CN109932569B - 信号占空比检测电路及信号占空比检测方法 - Google Patents

Abstract

一种信号占空比检测电路及信号占空比检测方法，所述信号占空比检测电路包括：第一恒流源、第一开关模块、第一储能模块、第一压控电流源、第二开关模块以及第二储能模块；通过PWM信号的电平变化状态改变第一开关模块的导通或者关断状态，以使第一储能模块进行充电或者放电；通过PWM信号的频率可操控第一储能模块输出的第一储能电压，根据PWM信号的触发沿状态对第一储能电压进行电能转换以及电能采样，最终通过第二储能模块输出的第二储能电压作为PWM信号的占空比的表征量；通过第二储能电压的幅值能够得出PWM信号的占空比变化情况，极大地提高信号占空比的检测精度和检测效率，排除信号的频率等物理量对占空比检测所造成的干扰。

Description

信号占空比检测电路及信号占空比检测方法

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种信号占空比检测电路及信号占空比检测方法。

背景技术

在电子电路的控制系统中，PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)驱动信号的占空比是衡量电路控制系统稳定性的重要参数，其中所述占空比是指PWM驱动信号中某一电平状态在总时间中所占的比例；比如PWM驱动信号的占空比为0.5；通过设定PWM驱动信号的占空比能够及时改变电子电路的工作性能以及控制响应状态，以实现电子电路工作状态的灵敏性调节；因此PWM驱动信号的占空比的检测过程对于提升电子电路的控制精度和控制准确性具有极其重要的作用，并且通过PWM驱动信号的占空比也能够更加准确地获取控制系统的实际工作情况；在传统的电子电路控制过程中，技术人员通过各种方式检测PWM驱动信号的占空比，根据检测得到的占空比实现对于电子电路的安全控制性能，以使电子电路具有更高的动态响应性能。

考虑到PWM驱动信号的形式具有多样性，而且PWM驱动信号的占空比也是随着时间会发生微小的变化，传统技术中的占空比检测回路通常采用滤波网络(有源滤波网络或者无源滤波网络)对PWM驱动信号进行滤波处理，根据滤波后的PWM驱动信号的电压高低来得出占空比的具体幅值；然而由于在对于PWM驱动信号进行滤波处理的过程中，滤波网络的带宽都是人为设定的并且不同的滤波网络具有不同的带宽，这种滤波方式必然会导致PWM驱动信号中谐波分量的损失，因此通过滤波后PWM驱动信号的电压变化情况并不能精确地检测出PWM驱动信号的占空比，在对于PWM驱动信号的占空比进行检测的过程中容易受到外界噪声的干扰，传统技术对于PWM驱动信号的占空比检测存在较大的误差；并且传统技术为了获取更加稳定的PWM驱动信号，需要在滤波网络设置幅值较大的电阻和电容，进而导致对于PWM驱动信号的占空比检测需要耗费较长的时间，检测的过程过于复杂，降低了控制系统中PWM驱动信号的控制响应速度；进而传统技术中的占空比检测回路难以普遍适用于各种不同类型的电路控制系统中，兼容性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种信号占空比检测电路及信号占空比检测方法，旨在解决传统的技术方案对于驱动信号的占空比检测存在较大的检测误差，占空比检测的速率较低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种信号占空比检测电路，包括：

被配置为产生第一直流电能的第一恒流源；

与所述第一恒流源连接，接入PWM信号，被配置为检测所述PWM信号的触发沿，并根据所述PWM信号的触发沿发导通或者关断的第一开关模块；

与所述第一开关模块连接，被配置为在所述第一开关模块导通或者关断进行充电或者放电以输出第一储能电压的第一储能模块；其中所述第一储能电压的幅值与所述PWM信号的频率呈反比例变化关系；

与所述第一储能模块连接，被配置为在所述第一储能电压的驱动下输出第一控制电流的第一压控电流源；

与所述第一压控电流源连接，接入所述PWM信号，被配置为根据所述PWM信号的触发沿进行导通或者关断的第二开关模块；以及

与所述第二开关模块连接，被配置为根据所述第二开关模块导通或者关断进行充电或者放电以输出第二储能电压的第二储能模块；其中，所述第二储能电压的幅值与所述PWM信号的占空比呈正比例变化关系。

在其中的一个实施例中，所述第一控制电流的幅值与所述PWM信号的频率呈正比例变化关系。

在其中的一个实施例中，还包括：

连接在所述第一储能模块与所述第一压控电流源之间，被配置为跟踪所述第一储能电压的变化量的第一跟踪模块；和

与所述第二储能模块连接，被配置为跟踪所述第二储能电压的变化量的第二跟踪模块。

在其中的一个实施例中，所述第一跟踪模块包括：第一运算放大器和第一电容；

其中，所述第一运算放大器的第一输入端接所述第一储能模块，所述第一运算放大器的第二输入端、所述第一运算放大器的输出端以及所述第一电容的第一端共接于所述第一压控电流源，所述第一电容的第二端接地；

所述第二跟踪模块包括第二运算放大器；其中，所述第二运算放大器的第一输入端接所述第二储能模块，所述第二运算放大器的第二输入端接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端输出跟踪后的第二储能电压。

在其中的一个实施例中，所述第一开关模块包括：第一开关管和第二开关管；

其中，所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端共接入所述PWM信号，所述第一开关管的第一导通端接所述第一恒流源，所述第一开关管的第二导通端和所述第二开关管的第一导通端共接于所述第一储能模块，所述第二开关管的第二导通端接地；

所述第一储能单元包括第二电容；所述第二电容的第一端接所述第一开关模块和所述第一压控电流源，所述第二电容的第二端接地；

所述第二开关模块包括：第三开关管和第四开关管；其中，所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端共接于所述PWM信号，所述第三开关管的第一导通端接所述第一压控电流源，所述第三开关管的第二导通端和所述第四开关管的第一导通端共接于所述第二储能模块，所述第四开关管的第二导通端接地；

所述第二储能模块包括第三电容；其中，所述第三电容的第一端接所述第二储能模块，所述第三电容的第二端接地。

在其中的一个实施例中，所述第二储能模块的充电时间等于PWM信号的第一触发时间；

其中所述PWM信号的第一触发时间为：上升沿触发至下一个相邻的下降沿触发之间的时间。

本发明实施例中的信号占空比检测电路能够对于PWM信号进行检测、分析和转换，以将PWM信号的电平状态变化情况以可量化的电学物理量进行衡量，信号占空比检测电路输出的第二储能电压作为信号的占空比的表征值，在对于PWM信号进行转换和处理过程中，信号占空比的表征值只与PWM信号的本身占空比存在关联，PWM信号的频率变化并不会对信号占空比的检测过程造成干扰，本实施例中的信号占空比检测电路实现了对于PWM信号占空比的精确检测；并且所述信号占空比检测电路可直接根据PWM信号的电平状态变化输出相应的占空比表征量，检测的效率和精度较高，无需对于PWM信号进行额外的滤波处理，避免了对于PWM信号的功率损耗，外界的电子电路并不会对PWM信号的占空比检测过程造成干扰；本发明实施例中的信号占空比检测电路对于PWM信号具有较高的占空比检测响应速度，并且所述信号占空比检测电路具有较高的控制灵活性，兼容性较广，能够广泛地适用于各种不同类型的电路控制系统中以实现占空比的精确检测。

本发明实施例的第二方面提供了一种信号占空比检测电路，包括：

接入PWM信号，被配置为对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段的检测模块，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同；

与所述检测模块连接，被配置为对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间的移位模块；

所述检测模块还被配置为以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比。

在其中的一个实施例中，还包括：

与所述检测模块连接，被配置为将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值的D/A转换模块。

本发明实施例的第三方面提供了一种信号占空比检测方法，包括：

接入PWM信号，对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同；

对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间；

以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比。

在其中的一个实施例中，还包括：

将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值。

本发明实施例中的信号占空比检测电路通过触发沿能够精确地获取PWM信号的电平状态变化信息，以采集得到两个PWM信号段，其中所述PWM信号段包含多个PWM周期内的PWM信号，根据该PWM信号段可得出PWM信号的电平状态变化频率；进一步地，将第一PWM信号段作为采样信号段，将第二PWM信号段作为计算信号段，通过移位模块对于所述第一PWM信号段进行移位处理，以获取得到单个PWM周期的脉冲采样时间，该单位时间包含PWM信号中脉冲电平或非脉冲电平，该单位时间作为PWM信号中高低电平变化的最小采样周期，那么通过第二PWM信号段内PWM信号的电平变化规律可得出PWM信号的占空比变化信息，因此检测模块按照单位时间对第二PWM信号段内的脉冲电平数量计数可精确地得出PWM信号的占空比，操作简便，极大地简化对于PWM信号的占空比计算步骤，实现了对于PWM信号占空比的高精度计算；因此本实施例中的信号占空比检测电路具有较为简化的电路模块结构，制造成本和应用成本都较低，根据PWM信号的电平变化规律获取占空比的最小采样周期，利用PWM信号中的某一段时间内的脉冲电平来计算PWM信号的占空比，排除了其他电学物理量对于PWM信号占空比检测造成的干扰，在第二PWM信号段内可直接计数脉冲电平的数量，进一步提高了PWM信号的占空比检测精度和检测结果可信度；所述信号占空比检测电路无需对于PWM信号进行滤波等额外操作，只需要根据PWM信号在多个PWM周期内电平变化规律可离散化的计算出PWM信号的占空比，对于PWM信号的占空比具有极高的检测效率，信号占空比检测电路的控制响应速度更高，在不同的电路系统中能够实现对于PWM信号的占空比实时、高精度检测功能，兼容性极强，给用户带来了良好的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的信号占空比检测电路的种结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的信号占空比检测电路的另一种结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的信号占空比检测电路的电路结构图；

图4为本发明一实施例提供的信号占空比检测系统的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的信号占空比检测电路的另一种结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的信号占空比检测电路的另一种结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的信号占空比检测系统的另一种结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的信号占空比检测方法的实现流程图；

图9为本发明一实施例提供的信号占空比检测方法的另一种实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供的信号占空比检测电路10的结构示意图，所述信号占空比检测电路10具有较为灵活的电路模块结构，可应用在各种电路系统中，并实现对于信号占空比的精确检测功能；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

信号占空比检测电路10包括：第一恒流源101、第一开关模块102、第一储能模块103、第一压控电流源104、第二开关模块105以及第二储能模块106。

其中，第一恒流源101产生第一直流电能。

可选的，所述第一恒流源101为0.1A～10A直流电源；通过该第一恒流源101能够输出稳定的直流电能，以使信号占空比检测电路10处于稳定、安全的工作状态；信号占空比检测电路10对于该第一直流电能进行转换和采样，以通过电能参数的变化量来体现PWM信号本身运行参数的变化量，通过电力参数能够精确地获取PWM信号的本身运行参数的变化情况，以实现对于PWM信号的电能转换，简化对于PWM信号的检测和转换步骤；因此本实施例通过第一恒流源101输出的稳定电能可保障PWM信号的转换和采样过程，并且通过第一直流电能也能够排除电能的干扰量对于信号占空比的检测过程造成干扰，信号占空比检测电路10根据第一直流电能可始终处于平稳的信号检测状态，有助于提升本实施例对于信号占空比的检测精度和检测效率。

第一开关模块102与所述第一恒流源101连接，并且第一开关模块102接入PWM信号，第一开关模块102检测所述PWM信号的触发沿，并根据所述PWM信号的触发沿导通或者关断。

可选的，所述PWM信号由传统技术中的PWM电路产生，其中所述PWM电路包括MOS管、电阻、电容等电子元器件，通过控制信号改变PWM电路中MOS管的导通或者关断状态，以使PWM电路能够实现不同的电平转换功能；进而所述PWM电路能够输出不同电平状态的PWM信号，PWM信号的占空比也会发生相应的改变；因此所述PWM电路的脉宽调制功能具有良好的可调性和兼容性，通过该PWM信号可驱动外界的电子电路实现不同的电路功能，以满足用户的实际电路功能需求，从而本实施例中的第一开关模块102与PWM电路连接，通过对于PWM信号的占空比检测能够实时地掌握电子电路的工作状态。

通过PWM信号的电平变化状态能够及时改变第一开关模块102的导通或者关断状态，以使第一开关模块102实现对于第一直流电能的传递；所述第一开关模块102具有较为灵活和精确的控制响应性能，第一直流电能可在信号占空比检测电路10中实现完全、稳定的传输功能；示例性的，当第一开关模块102检测到PWM信号的上升沿或者下降沿时，第一开关模块102处于相应的导通或者关断状态，信号占空比检测电路10对于第一直流电能进行转换并传输，实现对于PWM信号的运行参数的精确采样和转换功能；因此本实施例中的第一开关模块102的通断状态根据PWM信号的触发沿情况进行自适应改变，那么通过第一开关模块102输出的第一直流电能能够直接得出PWM信号的电平状态变化情况，根据第一直流电能的变化量可精确地得出PWM信号的电平翻转频率，则通过PWM信号对于第一开关模块102的工作状态具有较高的调控速率，以加快了对于PWM信号的占空比的检测速度以及所述信号占空比检测电路10具有较高的控制响应速度。

第一储能模块103与所述第一开关模块102连接，被配置为在所述第一开关模块102导通或者关断进行充电或者放电以输出第一储能电压；其中所述第一储能电压的幅值与所述PWM信号的频率呈反比例变化关系。

当第一开关模块102导通或者关断时，第一储能模块103接入电能或者输出电能，以实现自身充电或者自身放电功能，第一储能模块103可进行电能转换功能；示例性的，当第一开关模块102导通时，第一储能模块103接入第一直流电能以实现自身的充电操作；当PWM信号的频率发生变化，第一开关模块102关断时，第一储能模块103实现自身的放电功能；当第一储能模块103进行充电或者放电的过程中，第一储能模块103自身存储的电荷量也会发生相应的改变，第一储能模块103输出的第一储能电压的变化量与PWM信号的频率变化量存在一一匹配的函数规则；参照上文，当PWM信号的频率发生改变时，第一开关模块102就会处于相应导通或者关断状态，进而所述第一储能模块103具有相应的充电时间和放电时间，第一储能模块103输出的第一储能电压与PWM信号的频率呈现反比例变化关系；示例性的，所述反比例变化关系可用如下公式表述：

在上式(1)中，所述U1为第一储能电压，所述f为PWM信号的频率，所述K为预先设置的反比例变化系数，比如K＝1；从而本实施例通过第一储能模块103将PWM信号的频率精确地转化为第一储能电压，以达到电能参数转换的目的，第一储能电压与PWM信号自身运行参数的变化存在一一对应的关系，进而通过第一储能电压能够灵敏地得出信号占空比检测电路10自身电能转换、采集的变化情况，实现对于PWM信号自身运行参数的精确检测功能。

第一压控电流源104与所述第一储能模块103连接，被配置为在所述第一储能电压的驱动下输出第一控制电流.

需要说明的，所述压控电流源为非独立电流源，压控电流源输出的电流受其它电力物理量的控制，比如所述压控电流源输出的电流受输入电流的操控，进而所述压控电流源的电流输出状态具有较高的可调性和可控性，并且压控电流源的电流输出状态具有灵活的控制响应性能和快速的控制响应速度，提高了电路中的电能转换精度。

在本实施例中，第一储能模块103将第一储能电压输出至第一压控电流源104，通过第一储能电压能够及时改变第一压控电流源104输出的第一控制电流，以使第一控制电流与第一储能电压存在函数对应关系，那么第一压控电流源104具有较高的电流转换精度，通过第一控制电流的幅值变化情况能够精确地得出PWM信号的电平状态变化速率，以通过第一控制电流得出PWM信号本身的运行参数，实现对于PWM信号中占空比的精确检测功能；因此本实施例通过第一压控电流源104实现电流转换功能，第一压控电流源104根据第一储能电压实时监控PWM信号自身运行参数的变化情况，并输出相应的第一控制电流，所述第一压控电流源104可进行灵敏的电压转换过程，通过第一控制电流能够更加直观地PWM信号的电平状态变化情况，当PWM信号的电平状态发生改变时，第一控制电流的幅值也会发生自适应改变，并且第一压控电流源104能够有助于减少电压转换过程中的电能损耗，保障了信号占空比检测电路10中电能转换功能的可操控性和灵活性，所述信号占空比检测电路10对于PWM信号的占空比检测具有更高的检测效率和检测灵敏度，用户的使用体验更高，所述第一压控电流源104也避免了其它非电学物理量对于信号占空比检测过程所带来的干扰，信号占空比检测电路10对于PWM信号的检测、分析过程具有更高的稳定性和兼容性。

第二开关模块105与所述第一压控电流源104连接，第二开关模块105接入所述PWM信号，被配置为根据所述PWM信号的触发沿进行导通或者关断。

第一压控电流源104将第一控制电流输出至第二开关模块105，在第二开关模块105导通或者关断的过程中，第二开关模块105可实现第一控制电流的传输功能，进而本实施例中的信号占空比检测电路10对于PWM信号的电力参数能够实现快速的转换和传输功能；示例性的，当PWM信号处于上升沿触发时，第二开关模块105导通以输出第一控制电流；当PWM信号处于下降沿触发时，第二开关模块105关断，则第二开关模块105无法输出第一控制电流；因此通过PWM信号的电平跳变状态可精确地传输相应的第一控制电流，通过第二开关模块105输出的第一控制电流能够准确地得出PWM信号自身运行参数的变化情况，保障了对于PWM信号的运行参数的监控精度和监控速率；本实施例中的第二开关模块105具有较强的控制响应速度和可操控性，并且通过第二开关模块105能够保障第一控制电流的传输精度和传输效率，所述信号占空比检测电路10可根据第一控制电流能够更加精确地检测出信号占空比的实际变化情况，避免了第一控制电流在传输过程中出现功率损耗；当第二开关模块105根据PWM信号的触发沿输出相应的第一控制电流时，第二开关模块105输出的第一控制电流的幅值与PWM信号的电平状态变化频率具有对应关系，因此第二开关模块105在信号占空比检测电路10中实现电能的传输功能，根据第一控制电流可更加有利于对于PWM信号的占空比检测精度，以使所述信号占空比检测电路10能够在各种电路系统中保持精确的信号占空比检测功能。

第二储能模块106与所述第二开关模块105连接，被配置为根据所述第二开关模块105导通或者关断进行充电或者放电以输出第二储能电压；其中，所述第二储能电压的幅值与所述PWM信号的占空比呈正比例变化关系。

其中第二储能模块106具有电能存储以及电能转换的功能，当第二储能模块106进行充电或者放电时，第二储能模块106存储的电荷量也会发生相应的改变，进而第二储能模块106能够输出不同幅值的第二储能电压，因此根据第二储能电压的幅值变化量能够得出第二储能模块106的充电性能或者放电性能，进而电能参数的转换；在本实施例中，当第二储能模块106接入第一控制电流时，第二储能模块106可进行充电操作，第二储能模块106自身的电荷量也会上升；当第二开关模块105根据PWM信号的触发沿关断时，第二开关模块105无法输出相应的第一控制电流，第二储能模块106失去外界电能的供应，第二储能模块106进行放电，第二储能模块106中的电荷量也会逐渐下降；因此在第二储能模块106充电或者放电阶段，所述第二储能模块106输出的第二储能电压也会发生相应的变化；参照上文，所述第二储能电压的幅值与PWM信号的电平翻转情况存在一一对应关系，当PWM信号的占空比发生变化时，第二开关模块105的导通时间和关断时间也会发生相应的改变，第二储能模块106的充电状态和放电状态也会出现自适应改变；示例性的，所述第二储能电压的幅值与所述PWM信号的占空比可用如下公式表述：

U2＝K1*D1 (2)

在上式(2)中，所述U2为第二储能电压，所述K1为正比例系数，例如K1＝1，所述D1为PWM信号的占空比；因此本实施例通过第二开关模块105能够将PWM信号的占空比以可计算的电压物理量体现，并且第二储能电压与PWM信号的占空比存在严格的函数对应关系，实现了对于PWM信号占空比的精确检测功能；该第二储能模块102利用自身的充电和放电功能，根据PWM信号的电平变化状态输出相应的存储电压，进而实现了PWM信号自身参数的转换功能；所述第二储能电压作为PWM信号占空比的表征值，技术人员获取该第二储能电压后，以能够精确地得到PWM信号中实际的占空比，提高了PWM信号中占空比的检测性能；本实施例中所述第二储能模块102的充电性能和放电性能只与PWM信号的电平状态变化存在关联，保障了第二储能模块102的电能转换精度，因此所述第二储能电压与PWM信号的占空比存在一一对照的规则，排除了PWM信号中其他电力参数的变化对占空比的检测过程造成的干扰影响，所述占空比检测电路10具有更高的控制稳定性和工作稳定性。

上述的信号占空比检测电路10通过PWM信号中的电平状态变化能够实时改变第一开关模块102的导通或者关断状态，以使第一开关模块102能够及时传输第一直流电能，那么第一开关模块102的导通或者关断状态与PWM信号的频率存在函数对应关系；所述第一储能模块103根据第一开关模块102的导通或者关断状态接入相应的第一直流电能，以实现自身的充电或者放电；所述第一储能模块103利用自身的储能功能输出相应的第一储能电压，通过第一储能电压的幅值变化能够得到PWM信号的频率波动情况；通过该第一储能电压可驱动第一压控电流源104输出相应的第一控制电流，通过PWM信号的电平变化状态能够控制第一控制电流的传输状态，以使第二储能模块106输出相应的第二储能电压，所述第二储能电压的幅值与PWM信号的占空比存在严格的函数关系，因此根据第二储能电压能够精确地得出PWM信号的占空比变化情况。

在图1示出信号占空比检测电路10的结构中，通过第一直流电能能够保障信号占空比检测电路10的电能转换稳定性和安全性，第一开关模块102和第一储能模块103根据PWM信号的频率输出相应的第一储能电压，其中所属第一储能电压作为额驱动电能，通过第一储能电压能够第一压控电流源104的电流转换状态，通过第一压控电流源104输出的第一控制电流既能够向信号占空比检测电路提供稳定的电能，又可以实现PWM信号本身运行参数的实时转换，通过第一控制电流的幅值变化情况能够精确地得到PWM信号自身运行参数的实际波动情况；在PWM信号的触发沿的操控下，第二储能模块160可根据第一控制电流进行充电或者放电，并且在第二储能模块160进行充电或者放电的过程中，通过第二储能模块160输出的第二储能电压的幅值也会发生相应的改变，并且第二储能模块160的充电或者放电状态只与PWM信号的占空比存在关联，则通过第二储能电压可精确地得出PWM信号的占空比变化，实现了对于PWM信号的占空比高精度检测功能；从而本实施例中的信号占空比检测电路10利用PWM信号自身电平状态的变化情况对于直流电能进行直接转换和采样，通过开关模块(第一开关模块102和第二开关模块105)的导通或者关断状态以使电能的实施转换，提高了电能转换效率和对于信号占空比的检测效率，通过第二储能模块106输出的第二储能电压可直接作为信号占空比的表征值，当PWM信号的占空比发生变化时，所述第二储能电压的幅值也会发生相应的改变，进而本实施例中的信号占空比检测电路10通过电能转换和开关的通断控制确保了电压信号与信号占空比之间的一一映射关系，排除了其它干扰量对于信号占空比检测过程中所引起的电能转换误差；比如当PWM信号的频率发生变化时，若所述PWM信号的占空比保护不变，则所述信号占空比检测电路10仍然能够对PWM信号的占空比进行精确的检测，并通过第二储能电压来体现信号的占空比信息，保障了对于PWM信号的占空比检测精确性和实时性；因此本实施例中的信号占空比检测电路10能够实时检测PWM信号的占空比变化情况，占空比的检测效率极高，占空比检测功能具有较高的兼容性，可适用于各个不同的电路系统中，以实现电子电路中PWM信号占空比的精确检测，加快了信号占空比检测过程中的控制响应速度；有效地解决了传统技术需要依赖滤波电路等额外处理步骤对于信号的占空比进行检测，造成信号的较大电能损耗，经过滤波处理后的信号存在能量的损失，降低了占空比的检测精度，延缓了占空比的检测效率，并且对于信号占空比的检测会受到外界其它电学物理量的干扰，兼容性较低，难以普遍适用的问题。

作为一种可选的实施方式，所述第一控制电流的幅值与所述PWM信号的频率呈正比例变化关系。

参照上文，所述第一压控电流源104具有电压受控的功能，其中第一储能电压作为自变量，第一控制电流作为因变量，每当第一储能模块103输出的第一储能电压发生变化时，则第一控制电流的幅值也会发生自适应改变，则通过第一控制电流能够准确地得出PWM信号自身运行参数的变化情况；示例性的，第一控制电流的幅值和PWM信号的频率可用如下公式来表示：

I1＝K2*f (3)

在上式(3)中，所述I1为第一控制电流，所述K2为第一压控电流源104的正比例变化系数，示例性的，K2＝1，所述f为所述PWM信号的频率；因此在第一压控电流源104的电流转换过程中，当PWM信号的频率增大时，则所述第一控制电流的幅值也会相应的增大；当PWM信号的频率变小时，则所述第一控制电流的幅值也会相应的变小；因此通过本实施例中的第一压控电流源104在第一储能电压的驱动下进行电能转换，第一控制电流与第一储能电压呈反比例变化关系，则第一控制电流的幅值与PWM信号的频率存在一一对应关系；通过第一压控电流源104实时输出的第一控制电流更加精确地得出PWM信号自身的运行参数变化情况；进而提高了所述信号占空比检测电路10的电能转换精度和转换效率，第一压控电流源104的电能受控转换性能保障了信号占空比的检测精度，排除了信号频率变化量的干扰，实用价值更高。

作为一种可选的实施方式，图2示出了本实施例提供的信号占空比检测电路10的另一种结构示意，相比于图1中信号占空比检测电路10的结构，图2中的信号占空比检测电路10还包括：第一跟踪模块201和第二跟踪模块202。

其中，第一跟踪模块201连接在所述第一储能模块103与所述第一压控电流源104之间，被配置为跟踪所述第一储能电压的变化量。

由于第一储能模块103在充电或者放电过程中接入第一直流电能，根据电路充电和放电的基本原理，电荷在电路中转移速率并不会在一段时间内保持完全相同，因此所述第一储能模块103的充电速率和放电速率也会发生相应的改变，例如所述第一储能模块103在一段时间内充电速率较高，另一段时间内的充电速率较慢，进而第一储能模块103输出第一储能电压的变化会呈现较大的不规律性，这种电压幅值的较大波动将会极大地影响对于PWM信号运行参数的检测精度和监控速率；因此本实施例通过第一跟踪模块201来实时、精确监控第一储能电压的变化情况，以消除第一储能模块103中不均匀的充电速率和不均匀的放电速率引起的电压幅值波动，当第一跟踪模块201根据第一储能电压输出相应的跟踪电压时，通过该跟踪电压能够驱动第一压控电流源104实现电能转换功能，极大地保障了第一压控电流源104的物理安全性，防止电压突变情况对于第一压控电流源104的电能转换安全造成干扰；第一压控电流源104输出的跟踪电压能够更加准确地反应出PWM信号的频率真实变化情况；当第一储能模块103充电或者放电生成相应的第一储能电压时，第一储能电压在信号占空比检测电路10中可实现更快的传输效率和更佳的传输质量，有利于提升对于信号占空比的检测精度和检测效率。

第二跟踪模块202与所述第二储能模块106连接，被配置为跟踪所述第二储能电压的变化量。

其中，所述第二跟踪模块202具有电压跟随以及噪声消除的功能，当通过第二储能模块106的充电和放电操作后输出相应的第二储能电压，通过第二储能电压能够直接得出PWM信号的占空比；由于第二储能电压是经过充电过程和放电而生成，那么第二储能模块106输出的第二储能电压为模拟量，那么第二储能电压在电子设备之间进行传输过程中极容易出现较大的功率损耗和能量损失，这会使第二储能电压所包含的占空比信息会受到传输过程中的干扰；因此本实施例利用第二跟踪模块202保障第二储能电压的传输效率和传输性能，防止第二储能电压在传输过程中出现损耗，本实施例中的第二储能电压能够始终保持占空比信息的完整性，提高了所述信号占空比检测电路10的控制响应精度和信号传输精度；并且所述第二跟踪模块202可与外界不同的通信设备进行兼容通信，外部的电子电路可根据该第二储能电压精确地得到PWM信号的占空比，则将第二储能电压作为PWM信号占空比的表征值，可提高第二储能电压的抗干扰性能；并且本实施例中的信号占空比检测电路10通过第二跟踪模块202可与外界不同类型的电子电路进行通信互联，提高了信号占空比检测电路10的兼容性和实用价值；当信号占空比检测电路10根据PWM信号的占空比转换得到第二储能电压时，外部的电子电路接入第二储能电压以准确地获取PWM信号中的占空比信息，保障了PWM信号的占空比检测效率和适用范围，给用户带来了良好的使用体验，实用价值更高。

作为一种可选的实施方式，图3示出了本实施例提供的信号占空比检测电路10的具体电路结构，请参阅图3，所述第一跟踪模块201包括：第一运算放大器OP1和第一电容C1。

其中，所述第一运算放大器OP1的第一输入端接所述第一储能模块103，所述第一运算放大器OP1的第二输入端、所述第一运算放大器OP1的输出端以及所述第一电容C1的第一端共接于所述第一压控电流源104，所述第一电容C1的第二端接地GND。

可选的，所述第一运算放大器OP1的第一输入端为正相输入端或者反相输入端；示例性的，第一运算放大器OP1的第一输入端为正相输入端，第一运算放大器OP1的第二输入端为反相输入端；其中第一运算放大器OP1能够对于输入的电压进行反馈跟踪以及逻辑运算的功能，当第一运算放大器OP1的第一输入端接第一运算放大器OP1的输出端，以使第一运算放大器OP1对于第一储能电压可起到反馈跟踪功能，通过第一运算放大器OP1能够保持电能转换的灵敏性和传输速率，能够使第一电容C1的电压与第一储能模块103输出的第一储能电压保持相同；并且通过第一运算放大器OP1的反馈电压跟踪功能，可起到隔离前后级电路的功能，进而消除第一储能电压中的电压波动分量，提升第一电容C1的电压稳定性；通过第一跟踪模块201输出的电压可保持第一压控电流源104的控制精确性；所述第一跟踪模块201具有更高的电能转换精度，信号占空比检测电路10的控制精度更高，根据转换后的第一储能电压能够实现对于PWM信号的运行参数更加精确的检测功能。

因此通过第一运算放大器OP1的电压反馈跟踪过程对于电荷进行均衡转移，电能转换过程具有更高的精度和稳定性；第一跟踪模块201能够对于第一储能电压的微小变化量具有更加灵敏的监控精度，提高了PWM信号的占空比检测精度，减少了电能转换误差和电能传输误差。

所述第二跟踪模块202包括第二运算放大器OP2；其中，所述第二运算放大器OP2的第一输入端接所述第二储能模块106，通过第二储能模块106将第二储能电压输出至第二运算放大器OP2的第一输入端；所述第二运算放大器OP2的第二输入端接所述第二运算放大器OP2的输出端，进而第二运算放大器OP2可形成反馈控制，所述第二运算放大器OP2的输出端输出跟踪后的第二储能电压。

可选的，所述第二运算放大器OP2的第一输入端为正相输入端或者反相输入端；示例性的，第二运算放大器OP2的第一输入端为正相输入端，第二运算放大器OP2的第二输入端为反相输入端；当第二运算放大器OP2的第一输入端和第二输入端接入电压信息时，以使第二运算放大器OP2对于第二储能电压的精确电压跟踪功能，信号占空比检测电路10输出的第二储能电压作为信号占空比的表征值，技术人员能够获取到更加精确的信号占空比数值，提高了信号占空比检测电路10的兼容性和适用范围。

可选的，第二运算放大器OP2根据第二储能电压的电能波动信息实现对于电能的无损耗、实时传输；并且通过第二运算放大器OP2能够起到隔离前后级电压的作用，提高了第二储能电压的抗干扰性能；第二运算放大器OP2的输出端输出的第二储能电压可完全保持占空比信息，本实施例中的信号占空比检测电路10具有更高的信号传输精度和传输兼容性，第二运算放大器OP2能够防止第二储能电压在传输过程中受到其它噪声的干扰；所述第二运算放大器OP2输出的第二储能电压与信号的占空比存在一一对应的关系，进而技术人员通过该第二储能电压能够得到占空比的精确数值，本实施例中的信号占空比检测电路10可广泛地适用于各个不同的工业技术领域，抗干扰能力较强，通过第二运算放大器OP2输出的占空比表征值具有更高的精度和可行度，进一步有利于保障电路系统的稳定性。

作为一种可选的实施方式，请参阅图3，所述第一开关模块102包括：第一开关管S1和第二开关管S2。

其中，所述第一开关管S1的控制端和所述第二开关管S2的控制端共接入所述PWM信号，所述第一开关管S1的第一导通端接所述第一恒流源101，通过第一恒流源101将直流电能输出至第一开关管S1的第一导通端；所述第一开关管S1的第二导通端和所述第二开关管S2的第一导通端共接于所述第一储能模块103，所述第二开关管S2的第二导通端接地GND。

其中，通过第一开关管S1和第二开关管S2作为第一储能模块103的充放电控制开关，当第一开关管S1和第二开关管S2相互配合工作，以实现第一直流电能的传输控制，所述第一储能模块103的电能传输过程具有更加灵活的控制精度和控制准确性；当PWM信号出现上升沿/下降沿时，通过PWM信号的触发沿能够使第一开关管S1闭合，第二开关管S2打开，第一储能模块103接入第一直流电能以实现充电操作；当PWM信号出现下一个相邻的上升沿/下降沿时，则通过PWM信号的触发沿使得第一开关管S1关断，进而使得第一储能模块103处于失电状态，第一储能模块103进行放电；因此本实施例中的第一开关管S1和第二开关管S2根据PWM信号的触发沿实现了灵活的调控功能，进而极大地保障了第一开关模块102的通断控制精度和控制响应速度，所述第一开关模块102根据PWM信号的电平翻转状态进行导通或者关断，保障了信号占空比检测电路10对于PWM信号的运行参数的检测精度和控制精度，信号的占空比检测精度更高。

作为一种可选的实施方式，第一开关管S1为MOS管或者三极管，第二开关管S2为MOS管或者三极管，进而第一开关模块102具有较为灵活的电路空间结构，第一开关管S1和第二开关管S2在PWM信号的驱动下可实现自适应导通或者关断，第一开关模块102的通断控制性能较佳；示例性的，第一开关管S1为第一NPN型三极管，第二开关管S2为第一PNP型三极管，则第一NPN型三极管的集电极为第一开关管S1的第一导通端，第一NPN型三极管的基极为第一开关管S1的控制端，第一NPN型三极管的发射极为第一开关管S1的第二导通端；第一PNP型三极管的集电极为第二开关管S2的第一导通端，第一PNP型三极管的基极为第二开关管S2的控制端，第一PNP型三极管的发射极为第二开关管S2的第二导通端，因此当第一NPN型三极管的基极和第一PNP型三极管的基极共接入PWM信号时，通过PWM信号的上升沿和下降沿能够使第一NPN型三极管和第一PNP型三极管处于导通或者关断状态，以实现了第一开关模块102的电能传输通断控制功能，保障了所述信号占空比检测电路10中的信号转换控制精度和电能传输精度。

作为一种可选的实施方式，所述第一储能单元103包括第二电容C2；所述第二电容C2的第一端接所述第一开关模块103和所述第一压控电流源104，所述第二电容C2的第二端接地GND。

其中，电容具有电能存储以及电荷调节功能，当第一开关模块103将第一直流电能输出至第二电容C2，第二电容C2进行充电，进而第二电容C2两端的电压会上升，第一储能电压的幅值也会相应增加；在PWM信号的一个周期内，第二电容C2在充电过程中所产生的第一储能电压可通过下式来表示：

在上式(4)中，所述I2为第一恒流源101输出的第一直流电能的电流值，T1为PWM信号的第一个周期内第二电容C2的充电时间，C₁为第二电容C2的容值，U1为第二电容C2输出的第一储能电压；因此根据上式(4)，通过PWM信号的电平状态的跳转频率能够改变第一开关模块102的导通时间和关断时间，以使第一储能电压根据PWM信号的频率呈现规律性函数变化，通过第一储能电压的幅值能够精确地得出PWM信号的频率变化情况，以实现对于PWM信号的运行参数的精确监控；当第二电容C2无法接入第一直流电能时，第二电容C2进行放电，进而第二电容C2上的电荷逐渐降低，第一储能电压的幅值也相应调节，因此所述第一储能电压的幅值跟随PWM信号的电平状态改变而发生自适应改变，该第二电容C2的充电性能和放电性能具有较高的可调性和较高的控制响应速度；由此可得，第二电容C2两端的电压与PWM信号的频率具有严格的函数关系，当PWM信号的频率发生改变时，在PWM信号的一个周期内，第一开关模块102根据PWM信号的触发沿导通或者关断，第二电容C2会经过一段充电或者经过一段放电时间后，第一储能电压的幅值会上升或者降低；因此本实施例中的第一储能模块103具有较为简化的电路结构，通过第二电容C2的充电性能和放电性能可实现第一储能电压的动态调节，根据第一储能电压的幅值能够实时监控PWM信号的运行参数变化情况，提高了所述信号占空比检测电路10的控制响应速度和信号转换精度，所述第一储能模块103具有更加灵活的电能存储性能和电路兼容性能。

作为一种可选的实施方式，所述第二开关模块105包括：第三开关管S3和第四开关管S4；其中，所述第三开关管S3的控制端和所述第四开关管S4的控制端共接于所述PWM信号，通过PWM信号的触发沿能够使第三开关管S3和第四开关管S4处于导通或者关断状态；所述第三开关管S3的第一导通端接所述第一压控电流源104，进而第一压控电流源104将第一控制电流输出至第三开关管S3的第一导通端；所述第三开关管S3的第二导通端和所述第四开关管S4的第一导通端共接于所述第二储能模块106，所述第四开关管S4的第二导通端接地GND。

通过PWM信号的电平状态可改变第三开关管S3和第四开关管S4的导通或者关断状态，进而使得第二开关模块105可实现第一控制电流的传输功能；本实施例中的第三开关管S3和第四开关管S4作为第二储能模块106的充放电控制开关，通过第三开关管S3和第四开关管S4之间的导通或者关断状态可使第二储能模块106实时接入第一控制电流，以实现PWM信号的自身运行参数的转换过程；进一步地，通过第三开关管S3和第四开关管S4可对于PWM信号的占空比进行采样，以使第二开关模块105输出的第一控制电流与PWM信号的占空比存在关联；示例性的，当PWM信号存在一个上升沿触发时，第三开关管S3导通，第四开关管S4关断，通过第二开关模块105输出第一控制电流，通过第一控制电流能够使第二储能模块106进行充电；若PWM信号出现下一个相邻的下降沿触发时，第三开关管S3关断，第四开关管S4导通，第二开关管105无法输出第一控制电流，第二储能模块106实现放电功能；进而所述第二开关模块105的电能传输状态与PWM信号的电平状态存在一一对应关系，通过PWM信号能够及时改变第三开关管S3和第四开关管S4这两者的通断状态，以实现第二开关模块105的灵活通断控制性能，保障了信号占空比检测电路10中电能转换的精度和控制响应速度；当第二开关模块105根据PWM信号的触发沿状态进行导通或者关断，根据第二开关模块105输出的第一控制电流实现了对于PWM信号的占空比的灵活监控，减少了电能控制误差引起的占空比检测误差。

可选的，第三开关管S3为MOS管或者三极管，第四开关管S4为MOS管或者三极管；进而所述第二开关模块105具有较为灵活的电路控制性能，电路结构的灵活性和兼容性较高，当PWM信号的占空比发生改变时，则第三开关管S3和第四开关管S4能够迅速做出响应，以实现电能传输通断控制性能；示例性的，所述第三开关管S3为第二NPN型三极管，所述第四开关管S4为第二PNP型三极管；其中，第二NPN型三极管的集电极为第三开关管S3的第一导通端，第二NPN型三极管的基极为第三开关管S3的控制端，第二NPN型三极管的发射极为第三开关管S3的第二导通端；第二PNP型三极管的集电极为第四开关管S4的第一导通端，第二PNP型三极管的基极为第四开关管S4的控制端，第二PNP型三极管的发射极为第四开关管S4的第二导通端；进而当第二NPN型三极管的基极和第二PNP型三极管的基极共接入PWM信号时，通过改变PWM信号的电平状态以使第二NPN型三极管和第二PNP型三极管进行导通或者关断，所述第二NPN型三极管和第二PNP型三极管具有较高的控制灵敏度和控制精确性，以使第一控制电流在信号占空比检测电路10中具有较高的电能传输效率，避免电流受到外界信号的干扰。

作为一种可选的实施方式，请参阅图3，所述第二储能模块106包括第三电容C3；其中，所述第三电容C3的第一端接所述第二储能模块105，所述第三电容C3的第二端接地GND。

在本实施例中，利用电容的储能作用，第三电容C3能够存储电荷，当第三电容C3的电能供应状态发生变化时，第三电容C3可实现充电或者放电的功能，进而通过第三电容C3可输出更加稳定的第二储能电压；当第二开关模块105根据PWM信号的触发沿状态导通或者关断时，通过第二开关模块105输出第一控制电流，通过该第一控制电流可使第二储能模块106进行充电或者放电，进而第二储能模块106输出的第二储能电压具有较高的控制灵敏度；结合第二开关模块105和第二储能模块106这两者的具体电路结构，在PWM信号的一个占空比时间内，通过第一控制电流对第三电容C3进行充电，则第三电容C3输出的第二储能电压可用下式来表示：

在上式(5)中，所述K1为电路的常系数，K1能够起到电能补偿的功能，进而使得第二开关模块105输出的第一控制电流具有更高的精确度和稳定性，避免出现占空比检测误差；所述U2为第二储能电压，C₂为第二电容C2的容值，C₃为第三电容C3的容值，I1为第一恒流源101输出的第一直流电能的电流值，T1为PWM信号的周期，t在一个周期内，PWM信号中脉冲电平的持续时间；那么K1、C₂、C₃、I1以及T1均为固定值，并不随着时间而发生改变，即上式(5)可以简化为：

U2＝A*(t/T1)＝A*D1 (6)

在上式(6)中，所述A为常数，D1为PWM信号的占空比，那么根据上式(6)可知，当经过第三电容C3的充电和放电操作后，第二储能电压与PWM信号的占空比成正比例变化关系；通过第二储能电压能够精确地得到PWM信号的占空比，以实现对于PWM信号占空比的精确检测和监控功能；因此本实施例通过PWM信号的电平状态变化情况可实时改变第三开关管S3和第四开关管S4这两者的导通或者关断状态，以将PWM信号的占空比转换为电流信号，以便于对于PWM信号占空比的检测和采样操作；第二开关模块105输出的第一控制电流包含PWM信号的占空比信息，进而通过第三电容C3对于第一控制电流的转换功能，以输出相应的第二储能电压，则第二储能电压的幅值与PWM信号的占空比存在线性比例关系，并且通过第三电容C3的充电操作和放电操作排除了信号频率对于第二储能电压的幅值造成干扰；本实施例中对于PWM信号的占空比信息具有更高的转换精度和采样精度，每当PWM信号处于触发沿状态时，第二储能模块106能够实时输出相应的第二储能电压，并且根据第二储能电压的幅值变化量可得出PWM信号的占空比变化情况，极大地保障所述信号占空比检测电路10对于PWM信号的占空比检测精度和检测效率，第二储能模块106具有更高的充电稳定性和放电稳定性，实用价值更高。

作为一种可选的实施方式，所述第二储能模块106的充电时间等于PWM信号的第一触发时间；其中所述PWM信号的第一触发时间为：上升沿触发至下一个相邻的下降沿触发之间的时间。

当第二开关模块105接入PWM信号时，通过PWM信号的电平状态跳转情况能够改变第二开关模块105的导通或者关断状态，当PWM信号出现上升沿触发时，PWM信号输出脉冲电平，通过该上升沿触发能够驱动第二开关模块105传输第一控制电流，第二储能模块106可实时接入第一控制电流，通过第一控制电流使第二储能模块106进行充电，则第二储能模块106进入充电状态，第二储能模块106输出的第二储能电压会逐渐上升，第二储能模块106将维持充电状态；随着时间的进行，当PWM信号出现下一个下降沿触发时，第二开关模块105无法输出第一控制电流，第二储能模块106进入放电状态，第二储能模块106输出的第二储能电压会逐渐下降；那么通过PWM信号的触发沿能够使第二储能模块106实现充电状态与放电状态之间的切换，并且第二储能模块106的充电时间等于PWM信号中脉冲电平的持续时间，当PWM信号中的脉冲电平时间结束时，第二储能模块106进入放电状态；如此反复，在第二储能模块106进行充电或者放电过程中，第二储能模块106的工作状态可根据上升沿触发和下降沿触发进行变动，并且根据PWM信号的上升沿触发与相邻的下降沿触发之间的时间间隔可准确地计算出PWM信号的占空比；进而第二储能模块106的充电时间与PWM信号的占空比存在一一对应关系，当第二储能模块106进行充电或者放电输出的第二储能电压可作为占空比的表征值，保障了信号占空比检测电路10的控制精度和兼容性能。

图4示出了本实施例提供的信号占空比检测系统40的结构示意，如图4所示，所述信号占空比检测系统40包括如上所述的信号占空比检测电路10。

参照上述图1至图3的实施例，所述信号占空比检测电路10能够对于直流电能进行转换，通过PWM信号可实时改变信号占空比检测电路10的工作状态，以使信号占空比检测电路10能够实现电压信号/电流信号的传输，并且通过信号占空比检测电路10中的内部电力参数得到PWM信号的运行参数信息，以实现对于PWM信号的快速转换和快速采样功能，保障了信号占空比检测电路10的电能控制速度和响应效率；当PWM信号的电平状态发生变化时，通过信号占空比检测电路10输出的电压信号及时地得到PWM信号的占空比信息，实现了对于PWM信号的精确检测功能；从而本实施例将信号占空比检测电路10应用于信号占空比检测系统40，通过信号占空比检测系统40能够实时、动态地对PWM信号进行转换和采样，以实现PWM信号运行参数的精确转换，所述信号占空比检测系统40能够准确地输出PWM信号的表征值，避免了信号的其他运行参数对于占空比检测过程造成的干扰，所述信号占空比检测系统40能够实时跟踪PWM信号的占空比变化量，提高了对于PWM信号的检测效率和检测精度；所述信号占空比检测系统40的占空比检测步骤较为简化，可广泛地适用于各个不同的工业技术领域；有效地解决了传统技术对于PWM信号的占空比进行检测过程中，需要对于PWM信号进行滤波处理，产生较大的电能损耗，并且会对PWM信号的占空比检测过程带来干扰噪声，检测的精度较低，检测的效率和信号转换效率较低，兼容性不高，难以普遍适用的问题。

图5示出了本实施例提供的信号占空比检测电路50的模块结构，请参阅图5，所述信号占空比检测电路50包括：检测模块501和移位模块502；需要说明的是，图5中的信号占空比检测电路50和图1中的信号占空比检测电路10都是用于实现对于PWM信号的占空比进行精确检测，对于图5中信号占空比检测电路50的部分实施例可参照图1至图5实施例。

其中，检测模块501接入PWM信号，被配置为对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同。

可选的，所述PWM信号由传统技术中的PWM电路产生，通过PWM电路能够实时改变PWM信号的电平状态，以使PWM信号在不同的电路系统中实现相应的电路驱动功能；当检测模块501与PWM电路连接时，通过检测模块501能够检测PWM信号的上升沿和下降沿，进而该检测模块501能够灵活地感知PWM信号的电平状态变化信息；当检测模块501对于PWM信号的电平状态进行采样后，第一PWM信号段和第二PWM信号段分别包括包含了PWM信号在一段时间内电平状态的变化情况以及电平状态的变化趋势；并且所述第一PWM信号段内的PWM信号与第二PWM信号段内的PWM信号不重合，第一PWM信号段内PWM信号的持续时间与第二PWM信号段内PWM信号的持续时间保持相同，以提高对于PWM信号电平变化状态的监控精度和监控效率；在PWM信号段可分析出PWM信号的电平翻转状态和电平变化时间；因此本实施例通过检测模块501截取PWM信号中的某一段脉冲周期内部的PWM信号，则所述PWM信号段包含PWM信号的电平变化信息和频率信息，通过对于该PWM信号段内信号电平状态的深度分析，可精确地得到PWM信号的运行参数信息；因此本实施例通过检测模块501即简化了PWM信号占空比的检测流程，加快了对于PWM信号占空比的检测效率，又实现了对于PWM信号占空比的精确检测功能。

移位模块502与所述检测模块501连接，被配置为对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间。

其中，所述移位模块502与检测模块501进行信息交互，当检测模块501对于PWM信号进行采样后，检测模块501将第一PWM信号段输出至移位模块502，所述移位模块502具有数据移位的功能；具体的，将第一PWM信号段作为采样信号段，对于第一PWM信号段进行数据移位包括：将所述脉冲电平在PWM信号进行均匀分布，获取第一PWM信号段中PWM信号的脉冲电平的数量和非脉冲电平的数量；那么通过移位操作能够精确地得出PWM信号在第一PWM信号段内的脉冲电平翻转效率；在第一PWM信号段的移位操作以后，所述第一PWM信号段能够完全代表PWM信号的真实电平波动情况，第一PWM信号段内的PWM信号电平具有较强的变化规律性，排除了PWM信号中其它电学物理量(如频率)对于脉冲电平的采样精度干扰。

可选的，所述脉冲电平为高电平，所述非脉冲电平为低电平，因此通过对于PWM信号中一段时间内的高电平进行精确检测，即可实现对于PWM信号占空比的实时采样功能。

当获取到第一PWM信号段内脉冲电平的数量后，根据脉冲电平的数据可计算得出单位时间；所述单位时间代表PWM信号内的一个完整脉宽，并且该单位时间包括脉冲电平或非脉冲电平；其中单位时间作为PWM信号中电平状态的最小采样周期，当PWM信号的电平状态发生变化时，那么在一个PWM周期内脉冲电平的持续时间也会增大或者缩小，相应的，在一段时间内的PWM信号，单位时间内脉冲电平出现的频率会发生较大的变化，进而通过单片时间内PWM信号的电平变化信息可统计出PWM信号中脉冲电平的比例，有利于对于信号占空比的精确检测；示例性的，所述单位时间的计算公式为：

在上式(7)中，所述t2为单位时间，所述T2为第一PWM信号段的总移位时间，所述n为第一PWM信号段内PWM周期的数量；示例性的，所述第一PWM信号段的总移位时间为第一PWM信号段内所有PWM周期的总时长；当获取得到第一PWM信号段时，根据上式(7)能够准确地得到单位时间；本实施例通过将第一PWM信号段划分为多个单位时间内的信号，通过该单位时间能够更加精确地得出PWM信号在一段时间内的脉冲电平出现的频率以及PWM信号在PWM周期内的电平跳转频率，进而通过单位时间能够对于PWM信号的脉冲电平进行离散计算、采样；通过该单位时间能够加快和简化对于PWM信号中脉冲电平变化状态的统计，减少对于PWM信号的占空比检测过程中的系统误差；并且本实施例通过设定单位时间也加快了对于PWM信号的占空比检测效率，信号转换的速率更高。

所述检测模块501还被配置为以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比。

具体的，所述检测模块501将单位时间作为最小采样周期，对第二PWM信号段内脉冲电平的数量和非脉冲电平的数量分别进行计数，通过占空比计算公式以得到PWM信号的占空比，其中所述占空比计算公式为：

在上式(8)中，所述D3为PWM信号的占空比，n1为第二PWM信号段内脉冲电平的数量，n2为第二PWM信号段内非脉冲电平的数量；上式(8)在PWM信号的一段连续时间内，通过统计PWM信号段内脉冲电平的持续时间与PWM信号段持续的时间之间的比值，进而能够精确地得到PWM信号的占空比，检测的精度和检测的速度都极高；其中本实施将第二PWM信号段作为计算信号段，以单位时间作为第二PWM信号段中的采样时间间隔，通过获取第二PWM信号段内脉冲电平的数量能够准确地得出PWM周期内电平的波动情况，提高了本实施例中信号占空比检测电路50对于PWM信号的占空比检测精度和检测效率，并且通过上述(8)的比值计算也极大地减少了PWM信号中脉冲电平的波动误差造成的占空比的检测误差；由于单位时间通过对于第一PWM信号段进行移位获取，第二PWM信号段与第一PWM信号段并不存在信号重合，那么通过单位时间对于第二PWM信号段内的电平状态进行采样计数，这种方式具有更高的科学性和合理性；基于单位时间对于第二PWM信号段的采样结果具有更高的可信度，第二PWM信号段内脉冲电平的数量与PWM信号的占空比存在一一对应关系，避免了单位时间计算误差对PWM信号段内脉冲电平的计数结果造成较大的干扰。

可选的，本实施例中的信号占空比检测电路50可对PWM信号进行二进制移位处理，以获取PWM信号的占空比的二进制数，具体的，当移位模块502获取到第一PWM信号段时，参照上式(7)，则在二进制条件下单位时间的计算表达式为：

通过上式(9)获取得到的单位时间代表在二进制条件下的PWM周期，该单位时间内的信号也包括脉冲电平或非脉冲电平，根据该单位时间电平波动情况可准确地得出PWM信号中占空比的变化信息；进一步地，结合上式(7)和上式(9)能够准确地得出PWM信号的占空比的二进制数，所述二进制数能够更快地被计算机等设备识别，通过信号占空比检测电路50获取的占空比能够实现对于电路系统的实时、自适应控制，以提高PWM信号的控制效果和控制精度；因此本实施例中的信号占空比检测电路50具有更高的兼容性和适应性能，通过移位模块502能够灵活地对PWM信号进行转换和采样，以获取PWM信号中的脉冲电平数量，信号转换的速度极快，对于PWM信号在一个连续时间段内的电平状态进行离散分析和计算，根据单位时间内的脉冲电平出现的频率计算结果获取PWM信号的占空比，以使所述信号占空比检测电路50的占空比检测性能可适用于各个不同的电路系统，兼容性极强，信号占空比检测电路50能够将占空比检测结果输出至外界的电子电路，给用户带来了良好的使用体验。

可选的，第一PWM信号段和第二PWM信号段分别包括N个PWM周期内的PWM信号；示例性的，N＝5；其中N的具体幅值可根据技术人员的实际需求进行设定，以使所述信号占空比检测电路50适用于各个不同的工业领域；当PWM信号用于实现特定的电路驱动功能，对PWM信号进行采样，以得到N个脉冲周期内的PWM信号，形成第一PWM信号段和第二PWM信号段，节省了对于PWM信号的处理时间，提高了对于PWM信号中电平状态的处理效率和处理精度；进而所述信号占空比检测电路50对于PWM信号的处理和转换具有良好的可调性和可控性，通过检测模块501获取得到的占空比可满足用户的实际需求，所述信号占空比检测电路50能够在各个电路系统中实现占空比的精确检测。

在图5示出信号占空比检测电路50的结构中，通过检测模块501能够对PWM信号的上升沿触发状态和下降沿触发状态进行采样，以监控PWM信号的电平变化信息；在PWM信号获取第一PWM信号段和第二PWM信号段，将所述第一PWM信号段作为参考时间采样信号段，将第二PWM信号段作为脉冲电平计算信号段，该第一PWM信号段代表PWM信号在一段时间内的电平变化情况；进而通过移位模块502对于第一PWM信号段进行移位处理，得到PWM信号的单位时间内的电平状态信息，将单位时间作为采样时间间隔，在第二PWM信号段内统计脉冲电平的数量，该脉冲电平的数量能够代表脉冲电平在PWM信号中占据的比例；利用检测模块50的计算功能，根据一段PWM周期内脉冲电平的数量和非脉冲电平的数量能够准确地计算出PWM信号的实际占空比，因此本实施例利用多个PWM周期内的电平变化频率和数量比值计算实现对于占空比的实时计数，极大地提高了对于PWM信号占空比的检测速率和检测精度，排除了其它电力参数对于PWM信号占空比检测过程所造成的干扰；并且所述信号占空比检测电路50具有较为简化的电路结构，在技术上实现较易，可广泛地适用于各个不同工业技术领域中占空比检测功能，实用价值极高；有效地解决了传统技术对于PWM信号的占空比检测过于繁琐，检测结果的误差较高，检测的速率较低，难以普遍适用的问题。

作为一种可选的实施方式，图6示出了本实施例提供的信号占空比检测电路50的另一种模块结构，相比于图5中信号占空比检测电路50的结构示意，图6中的信号占空比检测电路50还包括：D/A转换模块601。

D/A转换模块601与所述检测模块501连接，被配置为将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值。

其中，所述D/A转换模块601具有数模转换功能，本实施例中通过移位转换模块502计算得到的PWM信号的占空比为数字信号，D/A转换模块601接入该数字信号时，D/A转换模块601能够完全保留该数字信号中的占空比信息，并且实现信号格式的转换，将PWM信号的占空比转换为模拟信号并输出，该模拟信号作为PWM信号的占空比的表征值，用户可通过该表征值能够直观地获取占空比的实际数值，并且通过该D/A转换模块601也提升了信号占空比检测电路50的通信兼容性，模拟信号可在不同的电路模块之间传输，加快了信号占空比的传输效率和传输精度，避免了信号占空比检测电路50检测得到的信号占空比在传输过程中存在较大误差的问题；本实施例中的信号占空比检测电路50能够对于PWM信号的占空比实现更加精确和快速的检测性能，用户的使用体验极高。

需要说明的是，在图5和图6中，所述检测模块501、所述移位模块502以及所述D/A转换模块601可分别有传统技术中的电路结构来实现，对此不做限定；比如，所述D/A转换模块601可采用传统技术中的D/A转换电路来实现，其中所述D/A转换电路包括：D/A转换芯片、电阻、电容等，所述D/A转换芯片的型号为：AD5542，当D/A转换芯片接入数字信号，通过D/A转换芯片对于电能进行缓冲和离散处理，以转换输出相应的模拟信号，数模转换的效率较高，并且避免了数模转换过程中信号出现损耗，转换的精度极高；因此本实施例中信号占空比检测电路50的各个电路模块具有较为兼容的电路结构，能够对于PWM信号中的电平状态进行精确采样并且分析，信号的转换速率极高。

图7示出了本实施例提供的信号占空比检测系统70的结构示意，请参阅图7，所述信号占空比检测系统70包括如上所述的信号占空比检测电路50。

参考上述图5和图6的实施例，通过信号占空比检测电路50能够获取PWM信号在一段时间内的相位波动情况，并且根据多个脉冲周期内脉冲电平和非脉冲电平的分布情况，获取PWM信号中的单个采样时间，单个采样时间代表了PWM信号的电平状态的最小采样周期，通过在连续多个PWM周期内统计脉冲电平的数量和非脉冲电平的数量，利用比值计算出PWM信号段内脉冲电平的持续时间，检测的精度极高，将PWM信号段按照最小采样周期划分为多个采样区间，利用脉冲电平的计数数量计算占空比也节省了检测时间，提高了占空比检测效率；本实施例将占空比检测电路50应用于信号占空比检测系统70，极大地保障了信号占空比检测系统70对于PWM信号的占空比检测性能，所述信号占空比检测系统70能够适用于各个不同的工业技术领域，实现对于PWM信号的快速、精确检测，兼容性极佳，通过PWM信号实现了电路系统的较佳控制效果；有效地解决了传统技术对于信号的占空比检测精度较低，占空比的检测过程容易受到信号频率变化的干扰，导致占空比的检测结果误差高，检测的速率较高，无法满足用户实际需求的问题。

图8示出了本实施例提供的信号占空比检测方法的具体实现流程，请参阅图8；其中，所述信号占空比检测方法包括：

S801：接入PWM信号，对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同；通过PWM信号段能够精确地得出PWM信号中电平状态变化规律和变化趋势。

S802：对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间；通过移位处理能够更快地得出多个完整的PWM周期，有利于进一步分析出PWM信号中脉冲电平的变化趋势。

S803：以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比；利用脉冲电平的数量和非脉冲电平的数量的比值计算可准确地计算出PWM信号的实际占空比，并且脉冲电平的离散数量有利于占空比的精确计算，排除了外界其它干扰分量所引起的占空比计算误差，加快了信号占空比的检测效率。

作为一种可选的实施方式，图9示出了本实施例提供的信号占空比检测方法的另一种具体实现流程，相比于图8中的信号占空比检测方法，图9中信号占空比检测方法还包括步骤S901。

S901：将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值。

通过D/A转换可实现检测结果的信号形式转换，并且在S901中，数模转换可完全保持PWM信号中占空比的信息，通过模拟信号可直接、准确地得出占空比，保障了信号占空比检测方法的适用范围和兼容性，当对于信号的占空比检测完成并且输出模拟信号后，用户可根据该模拟信号获取占空比的具体幅值，而且模拟信号可直接被外界数字电路所识别，给用户带来了更高的使用体验，通过对于占空比检测过程进行数模转换既保障了信号传输效率，又提高了信号占空比检测结果的精确性。

需要说明的是，图8至图9中的信号占空比检测方法与图5和图6中的信号占空比检测电路50相对应，因此关于图8和图9中信号占空比检测方法各个步骤的实施方式可参照图5和图6的实施例，此处将不再赘述。

在本实施例中，信号占空比检测方法通过对于PWM信号中多个脉冲周期进行采样以及电平状态进行分析统计，进而得出PWM信号电平状态的最小采样周期，PWM信号段内电平状态变化情况来代表PWM信号的占空比实际幅值，极大地简化了PWM信号中占空比的检测精度，提升了PWM信号中占空比的检测效率；并且在PWM信号段对按照最小采样周期对PWM信号的电平状态进行采样、计数，根据脉冲电平的计数数量和非脉冲电平的计数数量得出PWM周期内脉冲电平的持续时间，将占空比的计算转换为离散物理量的计算；通过准确地统计多个连续PWM周期内脉冲电平的数量，再利用比值法可计算出PWM信号的占空比，检测的精度较高，可根据PWM信号中电平状态的变化情况实时输出相应的占空比幅值，排除了其它干扰分量引起的PWM信号占空比计算误差，所述信号占空比检测方法能够实现对于各个电路系统中PWM信号实现高精度检测功能，检测步骤较为简化，耗时较短，兼容性极强，提升了PWM信号的控制效果以及电路系统的稳定性和安全性；有效地解决了传统技术中PWM信号的占空比检测方法的操作步骤过于复杂，在PWM信号的占空比检测过程中容易受到外界的其它电力参数的干扰，检测误差较大，难以普遍适用，并且需要耗费较长的时间才能获得占空比检测结果，效率低下，容易造成较大电能损耗的问题。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在…之上、在…之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号占空比检测电路，其特征在于，包括：

被配置为产生第一直流电能的第一恒流源；

与所述第一恒流源连接，接入PWM信号，被配置为检测所述PWM信号的触发沿，并根据所述PWM信号的触发沿发导通或者关断的第一开关模块；

与所述第一开关模块连接，被配置为在所述第一开关模块导通或者关断进行充电或者放电以输出第一储能电压的第一储能模块；其中所述第一储能电压的幅值与所述PWM信号的频率呈反比例变化关系；

与所述第一储能模块连接，被配置为在所述第一储能电压的驱动下输出第一控制电流的第一压控电流源；

与所述第一压控电流源连接，接入所述PWM信号，被配置为根据所述PWM信号的触发沿进行导通或者关断的第二开关模块；以及

与所述第二开关模块连接，被配置为根据所述第二开关模块导通或者关断进行充电或者放电以输出第二储能电压的第二储能模块；其中，所述第二储能电压的幅值与所述PWM信号的占空比呈正比例变化关系。

2.根据权利要求1所述的信号占空比检测电路，其特征在于，所述第一控制电流的幅值与所述PWM信号的频率呈正比例变化关系。

3.根据权利要求1所述的信号占空比检测电路，其特征在于，还包括：

连接在所述第一储能模块与所述第一压控电流源之间，被配置为跟踪所述第一储能电压的变化量的第一跟踪模块；和

与所述第二储能模块连接，被配置为跟踪所述第二储能电压的变化量的第二跟踪模块。

4.根据权利要求3所述的信号占空比检测电路，其特征在于，所述第一跟踪模块包括：第一运算放大器和第一电容；

其中，所述第一运算放大器的第一输入端接所述第一储能模块，所述第一运算放大器的第二输入端、所述第一运算放大器的输出端以及所述第一电容的第一端共接于所述第一压控电流源，所述第一电容的第二端接地；

所述第二跟踪模块包括第二运算放大器；其中，所述第二运算放大器的第一输入端接所述第二储能模块，所述第二运算放大器的第二输入端接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端输出跟踪后的第二储能电压。

5.根据权利要求1所述的信号占空比检测电路，其特征在于，所述第一开关模块包括：第一开关管和第二开关管；

其中，所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端共接入所述PWM信号，所述第一开关管的第一导通端接所述第一恒流源，所述第一开关管的第二导通端和所述第二开关管的第一导通端共接于所述第一储能模块，所述第二开关管的第二导通端接地；

所述第一储能单元包括第二电容；所述第二电容的第一端接所述第一开关模块和所述第一压控电流源，所述第二电容的第二端接地；

所述第二开关模块包括：第三开关管和第四开关管；其中，所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端共接于所述PWM信号，所述第三开关管的第一导通端接所述第一压控电流源，所述第三开关管的第二导通端和所述第四开关管的第一导通端共接于所述第二储能模块，所述第四开关管的第二导通端接地；

所述第二储能模块包括第三电容；其中，所述第三电容的第一端接所述第二储能模块，所述第三电容的第二端接地。

6.根据权利要求1所述的信号占空比检测电路，其特征在于，所述第二储能模块的充电时间等于PWM信号的第一触发时间；

其中所述PWM信号的第一触发时间为：上升沿触发至下一个相邻的下降沿触发之间的时间。

7.一种信号占空比检测电路，其特征在于，包括：

接入PWM信号，被配置为对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段的检测模块，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同；

与所述检测模块连接，被配置为对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间的移位模块；

所述检测模块还被配置为以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比。

8.根据权利要求7所述的信号占空比检测电路，其特征在于，还包括：

与所述检测模块连接，被配置为将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值的D/A转换模块。

9.一种信号占空比检测方法，其特征在于，包括：

接入PWM信号，对所述PWM信号的触发沿进行采样得到不同接入时间内的第一PWM信号段和第二PWM信号段，其中所述第一PWM信号段的接入时长和所述第二PWM信号段的接入时长相同；

对所述第一PWM信号段进行移位处理，并统计所述第一PWM信号段的总移位时间以得到单位时间；

以所述单位时间为计数单位，对所述第二PWM信号段内脉冲电平的数量进行计数以得到PWM信号的占空比。

10.根据权利要求9所述的信号占空比检测方法，其特征在于，还包括：

将所述PWM信号的占空比由数字信号转换为模拟信号以得到所述占空比的表征值。