泰克示波器测量PWM信号占空比与死区时间的精准方法

在电力电子与嵌入式系统开发中，脉宽调制（PWM）技术广泛应用于电机驱动、开关电源和逆变器等场景。准确测量PWM信号的占空比与死区时间，是保障系统稳定性与效率的关键环节。泰克（Tektronix）示波器凭借其高带宽、高采样率及强大的分析功能，成为工程师进行PWM信号测试的理想工具。

一、测量PWM信号占空比

占空比是指在一个周期内，高电平时间所占的比例，计算公式为：

占空比=T高/T周期×100%

使用泰克示波器测量时，首先将PWM信号接入模拟通道（如CH1），调整垂直灵敏度与时基，使波形清晰显示一个完整周期。启用“自动测量”功能，选择“占空比”参数，示波器将实时显示数值。对于高精度需求，可结合光标功能手动测量高电平宽度与周期，验证自动结果。此外，MSO系列示波器支持PWM解码功能，可叠加显示占空比变化趋势，便于观察动态调节过程。

二、测量死区时间

死区时间是防止上下桥臂功率管直通的关键设计，通常为几百纳秒的关闭间隔。测量时需同时接入上下两路PWM信号（如H桥驱动信号），分别接入CH1与CH2。通过设置逻辑触发或边沿触发，捕获两信号交叠区域。利用示波器的延迟光标或时间差测量功能，精确读取两信号上升沿或下降沿之间的时间间隔，即为死区时间。为提高可靠性，建议使用高分辨率模式或插值算法减小测量误差。

三、高级分析提升测量精度

针对复杂工况，可启用“统计测量”功能，记录长时间内占空比波动范围与死区时间一致性，评估控制算法稳定性。若发现异常脉冲，可通过“序列触发”捕获特定时序错误。结合频谱分析，还能排查高频噪声对PWM信号的干扰。

四、实操建议

● 使用匹配的探头并进行补偿校准，避免信号失真；

● 设置合适的触发电平，确保波形稳定显示；

● 对于多通道系统，注意信号同步与地线共地，防止串扰。

综上，泰克示波器不仅可高效测量PWM信号的占空比与死区时间，更通过多种高级功能实现深度分析，为电源与控制系统的优化提供坚实数据支撑。