폭과 주기의 구분
주기가 T이고 높은 상태의 시간이 t라면 듀티비 D는 t / T다. 주기를 고정한 채 t를 늘리면 높은 상태가 차지하는 비중이 커진다. 높은 상태의 전압을 바꾸는 것과는 다른 조절이다.
평균 전압의 계산
이상적으로 0 V와 5 V 사이를 오가는 파형을 생각하자. 주기가 1 ms이고 높은 시간이 0.3 ms라면 듀티비는 30%이며 한 주기의 평균 전압은 1.5 V다. 순간 전압이 계속 1.5 V라는 뜻은 아니다. 높은 상태가 5 V인 시간과 0 V인 시간이 반복된다.
낮은 상태가 0이 아닌 경우
두 상태가 1 V와 5 V이고 듀티비가 25%라면 평균은 1 × 0.75 + 5 × 0.25 = 2 V다. 단순히 높은 전압에 듀티비만 곱하면 낮은 상태의 기여를 빠뜨린다. 평균 계산에서는 두 상태와 각 지속 시간을 모두 포함한다.
비교기로 만드는 원리
주기적으로 오르내리는 삼각파와 목표 신호를 비교해 스위칭 상태를 정할 수 있다. 목표값이 변하면 두 신호가 만나는 시점이 달라져 펄스 폭이 바뀐다. 비교기의 극성과 삼각파 범위에 따라 목표값 증가에 대한 듀티비 변화 방향도 달라진다.
관련 문서
펄스 진폭 변조 / 전압 비교기 / 주파수 / 실효값 / 저역 통과 필터 / 디지털 아날로그 변환기 / 반도체