PWM 舵机原理
本文适用于电子、通讯、机电控制专业学生及航模爱好者。学习舵机，是学习电机驱动、无线电、信号处理的一种好的途径。作为初学者，如果有一台示波器，同时又能对航模运动有一些了解，会得到实质提高。
商品舵机按照发展年代，大致经历模拟舵机、数字舵机、机器人舵机（总线舵机）三个时代。早期还有用继电器线圈做舵机的。
（1） 控制杆的操纵信息是如何传输的？
航模遥控的这些硬件软件机制，可能都是FUTABA公司为满足航模运动的需求创立的。
操纵杆的电位器（一般是5K）代表角度信息，通过某种模数混合电路变成了标准的1520微秒代表中位的方波信号。此过程是数字化的过程。FUTABA的电位器接近军工品质，如SKYSPORT 4发射机只有几百元的价格，但操纵杆电位的品质相当于4倍价格的工业操纵杆（线性度、噪声、寿命）。
数字化完以后，就是编码。人手对操纵杆的动作是并发的，但是在PPM调制里，把各个通道的方波串在一起，在每一帧方波里，最重要的4个通道被放在了最前面，他们是副翼、升降舵、油门、方向舵。对于飞机来讲，副翼和升降舵用于控制姿态，是最重要的。也就是说，这种排列考虑了实时性，排在后面的通道，可能有接近20毫秒的延时。这个编码和前面的数字化是通过一个编码芯片完成的，早期可以把4通道遥控器改成6通道，就是因为PPM的机制无论2通还是8通是一样的，而编码芯片也是一样的。
编码完以后，就是调制。调制是无线电的一个专业术语。学过振荡器、低频、高频电路的人经常接触这个。所以遥控器的FM是一种调制方式，而PPM是调制的内容。PPM信号是直接接入了发射机的高频头，这个点上可做的文章很多，比如教练功能，是把一台发射机的PPM发给另一台的高频头。也有人自己用单片机编了个PPM，让FUTABA的高频头发，这样就可以利用微小的接收机，省不少事情。此为调制发射。此外像R149DP接收机上有一个OSC接口，可以把PPM通过有缆方式发给接收机，从而通过有缆方式控制舵机。
到了接收机那边，就是一个相反的过程，即解调制和解码，最后到舵机上又是一个1520微秒方波了。
（2） 为什么舵机是20毫秒更新一次？
因为一个通道占用了大约2毫秒的时间，而FUTABA初期的高端产品是8个通道的，加上彼此的间隔，因此20毫秒是通道容量和实时性的一种平衡。如果人的反应最高是10赫兹，采样定律是最少5个点表示一个周期，那么更新律就需要50赫兹。
（3） 模拟舵机在大载荷为什么会抖得厉害？
当你用手去掰一个工作中的，已达到位置的模拟舵机时，会发现它是有弹性的，即用较小的力可以拧动它，而它的反抗是随着偏差而增强的，松开它会“弹”回来。这种现象是由于模拟舵机过于简单的控制律造成的，如下图。可以看到，在小偏差的附近，输出脉冲的占空比是很小的，在示波器里可以看到一个尖峰，根据PWM的原理可知，等效电压是很低的。因此，模拟舵机在小偏差时输出力拒是远低于标称力拒的，也就等于在较大载荷时没有了位置精度。所以才催生了数字舵机。
（4） PCM调制
由于PPM的局限性，易受到干扰，FUTABA推出了PCM1024。两三年前，国外有个网站的一批爱好者试图破译PCM1024的原理，好像花了一年时间。根据我和WSking在示波器前的观察，认为PCM就是一种专用的编码和调宽混合的机制，从示波器上看不出舵量和脉宽的直接关系，好像动一个通道，有两个脉宽在动。由于现在数传电台很发达，破译他也没有太大价值了。
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