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마이크로컴퓨터를 이용한 신호생성 기술

전문가 제언: ○ 펄스변조 방식의 하나로 PWM(Pulse Width Modulation)은 변조 신호의 크기에 따라 펄스폭을 변화시키는 방식이다. 신호파의 진폭이 클 때는 펄스의 폭이 넓어지고, 진폭이 작을 때는 펄스의 폭이 좁아지지만 펄스의 위치나 진폭은 변하지 않는다.

○ 변조에는 연속파변조(정현파변조)와 불연속파변조(펄스 파 변조)가 있는데 이들은 각각 디지털변조와 아날로그변조로 나누어진다. PWM은 펄스변조 중 아날로그변조에 속한다. PWM은 에러에 강하고 신호대잡음비(signal to noise ratio)가 우세하나 소비전력이 크다.

○ 모터를 단순히 ON/OFF만 한다면 스위치나 릴레이(relay)를 사용하면 되지만, 모터의 속도를 변화시키기 위해서는 별도의 방법이 필요하다. DC모터의 속도제어는 가장 간단한 것이 전압제어이다. 그러나 전압제어 형식은 전압 이용 외는 공급에너지가 모두 손실로 빠져나가기 때문에 효율이 대단히 낮다.

○ 이러한 단점을 보완한 것이 PWM 방식으로 ON과 OFF의 시간 간격을 조절한 속도제어회로를 이용한다. PWM 속도제어회로는 삼각파와 비교기를 이용해서 ON.OFF.duty ratio를 제어하는 것으로, 듀티 비란 주기에 대한 하이(high) 신호의 시간 비를 말하며, PWM제어는 듀티 비를 조절하여 제어값을 조절한다.

○ 단순한 ON.OFF가 아닌 속도변화와 강약변화를 조절할 수 있는 회로가 프로그램에 의해 조절한다면 더욱 다양한 동작이나 신호를 발생시킬 수 있을 것이다. 본문에서는 PWM을 이용하여 LED의 발기를 조절하고 간이 피아노를 작동시키는 것에 대해 서술하고 있다.

○ 향후 PMW 등 변조방식의 연구로 더욱 편리하고 활용적인 신호제어 회로와 프로그램에 대한 발전이 있기를 기대해 본다.

저자: Yoshihito Shimada
자료유형: 학술정보