脈衝寬度調製（PWM）是一種對模擬信號進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用
，方波的占空比被調製用來對一個具體模擬信號進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要麼完全有（ON），要麼完全無（OFF）。電壓或電流是以一種通（ON）或斷（OFF）dezhongfumaichongxuliebeijiadaomonifuzaishangqu。tongdeshihoujishizhiliugongdianbeijiadaofuzaishangdeshihou，duandeshihoujishigongdianbeiduankaideshihou。zhiyaodaikuanzugou，renhemonizhidoukeyishiyongPWMjinxingbianma。erzhankongbijiushigaodianpingchixushijianyuzhenggezhouqishijiandebizhi，zhankongbiyueda，gaodianpingchixudeshijianyuechang，monidianlukaitongdeshijianjiuyuechang
，rutu1所示。

 

圖1.占空比含義

 

 

要測量占空比趨勢首先要測量占空比，占空比測量方法是使用超高速ADC采樣PWM波形，然後通過可編程邏輯器件FPGA測量高電平脈寬t和周期T計算出占空比。占空比趨勢測量則是對每一個PWM波的占空比測量並存儲下來，最後顯示在屏幕上，如圖2所示。一個PWM波對應一個占空比值，顯示在屏幕上並且連線，這樣就可以很直觀的看到所有PWM波形的占空比變化趨勢。

 

圖2.占空比趨勢測量

 

示波器的de存cun儲chu深shen度du對dui占zhan空kong比bi趨qu勢shi測ce量liang影ying響xiang很hen大da，所suo謂wei趨qu勢shi趨qu勢shi，即ji是shi長chang時shi間jian的de變bian化hua動dong向xiang
，如ru果guo存cun儲chu深shen度du小xiao，那na麼me所suo記ji錄lu的de時shi間jian就jiu很hen短duan，采cai樣yang的de波bo形xing也ye就jiu很hen少shao，對dui於yu分fen析xi趨qu勢shi就jiu沒mei有you意yi義yi。目mu前qianZDS4000係列示波器存儲深度高達512Mpts，可以在高采樣率下存儲數十秒的波形
，比較適合分析信號變化趨勢。

 

 

某使用PWM波形驅動的直流電機在加速過程中存在微小抖動情況
，觀察電機轉速波形如圖3所示，開始加速後大約在3.6秒轉速出現一個下拉動作。電機PWMtiaosuyuanlishitongguogaibianjietongmaichongdekuandu，shizhiliudianjidianshushangdianyadezhankongbigaibian，congergaibiandianshudianyadepingjunzhi
，kongzhidianjidezhuansu。yincijibenkeyiquedingzhegezhuansuxialadongzuoshiyouyuPWM波占空比出現異常引起的。

 

圖3.電機轉速異常

 

為了確定具體的問題
，使用ZDS4000係列示波器采樣電機啟動後的PWM波形，設置為單次上升沿觸發，采樣時間大概為7秒，波形如圖4所示
，由於采樣的時間長，波形多，完全是密密麻麻，什麼細節都看不到
，開啟測量和統計功能，可以看到信號周期、頻率、占空比Current、Max
、Min和相關計算值，但是還是找不到異常的占空比波形。

 

圖4.PWM波形和測量

 

這個時候用ZDS4000係列示波器新開發獨特的占空比趨勢測量功能，將每一個PWM波的占空比顯示在屏幕上
，點擊示波器數學運算Math按鍵，模式選擇趨勢圖

，類型選擇占空比，示波器會自動檢測PWM波的周期和閾值
，無需過多設置，就可以快速出波形，波形如圖5所示。屏幕上除了通道1
，還多了MATH通道，顏色為紫色，MATH通道顯示的即是占空比趨勢
，可以看到占空比緩慢遞增後大約在屏幕中間位置出現了異常。和通道1一樣，MATH通道也可以調節垂直檔位和偏移。

 

圖5.占空比趨勢波形

 

定位到占空比異常位置後，開啟示波器縮放模式下ZOOM多窗口顯示功能，對信號進行局部放大，如圖6所示，可以清晰的看到占空比異常的細節
，同時開啟對ZOOM1窗口數據的測量和統計，可以看到占空比從正常的59.62%變為9.99%左右。

 

圖6.ZOOM模式放大

 

ZDS4000係列示波器不僅僅可以分析占空比趨勢
，還可以分析周期和頻率變化趨勢，結合強大的測量功能。