PWM(Pulse Width Modulation)

 PWM(Pulse Width Modulation)이란 펄스 폭 변조라고도 하며 우리가 쓰는 디지털 신호를 아날로그 신호처럼 흉내내서 사용한다고 볼 수 있다. 먼저 디지털 신호와 아날로그 신호의 차이를 아래의 그림을 보고 이해하자.

 

 

디지털 신호 vs 아날로그 신호

 

 우리가 흔히 알고 있는 디지털 신호와 아날로그 신호이다. 1과 0밖에 없는 딱딱하고 각지게 생긴 위에 녀석이 디지털, 웨이브 치게 생긴 sin, cos 등등 부드럽게 생견 녀석이 아날로그이다. 디지털은 LED로 표현하면 on, off밖에 없지만 아날로그 같은 경우에는 조명의 밝기도 다양하게 표현할 수 있는 차이점이 있다. 그러면!! 디지털 신호로 LED의 밝기를 조절하려먼 어떻게 해야 하는가??? 그 해답이 PWM에 있다.

 이제 PWM의 주요 개념에 대해 알아보자. 아래 그림을 보면서 이해해보도록 하자.

 

 

PWM 구조<출처 : 위키백과>

 

 위에서 분명히 디지털 신호는 0과 1밖에 쓰지 못한다고 했었다. 그렇기 때문에 그림에서도 아날로그처럼 유연한 곡선이 보이는 것은 아니다. 하지만 PWM은 그런 디지털 신호를 Duty Cycle 비율로 나누어서 마치 아날로그 신호처럼 보이게 만들어 주는 것이다.

• Duty Cycle : PWM에서 쓰이는 비율로 1이 차지하고 있는 비율이다.

   - 그림에서 보듯이 0%는 1이 하나도 없고 50%는 1의 비율이 50%라는 뜻이다.

 이처럼 0과 1의 비율을 무수히 쪼개어서 LED가 실제로는 on, off만 반복하지만 우리의 눈에는 밝기가 약해진 것처럼 느껴지는 그러한 현상이 일어난다. 우리가 1초에 한 번씩 on, off되는 것은 인식할 수 있지만 0.01초에 한 번씩 on, off되는 것은 인식하지 못하는 것처럼 착각을 하게 되는 것이다. 파형의 주기가 짧으면 짧을수록 부드럽게 동작하며 0에서는 전력을 소모하지 않기 때문에 Duty Cycle 비율에 따라서 전력 소모도 줄일 수 있다. 

 

 

PWM 변화<출처 : 위키백과>