デューティ比とは？

デューティ比の意味

周期に対するパルスのHigh期間の比率。PWMではこの比率が出力の平均値を決める。分解能はPWMカウンタのビット数で決まり、周期と分解能はクロック周波数を介したトレードオフの関係にある。

デューティ比の具体例

周期20ミリ秒でHigh期間が1.5ミリ秒なら、デューティ比は7.5%。RCサーボの角度指令はこの形式のパルス幅で与える。

デューティ比は試験でどう引っ掛けられる？

周期（PWM周波数）を変えても、デューティ比が同じなら出力の平均値は変わらない。 周波数が効くのは唸り音や応答の滑らかさ。また分解能はカウンタのビット数で決まるため、クロックが同じまま周期を短くすると分解能は粗くなる（周期と分解能はトレードオフ）。

デューティ比と関連する用語

• PWM
• タイマ/カウンタ

デューティ比が出た過去問

• モータの速度制御などにPWM（Pulse Width Modulation）制御が用いられる。PWMの駆動波形を示したものはどれか。ここで、波形は制御回路のポー…

  正解：イ：矩形パルスの高さ（電圧）は一定で、パルス幅が変化しながら等間隔に並ぶ波形

  要点：PWMは振幅を変えずパルス幅（デューティ比）で制御する

  PWM制御は、一定周期の中でパルスがHigh（オン）である時間の割合、すなわちデューティ比を変えることで、平均的な供給電力を調整する方式である。したがって出力波形は電圧の高さが一定のまま、パルスの幅だけが変化する矩形波になる。モータの速度制御では、このデューティ比の増減で回転数を制御する。

  出典：平成29年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• モータの速度制御などにPWM（Pulse Width Modulation）制御が用いられる。PWMの駆動波形を示したものはどれか。ここで、波形は制御回路のポー…

  正解：一定の高い振幅を保ったまま、パルスのオン幅（デューティ比）が周期ごとに変化する矩形波（PWM波形）。

  要点：PWMは振幅一定でパルス幅を変え平均電力を制御する

  PWMは、一定周期・一定振幅の矩形波のうち、オンになっている時間の割合（デューティ比）を変化させて平均電力を制御する方式である。したがって駆動波形は、高さがそろった矩形パルスのオン幅だけが周期ごとに変わる形になる。モータではこの平均電圧の変化が回転速度の制御になる。

  出典：令和2年度 10月 応用情報技術者試験 午前 問22（IPA）