Le rapport cyclique quantifie la proportion de temps pendant laquelle un signal reste actif ou inactif au cours d'une période. Ce rapport influence directement la puissance moyenne délivrée à une charge; un cycle de service plus élevé produit plus de puissance mais consomme plus d'énergie, tandis qu'un cycle de service plus faible peut économiser de l'énergie lorsque la charge tolère un fonctionnement intermittent.
Avant de calculer le rapport cyclique, vous devez déterminer la période (T) ou la fréquence (f) du signal. Une méthode courante consiste à connecter le signal à un oscilloscope. L'oscilloscope affiche une série d'impulsions ; en mesurant la largeur de chaque impulsion (PW) en secondes ou microsecondes et en lisant directement la fréquence, vous obtenez les valeurs nécessaires.
Une fois que vous avez la fréquence, calculez la période en utilisant la relation :
T = 1 / f
Le rapport cyclique (D) est exprimé sous forme de rapport ou de pourcentage :
D = PW / T
Par exemple, si PW = 0.02 s et T = 0.05 s , puis D = 0.02 / 0.05 = 0.4 = 40 % .
Les cycles de service sont au cœur de la modulation de largeur d'impulsion (PWM), une technique largement utilisée dans le contrôle des moteurs, les alimentations électriques et même la synthèse audio. La sélection du cycle de service approprié équilibre la fourniture d'énergie, évite la surchauffe et peut transmettre des données aux microcontrôleurs.
En PWM, le signal est une forme d'onde rectangulaire qui alterne entre un niveau maximum (on) et un niveau minimum (off) sans états intermédiaires. Contrairement aux ondes sinusoïdales, les ondes rectangulaires transmettent des informations uniquement par le biais du timing :le temps de fonctionnement définit le rapport cyclique.
En mesurant avec précision la largeur et la période d'impulsion, en appliquant les formules simples ci-dessus et en tenant compte des besoins en énergie de l'application, les ingénieurs peuvent concevoir des systèmes électroniques efficaces, fiables et sûrs.
