脉冲占空比测量
100进制加法计数器(分频)
6 7 MS1 MS2
12 9 8 11 IC7 7490
2 3 14 1
Q0 Q1 Q2 MR1 Q3 MR2 CLK0 CLK1
6 7
MS1 MS2
12 9 8 11 IC8 7490 2 3 14 1 Q0 Q1 Q2 MR1 Q3 MR2 CLK0 CLK1
100进制加法计数器(脉冲计数)
HCF4046B外围电路及参数
R3和C2
构成低通滤波器LPF 决定VCO振荡中心频率
LPF实际应用电路
R4=(0.1-0.3)*R3
PHASE COMP OUT
2πf L 2 fc = ⋅ π R3C 2 1 (2 f L = f max − f min )
R3 VCO IN R4
C2
关于R1,R2,R3,C1和C2参数的计算
锁相环的组成
鉴相器PD、低通滤波器LPF和压控振荡器VCO
Ui fi 相位比较器 U Uc fVCO 低通滤波器 Ud 压控振荡器 Uo fo
锁相环倍频原理
锁相环倍频原理
f i = fVCO f o ⇒ f o = N ⋅ fVCO = N ⋅ f i fVCO = N
锁相环HCF4046B特性简介
相位比较器II输入输出关系
信号参量 (Pin14&Pin3) fin＜fcom fin＞fcom fin=fcom fin=fcom fin=fcom / / Φin<Φcom Φin>Φcom Φin=Φcom 数字误差信号 (Pin13) 逻辑“0” 逻辑“1” 正脉冲 负脉冲 高阻态 负脉冲 负脉冲 高电平 锁定信号 (Pin1)
CVolt
5
1
GND
Q NE555 TRIG THR
暂稳态持续时间 tw≈1.1R21C5控制数码 管刷新时间的间隔 R25C7构成微分电路提 供单稳态触发负脉冲 输入脉冲周期 TPI>5R25C7(fmax=5KHz ,Tmin=200ns)
C6 104
BCD译码驱动芯片CD4511
CD4511引脚封装图 CD4511特性参数
+5
CD4511 IC3 7 1 2 6 3 4 5 A B C D /LT /BI LE A B C D E F G
+5
13 R13 7 12 1K 6 11 1K 4 10 1K 2 9 1K 1 15 1K 9 R6~R13 10 14 1K 5 1K
a b c d e f g dt
com com
脉冲占空比测量
主讲：陈育群 2009年07月22日
脉冲占空比及其测量
脉冲占空比的定义 D = 脉冲占空比的测量
τ
T
× 100%
原理：只要测量出τ和T即可得到占空比D 方法：可利用示波器的时间测量功能
脉冲占空比测量方法的转换
nT1 n D = × 100% = × 100% = × 100% = n% (N = 100) T NT1 N
HCF4046B内部结构框图
结构组成
相位比较器I 相位比较器II 压控振荡器 线性放大整形电路 源追随器
相位比较器I
采用异或门结构，输入端信号电平状态相同时，输 出为低；输入端信号电平状态相反时，输出为高； 输入端信号电平相位差在0~180°范围变化时，输 出脉冲宽度随相位差大小改变 输出信号的频率等于输入信号频率的两倍，并且与 两个输入信号之间的中心频率保持90°相移，输出 信号不一定是对称波形 要求输入信号的占空比为50%(即方波)，才能使锁定 范围最大
二-五-十进制计数器74LS90
74LS90引脚封装图 74LS90真值表
74LS90内部结构
74LS90的使用
二进制计数器
/CP0作为脉冲输入，Q0作为脉冲输出
五进制计数器
/CP1作为脉冲输入，Q0作为脉冲输出
8421BCD十进制计数器
/CP0作为脉冲输入，/CP1和Q0直接连接
INPUT 1 14 3 2 7 6 CLK1 CLK0 MR2 MR1 Q3 Q2 MS2 Q1 MS1 Q0 11 8 9 12 IC1 7490 IC2 7490 1 14 3 2 7 6 CLK1 CLK0 MR2 MR1 Q3 Q2 MS2 Q1 MS1 Q0 11 8 9 12 OUTPUT
相位比较器II输入输出波形图
HCF4046B外围电路及参数
RS
源追随器加载电阻，用于排除LPF的加载 使用源追随器时，RS≥10KΩ；未源追随器使用时， 该引脚开路
R1,R2和C1
与VDD共同决定VCO振荡频率 R2仅用于振荡频率的偏移 5KΩ≤R1,R2 ≤1MΩ, C1≥100pF (VDD=5V)
1 (VCO input = VSS ) f min = R2 (C1 + 32 pF ) 1 + f min (VCO input = VDD ) f max = R1 (C1 + 32 pF ) f max = N ∗ f in 6N N − R4 ⋅ C 2 = f 2π∆f max 100 N∆f − R4 C 2 ( R3 + 3KΩ)C 2 = 2 f max ∆f = f max − f min
HCF4046B部分特性参数
电源电压范围3~20V 功耗70µW (f0=10KHz,VDD=5V) 最高工作频率1.4MHz (VDD=10V) 频率漂移0.04%/°C (VDD=10V ) 输入漏电流IImax=100nA (VDD = 18V) VCO线性＜1%
HCF4046B封装及引脚分布
τ
脉冲占空比测量方法
ห้องสมุดไป่ตู้脉冲占空比测量方法
将被测信号进行100倍频处理(T=100T1) 测量在原信号高电平期间通过的倍频信号 的脉冲个数n 将脉冲个数n除于100(n%)即为占空比D
脉冲占空比测量原理框图
显示 译码&驱动
触发定时
锁存
fi
锁相环
100进制 加法计数器
锁相环PLL简介
锁相环的定义
指能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环 系统，简称PLL
8 3
CD4511
9018 R24 1K
数据锁存器74LS273
74LS273引脚封装图 74LS273真值表
555单稳态触发器
暂稳态持续时间tw≈1.1RC
触发定时电路
+5V 4 8 R21 1M IC6 R VCC 3 DIS 7 2 6 C5 1.0uF +5V R25 1K C7 Input 33pF
Output
最大输出电流可以达 到25mA 具有灯测和消隐功能 输入BCD码大于1001 时，七段输出消隐
CD4511真值表
译码驱动和显示电路
7 1 2 6 3 4 5 A B C D /LT /BI LE A B C D E F G 13 R20 7 12 1K 6 11 1K 4 10 1K 2 9 1K 1 15 1K 9 R14~R20 14 1K 10 5 1K a b c d e f g dt com com 8 3
Control Input
信号取反电路
+5V R22 10K Output T1 R23 1K Iutput
高频小功率NPN硅 极管9018 特性参数
fT=1.1GHz IBM≤10mA ICM≤50mA VCES=0.5V VBES≤0.95V (Conditon:IB=1mA,IC =10mA)
相位比较器I输入输出波形图
相位比较器II
是一个由信号的上升沿控制的数字存储网络 对输入信号占空比要求不高，允许输入非对称波形， 输出波形为对称的方波 具有很宽的捕捉频率范围，而且不会锁定在输入信 号的谐波 提供数字误差信号和锁定信号两种输出 当达到锁定时，在相位比较器的两个输入信号之间 保持0°相移
占空比概念
占空比概念
占空比是指在一个脉冲信号的持续时间内，高电平所占的比例。
例如，如果一个脉冲信号的持续时间为1秒，高电平的持续时间为0.5秒，那么占空比就是50%。
占空比是数字电路和模拟电路中常用的一个概念，它可以用来描述信号的特性，如脉冲宽度、周期等。
在数字电路中，占空比通常用来表示二进制数的高电平所占的比例。
在模拟电路中，占空比则用来描述信号的波形形状，如方波、正弦波等。
在某些领域，如电子、通信等，占空比是一个非常重要的参数。
例如，在电机控制中，占空比可以用来控制电机的转速和转矩；在音频处理中，占空比可以用来调节音频信号的幅度和频率等。
因此，掌握占空比的概念和应用，对于深入理解相关领域的技术原理和应用具有重要意义。
pwm占空比
pwm占空比
PWM占空比是指模拟信号的占空比。
它可以定义为一个周期内，脉冲信号所占的比重。
它是模拟脉冲信号的一种重要特征，经常用来控制电子设备的工作状态，以及控制可变电压、功率和信号的强度。
PWM占空比可以用来控制电子设备的操作，例如控制调节电压或功率的强度，控制可变磁阻桥的工作范围，控制电机的转速等。
它还可以用来动态调整脉冲载波模拟信号的幅度，以及控制脉宽调制信号的强度。
PWM占空比由两个参数来确定：周期和占空比。
其中，周期T表示信号在一个完整的周期内发生的次数，占空比D表示信号在一个完整的周期内的持续时间。
它们的关系式为D=Ton/T，其中，Ton表示信号在一个完整的周期内的持续时间。
通常情况下，T值越大占空比越低，T值越小占空比越高。
占空比什么意思占空比计算公式
占空比什么意思占空比计算公式
占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
占空比(Duty Ratio)在电信领域中有如下含义：例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。
下面小编给大家介绍一下“占空比什么意思占空比计算公式”
一、占空比什么意思
占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比。
比如说，一个电路在它一个工作周期中有一半时间被接通了，那么它的占空比就是50%。
如果加在该工作元件上的信号电压为5V，则实际的工作电压平均值或电压有效值就是2.5V。
假设该元件为一个电子阀门，当电路全部接通时，阀门全开；当占空比为50%时，阀门状态为半开。
同理，当占空比设置为20%时，阀门的开度显然应该为20%。
这样，这个阀门就可以在0%(全闭)到100%（全开）的范围内任意调节。
二、占空比计算公式
占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率，方波的占空比为50％，占空比为0.5，说明正电平所占时间为0.5个周期。
若信号的周期为T，每周期高电平时间为t1，低电平时间为t2，T=t1+t2，则占空比D=t1/T。
占空比(Duty Cycle)在电信领域中有如下含义：在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。
例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。
单片机测量频率,占空比,相位差
单片机测量频率，占空比，相位差1、 频率及占空比的测量如上图所示，当脉冲的上升沿来临时，将定时器打开；紧接着的下降沿来临时，读取定时器的值，假设定时时间为t1；下一个上升沿来临时关闭定时器，读取定时器的值，假设定时时间为t2。
t1即为1个周期内高电平的时间，t2即为脉冲的周期。
t1/t2即为占空比，1/t2即为频率。
C 语言程序如下：TH0=0; //定时器高位，初值设为0TL0=0; //定时器低位，初值设为0T0_num=0; //定时器溢出次数，初值设为0while(pulse); //pulse 为脉冲的输入引脚while(!pulse); //等待上升沿来临TR0=1; //打开定时器while(pusl1); //等待下降沿来临th1=TH0;tl1=TL0;num1=T0_num; //保存定时器值while(!pusl1); //等待上升沿来临TR0=0; //关闭定时器th2=TH0;tl2=TL0;num2=T0_num; //保存定时器值2、 相位差的测量上升沿打开定时器 下降沿读取定时器值并保存 下一个上升沿关闭定时器，读取定时器值并保存测量相位差的电路如上所示，待测量的两路脉冲分别作为两个D触发器的时钟输入，两个D触发器的输入端D及S端都接高电平，第一个D触发器的输出接第二个D触发器的R端，第二个D触发器的互补输出端接第一个D触发器的R端。
从下面的波形图可以看出，第一个D触发器输出的脉冲信号的占空比乘以2π即为相位差。
这样就将测量两路方波信号的相位差转化为测量一路方波信号的占空比，就可以按照前面介绍的测量占空比的方法来测量了。
黄色的波形为脉冲1，蓝色的波形为脉冲2，红色的波形为相位差。
示波器的自动测量功能及设置
示波器的自动测量功能及设置示波器是电子工程师日常工作中使用频率较高的一种仪器。
除了基本的波形显示功能外，示波器还具备许多实用的自动测量功能，能够方便、快捷地获取信号的各种参数信息。
本文将介绍示波器的常见自动测量功能及设置方法，并对其应用场景进行分析。
1. 峰-峰值测量峰-峰值是指信号波形中正半周最大值与负半周最小值之间的差值。
示波器能够自动测量出信号的峰-峰值，并将结果显示出来。
在示波器上进行峰-峰值测量的方法为：打开示波器，将测量控制模式调整到"Vpp"或"Pk-Pk"，示波器即可自动计算出峰-峰值。
通过峰-峰值的测量，可以了解到信号的极值情况，进而进行后续的电路分析与设计。
2. 平均值测量平均值测量是指对信号的多个采样值进行求平均得到的结果。
示波器可以自动进行平均值的测量并将结果显示出来。
在示波器上进行平均值测量的方法为：打开示波器，将测量控制模式调整到"Avg"，示波器会自动对信号进行采样并计算平均值。
平均值测量对于信号的稳定性和周期性分析非常有帮助。
3. 频率测量频率是指信号波形的周期性重复次数，可以表示为每秒钟的周期个数。
示波器能够自动测量出信号的频率，并将结果显示出来。
在示波器上进行频率测量的方法为：打开示波器，将测量控制模式调整到"Freq"，示波器会自动对信号进行周期性分析并计算频率值。
频率测量对于信号的周期性分析、信号源的稳定性评估非常重要。
4. 占空比测量占空比是指周期性信号中高电平时间占整个周期时间的比例。
示波器可以自动测量出信号的占空比，并将结果显示出来。
在示波器上进行占空比测量的方法为：打开示波器，将测量控制模式调整到"Duty"，示波器会自动对信号进行占空比分析并计算占空比值。
占空比测量对于脉冲信号的分析、开关电源控制等方面具有重要意义。
5. 上升时间和下降时间测量上升时间和下降时间是指信号波形从低电平到高电平和从高电平到低电平的时间间隔。
stm32 外部中断计算脉冲占空比
stm32 外部中断计算脉冲占空比
在STM32微控制器中，我们可以使用外部中断来计算脉冲的占空比。
脉冲的占空比是指脉冲高电平与总脉冲周期的比例。
首先，我们需要配置外部中断的引脚作为输入信号。
我们可以使
用GPIO口的中断功能，通过配置寄存器来使引脚能够触发外部中断。
例如，我们可以使用EXTI寄存器来配置外部中断，具体步骤如下：
1. 配置引脚为输入模式，并使能输入缓冲区。
2. 配置EXTI寄存器的模式和触发方式。
我们可以选择边沿触发方式，例如上升沿触发或下降沿触发。
3. 配置NVIC寄存器使能对应的外部中断通道。
4. 编写中断服务函数，当外部中断被触发时，该函数会被执行。
5. 在中断服务函数中，我们可以通过计算两个连续的外部中断触发时
间来计算脉冲的占空比。
我们可以使用定时器计数器的值来获取时间
信息。
在中断服务函数中，我们可以使用定时器的计数器来获取当前时
间和上次触发时间。
通过计算这两个时间之间的差值，我们可以得到
脉冲的周期。
然后，我们可以计算脉冲的高电平时间，即脉冲的占空比。
具体的计算方法取决于定时器的配置。
总之，通过配置外部中断和定时器，我们可以计算脉冲的占空比。
这使得我们可以实现各种应用，例如测量脉冲周期、频率等。
请注意，以上只是一个简单的示例，实际的实现可能需要根据具
体的要求进行修改和扩展。
多种计算脉冲与占空比的方法
多种计算脉冲与占空比的方法计算脉冲与占空比是电子电路中常见的任务。
脉冲是一种短暂的电信号，通常被描述为一定时间段内的高电平或低电平信号。
占空比是指脉冲中高电平信号所占的时间比例。
在本文中，将介绍多种计算脉冲与占空比的方法。
1.计算脉冲宽度（脉冲持续时间）：最简单的方法是使用示波器测量脉冲的宽度。
将示波器探头连接到脉冲信号的输出端，观察示波器屏幕上的波形。
确定脉冲的起始点和终止点，然后测量它们之间的时间间隔。
这个时间间隔即为脉冲的宽度。
2.通过频率和周期计算脉冲宽度：如果已知脉冲信号的频率（脉冲个数）和周期（脉冲重复时间），则可以使用以下公式计算脉冲宽度：脉冲宽度=周期/脉冲个数。
3.使用计数器计算脉冲宽度：计数器是一种电路设备，用于计算信号的频率和周期。
将脉冲信号连接到计数器的输入端，启动计数器并记录计数值。
然后停止计数器，并使用以下公式计算脉冲宽度：脉冲宽度=计数值/计数器频率。
4.计算占空比：占空比是高电平信号在整个脉冲周期内所占的时间比例，可以通过以下公式计算：占空比=(高电平持续时间/脉冲周期)x100%。
高电平持续时间是指脉冲中高电平信号的持续时间，脉冲周期是指脉冲的重复时间。
5.使用示波器计算占空比：示波器是一种测量电信号波形的仪器。
将示波器探头连接到脉冲信号的输出端，观察示波器屏幕上的波形。
通过测量高电平信号的持续时间和脉冲的周期，可以直接计算出占空比。
6.使用频率计算占空比：如果已知脉冲信号的频率和高电平持续时间，可以使用以下公式计算占空比：占空比=(高电平持续时间/(1/频率))x100%。
这个方法适用于脉冲信号的频率较高的情况。
7.使用占空比计数器计算占空比：占空比计数器是一种专门用于计算占空比的电路。
将脉冲信号连接到占空比计数器的输入端，启动计数器并记录满计数时的计数值。
占空比计数器会自动计算高电平和低电平信号的持续时间，并通过以下公式计算占空比：占空比=(高电平持续时间/(高电平持续时间+低电平持续时间))x100%。
脉冲占空比测量设计报告讲解
设计报告课题：脉冲占空比测量设计者：***指导老师：白老师组号：第六组2014年7月20号摘要：一般我们都采用测量周期的方法测量占空比。
本设计是采用硬件的方法测量脉冲矩形波的占空比。
对被测信号进行100倍频处理，再测量信号高电平期间的脉冲个数，除于100，即为占空比，这样可较准确地测出高电平在整个周期的比例。
用计数器对高电平的脉冲进行计数。
当原信号的下降沿到来时将锁存对高电平的计数值，并送入译码显示。
用定时器控制锁存器的刷新速度，这样就可方便准确地测出该波形的占空比。
关键词: 锁相环芯片HCF4046 脉冲占空比555构成的单稳态电路100进制计数器目录1 系统设计 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 方案论证 (3)1.2.1方案一：由锁相环、计数器构成的脉冲占空比测量 (3)1.2.2方案二：由单片机构成的脉冲占空比测量仪 (3)1.3 系统设计框图 (3)2.单元模块设计 (5)2.1 倍频单元电路 (5)2.1.1电路原理图 (5)2.1.2工作原理 (6)2.1.3参数选择 (6)2.2 计数器电路 (7)2.2.1电路原理图 (7)2.2.2工作原理 (7)2.3 单稳态电路 (8)2.3.1电路原理图 (8)2.3.2工作原理 (8)2.3.3参数选择 (9)2.4 显示电路 (9)2.4.1电路原理图 (9)2.4.2工作原理 (10)2.4.3参数选择 (10)3.系统测试 (11)4.结论 (12)5.参考文献 (12)6.附录 (13)1 系统设计1.1 设计要求（1）量程：0—99%，显示器最大显示数为 99（即99%），误差绝对值均小于1%；（2）分频率：1%；（3）被测信号频率范围：2Hz—5KHz；电源电压：+5V；（4）触发-定时电路的暂态时间由电阻R和电容C决定，其选值应保证数码管显示的读数不出现闪烁现象。
1.2 方案论证1.2.1方案一：由锁相环、计数器构成的脉冲占空比测量本方案是采用锁相环电路与100进制加法计数电路，将输入信号100倍频，通过计数器测量待测信号在高电平态的倍频的脉冲个数，该脉冲个数刚好是待测脉冲的占空比，利用锁存器与单稳态电路控制输出译码显示。
如何测量PWM波的占空比？
如何测量PWM波的占空比？
pwm占空比就是一个脉冲周期内高电平的所整个周期占的比例。
例如1秒高电平1秒低电平的PWM波占空比是50%。
pwm就是脉冲宽度调制。
PWM波是占空比可调的周期性数字脉冲，广泛应用于电机控制、温度控制等领域。
PWM波的关键参数是占空比，那幺有哪些方式可以测量PWM波的占空比呢？
NI的数据采集板卡提供了模拟采集、数字IO、计数器等丰富测量资源，不同资源下都能完成PWM波的测量，同时R系列的FPGA板卡和cRIO 也可以测量，测量pwm波的占空比有以下几种方法，一起来了解一下。
如何测量PWM波的占空比
1、利用计数器测量占空比
最简单的方案是采用计数器半周期测量，支持的计数器需要有双边沿。
占空比测量原理
占空比测量原理一、概述占空比测量是电子工程中常用的一种测量方法，用于测量信号的高电平时长与周期间隔的比值，常用于脉冲调制、PWM调光等应用中。
本文将深入探讨占空比测量的原理，包括其定义、测量方法、应用等。
二、占空比定义占空比（Duty Cycle）指的是信号在一个周期中的高电平时长占整个周期的比例。
一般以百分比来表示，例如50%的占空比表示信号的高电平时间等于周期的一半。
占空比的取值范围在0%到100%之间，其中0%表示低电平占主导，100%表示高电平占主导，50%表示高低电平时间相等。
三、占空比测量方法占空比的测量主要有以下几种方法：1. 频率测量法频率测量法是一种直接测量占空比的方法。
步骤如下： 1. 使用频率计测量信号的周期，记为T。
2. 使用占空比计算公式：占空比 = 高电平时间 / T * 100%。
2. 电压积分法电压积分法是一种间接测量占空比的方法。
步骤如下： 1. 将信号通过电阻电容滤波电路，使其转换成直流电压。
2. 将滤波后的信号输入到积分电路中，得到信号的积分值。
3. 使用示波器观察信号的波形，根据积分值计算占空比。
3. 时钟周期测量法时钟周期测量法是一种数字信号测量占空比的方法。
步骤如下： 1. 计算时钟周期的总数目N。
2. 统计高电平的持续时间，记为M。
3. 占空比 = M / N * 100%。
四、占空比测量应用占空比测量在许多电子设备和系统中都有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：1. 脉冲调制在脉冲调制中，占空比用于控制脉冲的宽度，从而实现对信号的调制。
例如，在脉冲宽度调制（PWM）中，通过改变占空比来控制LED的亮度。
2. PWM调光占空比也广泛应用于PWM调光技术中。
通过改变占空比，可以控制LED灯的亮度，实现调光的功能。
3. 电机控制在电机控制中，占空比可以用来控制电机的转速。
通过改变占空比，可以调整电机的驱动电压和电流，从而控制转速和力矩。
五、结论占空比测量是电子工程中常用的一种测量方法，用于测量信号的高电平时长与周期间隔的比值。