PWM采集卡(Pulse Width Modulation Acquisition Card)是一种专用于采集、生成及处理脉冲宽度调制(PWM)信号的硬件设备，通常以板卡形式集成于计算机或工业控制系统中。它通过高精度电路与软件算法，实现对PWM信号的实时监测、分析与控制，广泛应用于电机驱动、电源管理、自动化控制、测试测量等领域。以下是其核心功能与技术特点的详细解析：

一、PWM信号基础：频率、占空比与脉宽

　　PWM信号是一种通过调节脉冲宽度(占空比)和频率来传递信息的数字信号，其核心参数包括：

　　⚫频率(Frequency)：单位时间内脉冲的重复次数(Hz)，决定信号的周期性。

　　⚫占空比(Duty Cycle)：脉冲高电平时间占整个周期的比例(%)，控制输出功率或平均电压。

　　⚫脉宽(Pulse Width)：单个脉冲的高电平持续时间(秒)，与占空比和频率相关。

　　⚫例如，在电机调速中，通过调整PWM占空比可改变电机两端的平均电压，从而控制转速;在LED调光中，占空比决定亮度等级。

二、PWM采集卡的核心功能

1、信号采集(输入功能)

　　多通道同步采集：支持同时监测多路PWM信号(如32通道)，确保各通道信号的时间一致性，适用于多轴电机控制、传感器阵列等场景。

　　参数测量：精准测量输入信号的频率、占空比、正脉宽等参数，分辨率可达纳秒级(如20ns)。

　　电压兼容性：支持宽电压范围输入(如0~24V)，适应不同传感器的输出电平。

2、信号生成(输出功能)

　　可调PWM输出：生成频率、占空比可编程的PWM信号，驱动电机、阀门、加热器等执行机构。

　　高电平适配：输出高电平电压由外接电源决定(如5V~24V)，可直接驱动大功率负载，减少中间转换环节。

　　低电平精度：输出低电平可低至接近0V(如0.025V)，确保信号完整性。

3、隔离与抗干扰

　　电源隔离：采用高电压隔离模块(如1500V DC隔离)，阻断外部干扰，保护系统稳定性。

　　信号隔离：部分高端型号支持通道间隔离，避免交叉干扰。

4、二次开发支持

　　开发工具兼容：提供API接口，支持LabVIEW、Visual Studio、Python等开发环境，便于快速集成到现有系统。

　　软件配置：通过软件灵活调整占空比、频率等参数，无需硬件修改。

三、典型应用场景

1、电机控制

　　同步采集多路编码器信号，实时调整PWM输出，实现伺服电机、步进电机的高精度速度与位置控制。

2、电源测试

　　分析开关电源的PWM信号，优化占空比与输出电压关系，提升电源转换效率。

3、自动化生产线

　　在多轴协同控制中，确保各执行机构动作同步，提升生产稳定性。

4、科研实验

　　生成高频PWM信号用于激光调制、声学分析等实验，或采集传感器输出的PWM信号进行分析。

5、能源管理

　　在太阳能逆变器、电池管理系统(BMS)中，监控与调节PWM充电/放电信号。

四、技术优势与选型要点

　　通道数：根据需求选择(如8/16/32通道)，多通道设备可减少系统复杂度。

　　带宽与分辨率：高频应用需支持高带宽(如500KHz以上)与纳秒级分辨率。

　　电压范围：确保输入/输出电压兼容传感器或执行器。

　　隔离能力：恶劣环境需高隔离电压(如1500V DC)。

　　开发便捷性：优先选择支持主流开发工具的型号，缩短开发周期。

五、案例：方瞳科技FT7202PWM采集卡

　　以方瞳科技FT7202为例，其核心特性包括：

　　32通道同步采集与输出，支持0~24V输入、5~24V输出。

　　20ns占空比分辨率，信号带宽达500KHz。

　　1500V DC电源隔离，适应工业恶劣环境。

　　兼容LabVIEW、Visual Studio等工具，支持快速二次开发。

　　PWM采集卡是工业控制与测试测量领域的“信号处理中枢”，通过高精度采集与灵活生成PWM信号，为系统提供精准的控制与监测能力。选择时需结合通道数、带宽、隔离等级等参数，匹配具体应用场景需求。随着工业自动化与智能化升级，PWM采集卡正朝着更高集成度、更强抗干扰能力方向发展，成为推动技术进步的关键工具。