呼吸灯方案

呼吸灯方案—小黑提供（请大家不要向网上散播）

PWM原理及实现效果：通过产生占空比可变的方波实现输出平均值的改变，从而导致输出负载得到的功率变化。

信号的平均值为该信号一个周期内进行积分，并除以该周期值：Va=1

T ∫V(t)dt T

可见，对于一个方波信号，若占空比改变，则Va的值发生改变，从而负载得到的功率发生改变。对应于这道题目，便是灯的亮度发生改变。

PWM波形：

其中，Output Voltage便是PWM波形，可以看到，PWM就是一个方波，频率没有发生改变，但是占空比变化，结果就是上面所说的输出功率为时变，从而灯的亮度变化。

PWM产生方法：可以利用NE555来产生PWM波，电路图如下：

其中，对应管脚波形为第一张图片中的波形。需要注意的是，这里还需要两个输入：1.Clock Input；2.Modulation Input。其中，Clock为上图中的时钟信号，为一方波，其频率确定最终输出的PWM频率，一般可为几k到几十kHz。产生方法之后提及。Modulation输入，为PWM 控制信号，即表示PWM占空比变化情况，此信号幅度发生变化，则最终PWM占空比变发生变化。对于这道题目，可以此管脚的信号周期，便是灯的闪烁周期。此管脚可用正弦波或三角波驱动。

驱动波形产生：多谐振荡器与文氏振荡器。

由上面论述可知，需要产生一个kHz级的方波和Hz级的正弦波或三角波。先说方波。

一般来说，方波的产生大多使用多谐振荡器，可以利用NE555制作或者运算放大器制作。下面列出两种方法的电路图：

也可采用非门来进行多谐振荡。具体信息，参加NE555芯片手册，和《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》第十章第二节。

正弦波发生器一般使用文氏振荡器，但根据此题，需要Hz级别的正弦波，文氏振荡器实现难度较大，这里不深入讨论。此处改用三角波激励。此处三角波由于对波形完整度要求不高，可以直接使用多谐振荡器中的电容积分管脚，具体内容在此不详谈，可以参照多谐振荡器中的内容自行设计。

LED驱动：LED驱动在此处变为方波驱动，为开关信号，可直接用NE555输出串接电阻连LED，也可以加一个开关管来提高输出能力。

思考：如何调节亮度？从前面的讨论可以看到，方波的占空比影响LED的亮度，而驱动信号的振幅影响方波的占空比。故只需调节驱动信号的幅度便可改变LED亮度。

如何让LED常亮？只需让占空比不变即可。方法：在驱动端加入一直流信号。为什么？

如何让LED熄灭？将驱动端接地。为什么？

如何完善此题具体指标？自行思考。

小结：此方案为业内产品统一方案，具备稳定性好、实现简单、性能好等特点。但此方案相对之前给出的方案，复杂度有所提高，因为需要三个振荡器。但是，此方案中的PWM调制方法，在今后的设计中，有很多应用，如开关电源设计、D类音频功率放大器，包括现在的4G通信中功率放大器电源包络跟踪技术，也使用了PWM调制的方法，故而此种方法对于今后的学习有很大的作用。同时，PWM调制能够帮助大家对信号进行更深刻的理解，让LED 或者其他负载得到一确定功率，不一定非要进行直流驱动，利用平均功率可变的方波同样可以得到相似的效果，并且具备可操控性强的特点。

我希望大家能够把自己定位成一个专业设计者，而不是业余爱好者。希望大家能从专业的角度来进行设计。你要知道，电子工程学院和电子爱好者们创办的论坛是以完全不同的境界存在的。望大家能有所感悟。