Pulse Width Modulation क्या है। |How to generate PWM signal |Pulse Width Modulation Explained

 इस पोस्ट में हम Pulse Width Modulation तकनीक  के बारे में जानेंगे।

Pulse Width Modulation तकनीक का उपयोग एनालॉग उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। और मुख्य रूप से एनालॉग डिवाइस को दी जाने वाली शक्ति को इसका उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है ।

अब, इसकी उच्च दक्षता(high efficiency), कम बिजली की हानि (low power loss)और यह शक्ति (Power) को सटीक रूप से नियंत्रित करने की क्षमता के कारण है, इस तकनीक का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है।

उदाहरण के लिए, आज एलईडी लाइटों को कम करने के लिए, या सीपीयू की पंखे की गति को नियंत्रित करने के लिए, इस पीडब्लूएम(PWM) तकनीक को पारंपरिक तरीकों से अधिक पसंद किया जाता है। और कुछ लैपटॉप में इस pulse Width modulation technique के इस्तेमाल से स्क्रीन की ब्राइटनेस को भी कंट्रोल किया जाता है। तो, इस  के अलावा, इस पीडब्लूएम का व्यापक रूप से electronics एप्लिकेशन में उपयोग किया जाता है

तो, इस पोस्ट के द्वारा आइए समझते हैं कि PWM क्या है, और इसका उपयोग कैसे नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है।

तो, इस पल्स Pulse Width Modulation में, नियंत्रण की Pulse चौड़ाई को बदलकर सिग्नल, लोड को दी जाने वाली शक्ति को नियंत्रित किया जाता है।और आइए एक उदाहरण लेते हुए समझते हैं कि इससे हमारा क्या तात्पर्य है।तो, मान लीजिए, हम इस Pulse Width Modulation तकनीक का उपयोग करके एलईडी की चमक को नियंत्रित करना चाहते हैं।

तो, यहां इलेक्ट्रॉनिक स्विच वोल्टेज स्रोत और LED  सर्किट के बीच जुड़ा हुआ है। और यहाँ, इस इलेक्ट्रॉनिक स्विच को बाहरी नियंत्रण संकेत का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। इसलिए, जब भी स्विच बंद स्थिति में होगा, तो एलईडी सर्किट पर पूरा वोल्टेज दिखाई देगा। और यहाँ, हम 9V बैटरी का उपयोग कर रहे हैं। और जब भी स्विच ओपन कंडीशन में होगा, 

तो, अब अगर हम यहाँ पर कंट्रोल वोल्टेज को इस तरह से लगाते हैं, तो स्विच चालू हो जाएगा, बहुत तेजी से चालू और बंद। और अगर हम स्विच के ठीक बाद वेवफॉर्म देखते हैं, तो वेवफॉर्म इस तरह दिखेगा।

इसलिए, यदि आप इस तरंग को देखते हैं, तो यहां 9V का वोल्टेज पूरे सर्किट में दिखाई दे रहा है केवल आधे समय के लिए। तो, हम कह सकते हैं कि एलईडी सर्किट पर प्रभावी रूप से केवल 4.5 वी वोल्टेज लागू होता है। या दूसरे शब्दों में हम कह सकते हैं कि वोल्टेज का औसत मान 4.5 वोल्ट के बराबर होता है। अब इस 50% प्रतिशत के स्थान पर यदि स्विच केवल 25 प्रतिशत के लिए ही चालू रहता है समय, तब तरंग इस तरह दिखेगी।

तो, इस मामले में, यदि आप औसत मूल्य देखते हैं, तो औसत मूल्य घटकर 2.25 . हो जाता है तो, अब प्रभावी रूप से केवल यह 2.25 वोल्टेज एलईडी सर्किट पर लागू होता है। तो, यहाँ हम क्या कर रहे हैं, इस आउटपुट तरंग की पल्स चौड़ाई को नियंत्रित करके, हम वास्तव में उस वोल्टेज को नियंत्रित कर रहे हैं जो एलईडी सर्किट पर लागू होता है। और इस तरह हम LED सर्किट की ब्राइटनेस को कंट्रोल कर रहे हैं।

तो, इसी तकनीक का उपयोग डीसी मोटर्स की गति को नियंत्रित करने के लिए भी किया जाता है। इसलिए, जब भी हम इस Pulse Width Modulation के बारे में बात करते हैं, तो दो कारक हमेशा होते हैं  इसके साथ जुड़ा हुआ है। एक है स्विचिंग फ्रीक्वेंसी और दूसरी है ड्यूटी साइकिल।

इसलिए, यदि यह स्विचिंग आवृत्ति 1Hz है, तो उस स्थिति में, आप LED  में  झिलमिलाहट देख सकते हैं। लेकिन 1 हर्ट्ज के बजाय, अगर स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी मान लें कि 500Hz  है, तो उस स्थिति में, स्विच बहुत तेजी से चालू और बंद हो जाएगा। और उस स्थिति में, आपको ऐसा लगता है कि LED लगातार चालू स्थिति में है।

तो, विशेष अनुप्रयोग के लिए, यह स्विचिंग आवृत्ति इष्टतम होनी चाहिए। तो, आवेदन के आधार पर, आमतौर पर, स्विचिंग आवृत्ति 100 से भिन्न होती है Hz से kHz तक। फिर इस Pulse Width Modulation में  एक और  पैरामीटर  आता है जिसे  duty cycle कहते है। तो, duty cycle समय अवधि के किस अंश को परिभाषित करता है। या हम कह सकते हैं कि यह ON समय और कुल समयावधि का अनुपात है।

तो, कुछ तरंगों के लिए, यदि कर्तव्य चक्र 50 प्रतिशत है, तो इसका मतलब है कि नाड़ी(pulse) बनी हुई है 50% प्रतिशत समय के लिए चालू। इसी तरह, किसी अन्य तरंग के लिए, यदि कर्तव्य चक्र २५ प्रतिशत है तो इसका मतलब है कि 25 प्रतिशत समय ही पल्स ऑन रहेगी। तो, यहां विभिन्न कर्तव्य चक्रों के साथ विभिन्न तरंगों को दिखाया गया है। 

तो, यहाँ तरंग (Wave )के कर्तव्य चक्र को बदलकर, हम वास्तव में औसत बदल रहे हैं आउटपुट तरंग का मान। और ऐसा करके, हम वास्तव में उस औसत वोल्टेज को बदल रहे हैं जो Load पर लागू होता है, इस Duty Cycle  को बदलकर, हम विभिन्न उपकरणों को नियंत्रित कर सकते हैं।

अब, पल्स चौड़ाई मॉडुलन में, आमतौर पर, MOSFET का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में किया जाता है,और इस MOSFET स्विच का लाभ यह है कि स्विचिंग के दौरान, जो Power Dissipate है वो बहुत काम है,तो, हम कह सकते हैं कि यह Pulse Width Modulation एक बहुत ही कुशल तकनीक है,और इसीलिए आजकल इसे पारंपरिक तकनीकों से ज्यादा पसंद किया जाता है।

इसलिए, यदि हम LED  की Brightnes को नियंत्रित करने की पारंपरिक तकनीक को देखें, तो इस प्रतिरोध R के मान को बदलकर हम प्रवाहित होने वाली धारा को बदल सकते हैं।