振盪器與計時器

工作週期

一個重複方波的工作週期,是每個週期裡訊號處於高態(導通)的時間比例,通常寫成百分比。50% 工作週期是一半時間導通、一半關閉,一個對稱的方波。10% 工作週期是一個短暫的導通小尖,後面跟著長長的關閉間隔。想像一盞閃爍的燈:工作週期就是每個閃爍週期裡,燈實際亮著的比例。

在數字上,工作週期等於導通時間除以總週期,再乘以 100%。若訊號高態 2 毫秒、低態 8 毫秒,週期是 10 毫秒,工作週期是 2 除以 10 等於 20%。注意工作週期與頻率彼此獨立:你可以改變波形重複的快慢(頻率)而不改變高態的比例(工作週期),反之亦然。對功率與控制很關鍵的一個事實:一個在 0 與 V 之間擺動的方波,其平均值就是工作週期乘以 V。所以 5 V 方波的 30% 工作週期平均為 1.5 V。

工作週期是 PWM 如何控制功率的核心:固定頻率、改變工作週期,你就能平滑地調整送給馬達、加熱器或 LED 的平均量,而開關本身始終完全導通或完全關閉(所以幾乎不浪費功率)。與 555 相關的誠實提醒:基本 555 無穩態因為充放電走不同路徑,無法達到剛好 50%,許多簡單電路也達不到 0 或 100%。當規格書承諾 0 到 100% 工作週期時,那是真正的設計特性,不是理所當然。

一個 PWM 訊號以固定 1 kHz 把 12 V 電源切換給馬達。在 25% 工作週期,馬達看到的平均是 0.25 乘以 12 V 等於 3 V,轉得慢;把工作週期提到 75%,平均變成 9 V,它就加速,而這一切都不改變 1 kHz 的頻率。

工作週期是導通的比例;0 到 V 方波的平均值等於工作週期乘以 V。

工作週期與頻率是兩個獨立的旋鈕:改一個不必動到另一個。也別假設任何振盪器都能達到 0、50 或 100%;許多拓樸(如基本 555 無穩態)的範圍受其充放電路徑限制。

又称
duty ratio工作比佔空比責任週期