilir. PWM sinyali, motorun girişindeki bir güç transistörü tarafından üretilir ve motorun hızı, transistörün açık ve kapalı süresine bağlı olarak değişir.

Ayrıca aydınlatma kontrolünde de kullanılır. LED ışıkları, güçlerinin açılıp kapanarak parlaklıklarının kontrol edilmesi ile çalışır. Bu, PWM sinyalinin üretilmesiyle gerçekleştirilir. PWM, LED’in parlaklığını artırırken enerji tasarrufu sağlar.

PWM’nin Avantajları

• Düşük Güç Kaybı: PWM’de, anahtar kapalı olduğunda neredeyse hiç akım yoktur ve açık olduğunda yüke güç aktarılırken anahtar üzerinde neredeyse hiç voltaj düşüşü olmaz.
• Etkili Kontrol: PWM, yükün ortalama gücünü veya genliğini kontrol etmek için kullanışlıdır. Yükün anlamlı bir şekilde değişmesi için gereken süreden daha hızlı bir oranda anahtarlama yaparak, yüke beslenen voltajın (ve akımın) ortalama değerini kontrol eder.
• Esneklik: PWM, motorlar gibi atalet yüklerini çalıştırmak için özellikle uygundur. Bu tür yükler, bu ayrık anahtarlama tarafından kolayca etkilenmez.