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矩形パルス波形のデューティ比

この例では、矩形パルス波形を作成し、デューティ比を測定する方法を説明します。矩形パルス波形とは、"オン" 状態と "オフ" 状態からなるシーケンスであると考えることができます。1 パルス周期は、1 つの "オン" および 1つの "オフ" 状態の持続時間合計です。パルス幅は、"オン" 状態の持続時間です。デューティ比は、パルス サイクルに対するパルス幅の比です。矩形パルスのデューティ比は、1 パルス サイクルの中でパルスが "オン" になっている時間の割合を示します。

1 GHz でサンプリングされた矩形パルスを作成します。パルスは 1 マイクロ秒の間 "オン" 状態 (値が 1) を持続します。パルスは 3 マイクロ秒の間 "オフ" 状態 (値が 0) を持続します。パルス周期は 4 マイクロ秒です。波形をプロットします。

Fs = 1e9;
t = 0:1/Fs:(10*4e-6);

pulsewidth = 1e-6;
pulseperiods = [0:10]*4e-6;

x = pulstran(t,pulseperiods,@rectpuls,pulsewidth);

plot(t,x)
axis([0 4e-5 -0.5 1.5])

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line.

dutycycle を使用して波形のデューティ比を決定します。パルス波形とサンプル レートの両方を入力してデューティ比を出力します。dutycycle は検出した各パルスのデューティ比の値を出力します。

D = dutycycle(x,Fs)
D = 1×9

    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500    0.2500

この例では、検出された各パルスのデューティ比は同じで 0.25 です。これは予想どおりのデューティ比です。パルスは各 4 マイクロ秒のサイクルにおいて、1 マイクロ秒の間オンに、3 マイクロ秒の間オフになるためです。したがって、各周期の 1/4 の間、パルスはオンです。パーセンテージで表すと、25% のデューティ比に等しくなります。

dutycycle を出力引数を指定せずに呼び出すと、検出されたパルス幅がすべてマークされた状態のプロットが作成されます。

dutycycle(x,Fs);

Figure Duty Cycle Plot contains an axes object. The axes object with xlabel Time (seconds), ylabel Level (Volts) contains 9 objects of type line. One or more of the lines displays its values using only markers These objects represent signal, mid cross, upper boundary, upper state, lower boundary, mid reference, lower state.

同じサンプル レートとパルス サイクルを使用して、パルスのオン時間 (パルス幅) を 1 マイクロ秒から 3 マイクロ秒にループ内で変化させて、デューティ比を計算します。パルス波形をプロットし、ループの各ステップごとに、デューティ比の値をプロットのタイトルの中に表示します。パルス幅の増加に伴って、デューティ比が 0.25 (1/4) から 0.75 (3/4) に増えます。

nwid = 3;

for nn = 1:nwid
    x = pulstran(t,pulseperiods,@rectpuls,nn*pulsewidth);
    
    subplot(nwid,1,nn)
    plot(t,x)
    axis([0 4e-5 -0.5 1.5])
    
    D = dutycycle(x,Fs);
    title(['Duty cycle is ' num2str(mean(D))])
end

Figure Duty Cycle Plot contains 3 axes objects. Axes object 1 with title Duty cycle is 0.25 contains an object of type line. Axes object 2 with title Duty cycle is 0.5 contains an object of type line. Axes object 3 with title Duty cycle is 0.75 contains an object of type line.

参考

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