羅德與施瓦茨示波器在分析脈沖寬度調制信號的應用

一、脈沖寬度調制信號概述：

脈沖寬度調制 (PWM) 是一種常用于以固定頻率驅動開關電源的高效技術。這種技術可用于工業控制系統、功率電子和數字通信中的各類電源。因此，PWM 技術廣泛用于設計數模轉換器（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動器 (VFD) 和三相電機驅動器。電橋或多相電機驅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與測試造成了挑戰。

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捕獲的雙極性PWM信號 (以彩色波形顯示；紅色表示出現頻率高)

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制？

調制周期的重復間隔是多少？

每個數值出現了多少個寬度？

工程師在開發用于電源、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，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 PWM 信號，并提取跟蹤波形中的基礎調制信號。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果圖，有助于清楚了解在較長的測量時間內 PWM 參數的變化趨勢。這樣能夠正確評估 PWM 穩壓器/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學運算中，能夠定義解調信號的上限（單極性）和下限（雙極性）。

數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。不同應用和環境中的電壓也會顯著不同，甚至會高達數千伏。RT-ZHD 探頭可承受高達 6 kV 的電壓，非常適用于這些測量環境。

解調類型示例確保輕松匹配應用

四、儀器設置

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，其中包含各種解調類型。

不同的 PWM 技術需要搭配不同的解調類型:

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,

根據所選的解調類型，示波器將依據極性設置觸發條件；用戶還可以使用數學運算菜單調整其他設置，用戶設置調制分析，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置，用戶可以根據需要予以調整。用戶還可以針對頻率和周期選擇上升沿和下降沿，并設置“邊沿開啟”、“邊沿關閉”以及“雙脈沖開啟”和“雙脈沖關閉”

跟蹤功能的操作菜單

五、測量結果

數學運算菜單中的跟蹤功能可用于解調 PWM 信號，并將波形顯示為數學跡線。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（獲取轉動頻率的信息），并可查看每次測量的統計評估結果。

完成測量和分析之后，用戶可以獲得更深度的信息，例如調制周期的重復間隔或每個測量值出現的寬度數量。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、統計結果或完整設置保存到 USB 設備或通過 LAN 保存到電腦，以便生成報告。

通過C1開關模式和C2輸出測量解調降壓變換器的單極性PWM信號

總結：

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 位模數轉換器、深存儲以及分段存儲功能，是一款經濟實惠、節省時間的解決方案。這兩款示波器均可協助工程師靈活設計數模轉換器、直流-直流電源和逆變器，例如直流電機的變頻驅動器和三相電機驅動器。

通過測量、統計結果和光標解調雙極性PWM信號  

完成測量和分析之后，用戶可以獲得更深度的信息，例如調制周期的重復間隔或每個測量值出現的寬度數量。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、統計結果或完整設置保存到USB設備或通過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 分析脈沖寬度調制信號的應用，安泰測試可提供免費樣機演示服務，如需申請樣機演示或者了解R&S示波器更多相關應用，歡迎訪問安泰測試網www.nfrol.com。