パルス幅変調

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パルス幅変調(パルスはばへんちょう、英語: pulse-width modulationPWM)とは変調方法の一つであり、パルス波のデューティ比を変化させて変調すること。

パルス幅変調の数学的扱いは次のようになる[1]。簡単のため、入力信号として正弦波 の場合を考える。

ここで 物理量を表す定数、 はそれぞれ角振動数、時間である。

また、変調されていないときのパルス波は、周期 ごとに幅 (ただし)の パルスを出力するものと仮定する。

このとき、パルス幅変調された信号 は、周期 ごとに幅 のパルスが出力されるように変調される。 は変調度で、 でなければならないので を満足しなければならない。

ここで、ヘヴィサイドの階段関数は次元を持ったなんらかの定数である。 ヘヴィサイドの階段関数のフーリエ変換表示

や公式

を用い(ただし、ディラックデルタ関数) [2]、 適時積分と和の入れ替えを行うと、

と書ける。 ここで、が時間の並進に対して 不変であることを用いると[3]をもう少しきれいに書き直すことができて、

である。最後の項を代入すると、 これはFM変調の式であることがわかる。

であるから、 ローパスフィルタでを除去できれば、分シフトされて 元の信号が復調される。

用途

脚注

参考文献

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