泰克示波器測量PWM信號占空比與死區時間的精準方法

在電力電子與嵌入式系統開發中，脈寬調制（PWM）技術廣泛應用于電機驅動、開關電源和逆變器等場景。準確測量PWM信號的占空比與死區時間，是保障系統穩定性與效率的關鍵環節。泰克（Tektronix）示波器憑借其高帶寬、高采樣率及強大的分析功能，成為工程師進行PWM信號測試的理想工具。

一、測量PWM信號占空比

占空比是指在一個周期內，高電平時間所占的比例，計算公式為：

占空比=T高/T周期×100%

使用泰克示波器測量時，首先將PWM信號接入模擬通道（如CH1），調整垂直靈敏度與時基，使波形清晰顯示一個完整周期。啟用“自動測量”功能，選擇“占空比”參數，示波器將實時顯示數值。對于高精度需求，可結合光標功能手動測量高電平寬度與周期，驗證自動結果。此外，MSO系列示波器支持PWM解碼功能，可疊加顯示占空比變化趨勢，便于觀察動態調節過程。

二、測量死區時間

死區時間是防止上下橋臂功率管直通的關鍵設計，通常為幾百納秒的關閉間隔。測量時需同時接入上下兩路PWM信號（如H橋驅動信號），分別接入CH1與CH2。通過設置邏輯觸發或邊沿觸發，捕獲兩信號交疊區域。利用示波器的延遲光標或時間差測量功能，精確讀取兩信號上升沿或下降沿之間的時間間隔，即為死區時間。為提高可靠性，建議使用高分辨率模式或插值算法減小測量誤差。

三、高級分析提升測量精度

針對復雜工況，可啟用“統計測量”功能，記錄長時間內占空比波動范圍與死區時間一致性，評估控制算法穩定性。若發現異常脈沖，可通過“序列觸發”捕獲特定時序錯誤。結合頻譜分析，還能排查高頻噪聲對PWM信號的干擾。

四、實操建議

● 使用匹配的探頭并進行補償校準，避免信號失真；

● 設置合適的觸發電平，確保波形穩定顯示；

● 對于多通道系統，注意信號同步與地線共地，防止串擾。

綜上，泰克示波器不僅可高效測量PWM信號的占空比與死區時間，更通過多種高級功能實現深度分析，為電源與控制系統的優化提供堅實數據支撐。