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Concept
Modulation de largeur d'impulsion
Résumé
La modulation de largeur d'impulsions (MLI ; en anglais : Pulse Width Modulation, soit PWM), est une technique couramment utilisée pour synthétiser des signaux pseudo analogiques à l'aide de circuits numériques (tout ou rien, 1 ou 0), ou plus généralement à états discrets.
Elle sert à générer un signal pseudo analogique à partir d'un environnement numérique ou analogique pour permettre un traitement de ce signal par des composants en commutation (se comportant comme des interrupteurs ouverts ou fermés).
Le principe général est qu'en appliquant une succession rapide d'états discrets avec des ratio de durée bien choisis, on peut obtenir en ne regardant que la valeur moyenne du signal n'importe quelle valeur intermédiaire
Les usages les plus fréquents :
La conversion numérique-analogique
Les amplificateurs de classe D
Les alimentations à découpage
Les variateurs de vitesse
Les onduleurs
Les redresseurs
Plus généralement tous les dispositifs d'électronique de puissance utilisant des composants en commutation à base de semi-conducteurs de type MOSFET, IGBT, GTO. En effet, fondamentalement, les cellules de commutation n'ont que deux états possibles, l'état haut ou l'état bas. Cette structure intrinsèque rend naturelle l'utilisation de PWM pour leur commande.
Il est aussi possible de faire de la transmission de données par cette méthode.
Le principe est de créer un signal logique (valant 0 ou 1), à fréquence fixe mais dont le rapport cyclique est contrôlé numériquement, la valeur moyenne de ce signal étant une grandeur analogique, égale au produit du rapport cyclique par l'amplitude maximale du signal.
Généralement on réalise ce type de fonction à l'aide d'un microcontrôleur. Les microcontrôleurs modernes (ARM Cortex M, PIC, etc.) disposent tous de périphériques dédiées à la génération de PWM. Pour les microcontrôleurs plus anciens (8051, 68HC11), il est possible de détourner le fonctionnement d'un TIMER pour le transformer en générateur de PWM. Enfin en cas d'utilisation d'un microprocesseur, la PWM est généralement émulée.
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