PPM信号编码格式

PPM（脉冲位置调制）信号编码格式是一种用于遥控和无人机飞控系统中的信号编码方式，尤其在四轴飞行器（四旋翼无人机）的控制中应用广泛。PPM编码通过将多个控制通道的信号信息集中在一个信号脉冲序列中发送，大幅简化了系统的接线和信号处理过程。飞控系统是指飞行器的飞行控制单元，主要负责飞行器的稳定飞行和各类飞行任务的执行。四轴飞行器因其结构简单、操控灵活而被广泛应用。PX4和Pixhawk是两种流行的开源飞控系统，它们支持PPM信号编码格式，为飞控提供了高效可靠的控制方案。 PWM（脉冲宽度调制）信号同样用于控制电调或舵机，在四轴飞行器中也非常重要。PWM信号由周期性的方波构成，通常周期为20毫秒，也就是说PWM信号的刷新频率为50Hz。每个PWM周期内的高电平持续时间一般为1到2毫秒，这个持续时间代表了控制量，例如油门的大小。在四轴飞行器中，1100微秒的高电平时长通常对应0油门，而1900微秒则对应满油门。 PPM信号与PWM信号有着根本的区别。PPM信号将多个通道的信息整合到一个信号序列中，每个通道由一个脉冲的上升沿来表示，而该脉冲在PPM序列中的位置代表了控制量。标准的PPM信号以0.4毫秒的低电平开始，随后的每个上升沿的间隔时间对应一个通道的控制量。一个PPM脉冲序列通常包含10个通道的信息，每个通道的控制量通过上升沿间隔的长短来表达，通常间隔时间为1000到2000微秒。PPM信号的重复周期也是20毫秒，刷新频率为50Hz。 在PPM信号的转换过程中，可以将PPM信号转换为PWM信号，也可以将多个PWM信号合并为一个PPM信号。PPM转PWM示例中，遥控接收器接收到遥控信号后输出PPM信号，然后通过PPM解码电路转换成多路PWM信号，每一路PWM信号控制一个特定的电调或舵机。反之，PWM转PPM示例中，多个通道的PWM信号通过PPM编码电路合并成一个PPM信号输出。 PPM信号的应用不仅减少了接线的数量，而且在信号的传输上也有诸多优势。由于PPM信号将多路控制信号集成在一起，从而减少了飞控与接收器之间连线的数量，这对于飞行器的设计和组装有很大的好处。在飞行控制中，PPM信号通常用于将地面遥控器或飞控系统的输出信号发送至接收器，而接收器再将这些信号分发给各个电调或舵机。 PPM信号的脉冲宽度和通道的控制量之间有固定的比例关系。例如，在通道1，如果处于100%油门状态，则PWM信号的高电平持续时间为2毫秒，PPM信号中通道1的上升沿间隔也为2毫秒。若通道1在50%油门状态，则PWM的高电平时间是1.5毫秒，PPM信号中通道1的上升沿间隔相应地为1.5毫秒。当通道1处于零油门状态时，PWM的高电平时间是1毫秒，而PPM信号中通道1的上升沿间隔是1毫秒。通过这样的方式，PPM信号能够精确地控制飞行器的运动状态。 在四轴飞行器的飞控开发过程中，理解PPM和PWM信号编码格式对设计和调试飞控系统至关重要。无论是初学者还是经验丰富的开发者，都要清楚掌握这两种信号的特点和使用场景，以便于更高效地开发出性能优异的飞行器。WalkAnt博客的作者将分享他在飞控开发中的经验和知识，为其他开发者提供学习和参考的机会，并鼓励大家通过指定邮箱进行问题的沟通和交流。