PWM simétrico vs asimétrico

Mi pregunta: Según la nota de ti http://www.ti.com/lit/an/spra278/spra278.pdf [página 10] PWM simétrico genera menos armónicos...

Depende de qué otras suposiciones se hagan, y hay varias para deshacer.

PWM simétrico (SPWM) utiliza un número de control n para activar un pulso en n recuentos antes de un tiempo de referencia y desactivar n recuentos después. El pulso resultante tiene un ancho de 2n, pero está centrado en el tiempo de referencia, independientemente del ancho del pulso.

El PWM asimétrico (APWM) genera un pulso de n conteos de ancho, generalmente se enciende en el tiempo de referencia y se apaga n conteos más tarde. El centro del pulso está ubicado n/2 pulsos después del tiempo de referencia, por lo que se mueve con respecto a la referencia a medida que n cambia. En igualdad de condiciones, como el ancho del pulso puede cambiar en 1 conteo en lugar de 2 como en SPWM, tiene el doble de resolución.

Cuando se usa PWM para generar un nivel de voltaje estático, esto no importa, aparte de la diferencia en la resolución.

Cuando se utiliza PWM para generar una forma de onda dinámica, por ejemplo, en un inversor que genera CA para un motor, o en un amplificador de potencia que genera una salida de audio, cualquier diferencia entre el modelo digital de la forma de onda que manipula el controlador y la forma de onda analógica real que se emite generará distorsión.

El modelo digital más simple y útil es una tasa de muestreo uniforme, lo que implica pulsos igualmente espaciados. Si se envía una solicitud de M a la unidad PWM, se cuenta como un peso de salida de M en el tiempo de referencia . En el caso dinámico, este momento importa. Si usamos APWM, entonces el pulso no está centrado en el tiempo de referencia, hay un retraso que varía con la solicitud M y los pulsos se vuelven desigualmente espaciados. Como este retraso no forma parte del modelo, introduce una distorsión de la forma de onda en la salida, los pulsos que están más juntos tienen un "peso" más alto cuando se promedian con el filtro de salida. Si usamos SPWM, entonces cada pulso está centrado y quedan igualmente espaciados.

¿Por qué no usar un modelo más complicado para representar el espaciado de pulso desigual de APWM? Lo hace mucho más complicado. La mayoría de las veces, la distorsión introducida por esta variación no es mucho más que una molestia, especialmente cuando la velocidad del reloj es alta y la frecuencia de la forma de onda es baja, como en el caso de un motor. Cambiar a SPWM en lugar de APWM puede generar una mejora significativa en la distorsión de la hoja de datos, incluso a costa de un bit de resolución, sin cambiar el modelo en absoluto.

Para aplicaciones más exigentes, como la generación de audio, esta distorsión es un factor decisivo. Incluso ir a SPWM no funcionará lo suficientemente bien, ya que existen otros mecanismos mediante los cuales la salida de audio puede ser diferente a la entrada modelada, que incluyen el voltaje del riel del amplificador y los tiempos de conmutación dependientes del voltaje de salida. Estos son tan imposibles de modelar que el modelo directo, aunque retenido para la estabilidad, se reemplaza por retroalimentación para la fidelidad, que automáticamente tiene en cuenta todas las pequeñas diferencias entre la solicitud y la salida. Esta es la base de los amplificadores de clase D, también conocidos como ruido en forma o sigma delta.