羅德與施瓦茨示波器分析脈沖寬度調(diào)制信號

一、脈沖寬度調(diào)制信號概述：

脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 是一種常用于以固定頻率驅(qū)動開關(guān)電源的高效技術(shù)。這種技術(shù)可用于工業(yè)控制系統(tǒng)、功率電子和數(shù)字通信中的各類電源。因此，PWM 技術(shù)廣泛用于設(shè)計數(shù)模轉(zhuǎn)換器(如 D 類音頻放大器)、直流-直流電源和逆變器，例如直流電機的變頻驅(qū)動器 (VFD) 和三相電機驅(qū)動器。電橋或多相電機驅(qū)動器中的差異信號具有雙極性、雙脈沖特性，更是對工程師的日常開發(fā)與測試造成了挑戰(zhàn)。

二、羅德與施瓦茨示波器解決方案

要快速、簡單地了解 PWM 信號的全局情況，可以使用示波器的余暉顯示功能。余暉有助于概覽信號中待處理的脈沖寬度類型。

在負向脈沖上通過寬度觸發(fā)捕獲的雙極性PWM信號 (以彩色波形顯示;紅色表示出現(xiàn)頻率高)

但是，余暉和顏色分級功能不提供任何分析見解。

除了脈沖寬度，是否還存在脈沖周期調(diào)制?

調(diào)制周期的重復間隔是多少?

每個數(shù)值出現(xiàn)了多少個寬度?

工程師在開發(fā)用于電源、處理器電源或電池充電器的電子模塊 (如降壓變換器) 時，這些信息是必須的。要獲得這些信息，需要使用更先進的分析技術(shù)，安泰測試為大家推薦羅德與施瓦茨示波器——RTM3000 和 RTA4000 。

羅德與施瓦茨示波器RTM3000 和 RTA4000的跟蹤功能可解調(diào) PWM 信號，并提取跟蹤波形中的基礎(chǔ)調(diào)制信號。跟蹤波形由測量值按照采集期間的記錄時間順序組成。這種分析工具可以繪制任意給定值相對于時間的結(jié)果圖，有助于清楚了解在較長的測量時間內(nèi) PWM 參數(shù)的變化趨勢。這樣能夠正確評估 PWM 穩(wěn)壓器/控制器的跟蹤和線性度。

RTM3000 和 RTA4000 跟蹤功能的相應標準集成到數(shù)學運算中，能夠定義解調(diào)信號的上限(單極性)和下限(雙極性)。

數(shù)學運算標配以下跟蹤分析功能：

跟蹤：周期(單極性和雙極性)

跟蹤：頻率(單極性和雙極性)

跟蹤：脈沖寬度(單極性和雙極性)

跟蹤：占空比(單極性和雙極性)

三、測量裝置

準確的 PWM 測量取決于正確進行探測。大多數(shù)示波器通常會配備 10:1 無源探頭。然而，此類探頭無法明確查找有效的接地參考點，例如在測量兩個未連接到接地點的信號之間的差異時。對于此類測量，推薦使用 RT-ZD10 等差分探頭。不同應用和環(huán)境中的電壓也會顯著不同，甚至會高達數(shù)千伏。RT-ZHD 探頭可承受高達 6 kV 的電壓，非常適用于這些測量環(huán)境。

解調(diào)類型示例確保輕松匹配應用

四、儀器設(shè)置

將示波器連接到被測電路后，通過示波器應用對話框訪問跟蹤選項卡，其中包含各種解調(diào)類型。

不同的 PWM 技術(shù)需要搭配不同的解調(diào)類型:

選擇 PWM(單極性和雙極性)、PDM(單極性和雙極性)、逆變器、直流電機、三相電機和 PWM – RGB LED,

根據(jù)所選的解調(diào)類型，示波器將依據(jù)極性設(shè)置觸發(fā)條件;用戶還可以使用數(shù)學運算菜單調(diào)整其他設(shè)置，用戶設(shè)置調(diào)制分析，例如周期跟蹤、頻率跟蹤、脈沖寬度跟蹤或占空比跟蹤，設(shè)置單極性跡線的上限 (UL) 和雙極性跡線的下限 (LL)，每個閾值均包括電平和遲滯設(shè)置，用戶可以根據(jù)需要予以調(diào)整。用戶還可以針對頻率和周期選擇上升沿和下降沿，并設(shè)置“邊沿開啟”、“邊沿關(guān)閉”以及“雙脈沖開啟”和“雙脈沖關(guān)閉”

跟蹤功能的操作菜單

五、測量結(jié)果

數(shù)學運算菜單中的跟蹤功能可用于解調(diào) PWM 信號，并將波形顯示為數(shù)學跡線。這樣最多可同時顯示五個跟蹤曲線。

用戶還可以根據(jù)提取的跟蹤波形進行進一步分析。羅德與施瓦茨示波器RTM3000 和 RTA4000 的跟蹤功能有助于用戶將每個光標置于跟蹤波形，并對其應用所有可用的數(shù)學運算選項。用戶還可以在跟蹤波形上應用所有可用測量，例如 RMS 或頻率測量(獲取轉(zhuǎn)動頻率的信息)，并可查看每次測量的統(tǒng)計評估結(jié)果。

完成測量和分析之后，用戶可以獲得更深度的信息，例如調(diào)制周期的重復間隔或每個測量值出現(xiàn)的寬度數(shù)量。用戶可以使用這些信息來查找控制算法錯誤、探究控制器行為，或者觀察啟動和關(guān)閉行為。這將有助于用戶深入了解 PWM 信號的實際情況。用戶還可以輕松、快速地將截圖、波形、統(tǒng)計結(jié)果或完整設(shè)置保存到 USB 設(shè)備或通過 LAN 保存到電腦，以便生成報告。

通過C1開關(guān)模式和C2輸出測量解調(diào)降壓變換器的單極性PWM信號

總結(jié)：

羅德與施瓦茨示波器RTM3000 和 RTA4000 具備強大的跟蹤功能，能夠顯示各種應用中隨時間變化的任何 PWM 信號。此功能將提供每個周期中 PWM 信號的詳細信息，并顯示任何意外異常。

此外，羅德與施瓦茨示波器RTM3000 和 RTA4000 還具備其他測量功能、10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、深存儲以及分段存儲功能，是一款經(jīng)濟實惠、節(jié)省時間的解決方案。這兩款示波器均可協(xié)助工程師靈活設(shè)計數(shù)模轉(zhuǎn)換器、直流-直流電源和逆變器，例如直流電機的變頻驅(qū)動器和三相電機驅(qū)動器。

通過測量、統(tǒng)計結(jié)果和光標解調(diào)雙極性PWM信號

完成測量和分析之后，用戶可以獲得更深度的信息，例如調(diào)制周期的重復間隔或每個測量值出現(xiàn)的寬度數(shù)量。用戶可以使用這些信息來查找控制算法錯誤、探究控制器行為，或者觀察啟動和關(guān)閉行為。這將有助于用戶深入了解PWM信號的實際情況。用戶還可以輕松、快速地將截圖、波形、統(tǒng)計結(jié)果或完整設(shè)置保存到USB設(shè)備或通過LAN保存到電腦，以便生成報告。

以上就是安泰測試介紹的羅德與施瓦茨示波器RTM3000 和 RTA4000 分析脈沖寬度調(diào)制信號的應用，如需了解R&S示波器更多相關(guān)應用，歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。

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