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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、パルス周期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 パルス周期の中でパルスが "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])

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 マイクロ秒の周期において、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);

同じサンプルレートとパルス周期を使用して、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

参考

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