占空比

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工作週期 定義為脈衝序列信號在一個周期內,正半周持續時間與周期的比值[1]

工作週期(英語:Duty Ratio,Duty Cycle[2]),是頻射、微波電路、低頻交流和直流電流等多個領域的一個概念,表示在一個周期內,工作時間與總時間的比值[3],有多個具體定義方式[4]

定義[編輯]

工作週期D定義為脈衝持續時間()與方波周期(T)的比值。

工作週期有多個定義方式[4]

  • 在一串理想的脈衝序列中(如方波),代表1的正脈衝的持續時間與脈衝總周期的比值。例如:脈衝寬度1μs,信號周期4μs的脈衝序列工作週期為0.25。
  • 在一段連續工作時間內脈衝占用的時間與總時間的比值。
  • CVSD英語Continuously variable slope delta modulation調製(continuously variable slope delta modulation)中,比特「1」的平均比例。
  • 在周期型的現象中,現象發生的時間與總時間的比。
  • 脈衝信號高電平持續的時間(稱為脈衝寬度)與脈衝周期的比值,稱為脈衝的工作週期 [5]。即
[6]
  • 焊接供電英語welding power supply[7],工作週期是焊接設備的規格,指每10分鐘裡,電焊機能連續工作幾分鐘,而不會導致過熱,影響壽命[8]。例如:一個工作週期為20%的電焊機意味著,每工作2分鐘必須休息8分鐘[9]
  • 在(射頻)電子學的領域,包括核磁共振波譜法(NMR)中的工作週期指平均功率與峰值功率的比值。[9]

測量與調節[編輯]

示波器(左)和萬用表(右)可以用來測量工作週期[10]

測量工作週期一般可以用示波器(波形顯示)或萬用表(數值顯示)來完成[11][12]。調節信號發生器可以提供工作週期可變的脈衝信號[13]

應用[編輯]

汽車控制系統[編輯]

工作週期信號可以控制電磁閥的開啟度,如炭罐清除閥和自動變速器等機構中的液壓控制閥等。炭罐清除閥大約每隔4分鐘開啟1分鐘。但由於發動機有不同的工作狀況,簡單地全開、全閉不能滿足要求。採用工作週期控制信號,能通過脈衝電流的脈寬在0~100%間控制炭罐清除閥的開度。[12]

生物系統[編輯]

工作週期的概念也用於描述神經元和肌肉纖維的活動。例如,在生物神經網絡中,工作週期特別指一個周期中神經元保持活動比例。[14]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 电工电子技术与EDA基础, 第 2 卷. 清華大學出版社. 2004: 142. ISBN 7302121982. 
  2. ^ Rudolf F. Graf. Modern Dictionary of Electronics. Elsevier Science. 1999: 225. ISBN 978-0-08-051198-6. 
  3. ^ Barrett, Steven Frank; Pack, Daniel J. Timing subsystem. Microcontrollers Fundamentals for Engineers and Scientists. Morgan and Claypool Publishers. 2006: 51–64. ISBN 1-598-29058-4. 
  4. ^ 4.0 4.1 Federal Standard 1037C, "Telecommunications: Glossary of Telecommunication Terms". Boulder, Colorado: Institute for Telecommunication Sciences. 1996 [2011-03-03]. 
  5. ^ 王鴻明 (編). 电工技术与电子技术. 清華大學出版社. 2000. ISBN 7302039968. 
  6. ^ Cox, James F.; Chartrand, Leo. Nonsinusoidal oscillators. Fundamentals of Linear Electronics: Integrated and Discrete 2. Cengage Learning. June 26, 2001: 511–584. ISBN 0-766-83018-7. 
  7. ^ Brown, Martin. How a switching power supply works. Practical Switching Power Supply Design (Motorola Series in Solid State Electronics). San Diego, CA: Academic Press. 1990: 5–8. ISBN 0-121-37030-5. 
  8. ^ What does the term duty cycle mean?. ZENA, Inc. welding systems. [2011-03-23]. 
  9. ^ 9.0 9.1 丁尚武. 什麼是duty cycle?. 實驗室內部演講資料. 2002 [2017-07-02]. (原始內容存檔於2010-06-10). 
  10. ^ Dietmar Benda: Wie misst man mit dem Oszilloskop? Franzis, 2007, ISBN 978-3-7723-6766-3.
  11. ^ 数字万用表的使用方法之频率/工作週期测量. MTOOU.INFO. [2017-07-02]. 
  12. ^ 12.0 12.1 王錦俞; 朱軍. 谈汽车上常用的工作週期信号和脉宽信号 (PDF). Motor-China: 68. 
  13. ^ 雅各布; 蔣曉穎 譯. 功率电子学: 原理与应用. 清華大學出版社. ISBN 7302089337. 
  14. ^ Harris-Warrick, Ronald; Nagy, Frédéric; Nusbaum, Michael. Harris-Warrick, Ronald; Marder, Eve; Silverston, Alan; 等 , 編. Dynamic biological networks: the stomatogastric nervous system. Massachusetts: MIT Press. 1992: 87–139. ISBN 0-262-08214-4.