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技术论坛Technical Talk68·October-CHINA 栏目编辑：姜曼 *****************朱军(本刊专家委员会委员)从事汽车维修工作30余年，现任北京理工大学车辆交通工程学院兼职教授、山东德州汽车摩托车学院名誉院长、北京市汽车维修职业学校名誉校长。
王锦俞(本刊专家委员会委员)40年汽车教师生涯，与汽车构造、维修保养技能、技术始终相联。
现任上海宇龙软件公司技术顾问，从事汽车维修仿真教学软件的开发。
兼任江西汽车维修技师、工程师俱乐部主任。
占空比信号和脉宽信号都是数字信号，数字信号实际上是从传感器传出或从控制器(ECU)发出的脉冲电压信号。
一、数字信号1.定义和波形数字信号的信号幅度参数取值是离散突变的，幅值通常表现为高电平和低电平两个信号；模拟信号的信号幅度参数在给定范围内表现为连续的信号。
这些定义解释起来较为抽象，但若用波形表示则形象又简单。
由图1、图2可见，数字信号的波形是方波，而模拟信号波形不是方波。
这些波形用示波器及有波形转换功能的故障诊断仪能方便地显示出来。
由于数字信号的优点远多于模拟信号，所以目前在汽车控制系统信号中大多都采用了数字信号，本文将重点阐述在汽车上数字信号的运用和检测上的原理。
谈汽车上常用的占空比信号和脉宽信号文/上海 王锦俞 北京 朱军2.数字信号的用途数字信号的主要用途有：①用在串行数据通信中(如CAN-BUS)；②作为来自传感器的采样信号送至控制器；③作为来自控制器的信号触发功率三极管驱动执行器。
3.数字信号波形中的常用术语(1)脉宽(W)：脉冲宽度的简称，脉冲宽度就是高电平持续的时间，图3波形的脉宽是2ms。
(2)占空比(P)：高电平脉宽与信号周期的比值叫做占空比，图3波形的占空比为25%。
(3)空占比：低电平脉宽与信号周期的比值叫做空占比，图3波形的空占比为75%。
(4)幅值：高电平与低电平之差叫做幅值，图3波形的幅值是12V。
脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。
一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz 之间。
许多微控制器内部都包含有PWM控制器。
例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。
占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。
执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：* 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期* 在PWM控制寄存器中设置接通时间* 设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚* 启动定时器* 使能PWM控制器PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。
频率脉宽占空比关系在现代电子技术中，频率脉宽占空比是一个非常重要的概念。
它们在电路设计、通信系统、自动控制等领域都有广泛的应用。
频率是指信号在单位时间内重复的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
而脉宽占空比则是指脉冲信号中高电平持续时间与一个完整周期时间的比值。
频率和脉宽占空比之间存在着紧密的关系。
在一个周期内，频率决定了信号重复的次数，而脉宽占空比则决定了信号高电平和低电平的时间分配。
这两个因素的变化会直接影响到信号的特性和应用。
频率的变化会对信号的传输和处理产生重要影响。
在通信系统中，高频率的信号能够传输更多的信息，但同时也要求更高的传输带宽。
而低频率的信号虽然传输带宽要求较低，但信息传输速度会受到限制。
在自动控制系统中，频率的选择与被控对象的特性相关，不同的频率会产生不同的控制效果。
因此，在设计电路或者选择通信频段时，需要根据具体应用需求来确定合适的频率。
脉宽占空比的变化会对信号的稳定性和精度产生重要影响。
在数字电路中，脉宽占空比的改变可以用来表示不同的逻辑状态。
例如，在计算机中，高电平通常表示逻辑1，低电平表示逻辑0。
通过合理地控制脉宽占空比，可以实现数据的传输和处理。
在模拟电路中，脉宽占空比的变化可以用来控制输出信号的幅度和波形。
通过调整脉宽占空比，可以实现电压的调节和波形的变换。
频率和脉宽占空比还可以相互影响，共同决定信号的特性。
例如，在调制解调中，将信息信号调制到载波上时，需要选择合适的调制频率和脉宽占空比，以保证信息的传输和恢复。
在PWM（脉宽调制）控制中，通过改变脉宽占空比来控制输出信号的平均电压，从而实现对电机速度、亮度等参数的控制。
频率和脉宽占空比是电子技术中非常重要的概念，它们决定了信号的特性和应用。
在电路设计和通信系统中，合理地选择和控制频率和脉宽占空比，能够实现信号的传输、处理和控制。
因此，对于电子工程师和相关从业人员来说，熟练掌握频率和脉宽占空比的关系，具有重要的实际意义。
什么是PWM脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
pwm的频率：是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期)；也就是说一秒钟PWM有多少个周期单位：Hz表示方式： 50Hz 100Hzpwm的周期：T=1/f周期=1/频率50Hz = 20ms一个周期如果频率为50Hz ，也就是说一个周期是20ms 那么一秒钟就有 50次PWM周期占空比：是一个脉冲周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例单位：%(0%-100%)表示方式：20%周期：一个脉冲信号的时间1s内测周期次数等于频率脉宽时间：高电平时间上图中脉宽时间占总周期时间的比例，就是占空比。
比方说周期的时间是10ms，脉宽时间是8ms 那么低电平时间就是2ms 总的占空比 8/8+2= 80%。
这就是占空比为80%的脉冲信号。
而我们知道PWM就是脉冲宽度调制通过调节占空比，就可以调节脉冲宽度(脉宽时间) 而频率就是单位时间内脉冲信号的次数，频率越大。
以20Hz 占空比为80% 举例就是1秒钟之内输出了20次脉冲信号每次的高电平时间为40ms我们换更详细点的图上图中，周期为TT1为高电平时间T2 为低电平时间假设周期T为 1s 那么频率就是 1Hz 那么高电平时间0.5s ，低电平时间0.5s 总的占空比就是 0.5 /1 =50%PWM原理以单片机为例，我们知道，单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电平和低电平。
假设高电平为5V 低电平则为0V 那么我们要输出不同的模拟电压，就要用到PWM，通过改变IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号模拟成的模拟电压信号。
我们知道，电压是以一种连接1或断开0的重复脉冲序列被夹到模拟负载上去的（例如LED灯，直流电机等），连接即是直流供电输出，断开即是直流供电断开。
