脉冲信号正常与否的判断(附全部verilog源码)

脉冲信号正常与否的判断(附全部verilog源码)
脉冲信号正常与否的判断(附全部verilog源码)

1. 讲废话

最近闲得蛋疼,翻阅了一下以前的项目笔记,想起去年折腾的一个小玩意儿。记得当时

是由于项目需要,boss找到我,说主板上有一个单片机,会发出heartbeat信号(就是MCU 等一些芯片的心跳信号,只要芯片活着,就会一直发送固定频率的脉冲出去,如果芯片挂了,heartbeat就一直为0或1),能不能用CPLD判断这个信号是否处于正常状态?(说白了,也就是判断单片机是否还活着)。于是着手研究了一下这个heartbeat信号,用示波器测了一下,是一个标准的脉冲,频率为1HZ,占空比为50%,捯饬了两个小时,给出的解决方案是:每3s钟,计算一次上升沿的个数,如果此数值等于0,则heartbeat信号异常(用0表示),否则heartbeat信号正常(用1表示)。

把这个问题和方案贴出来,一是觉得实用性比较强,以前也没有看到有人做过,二是此解决方案对于其他同类问题有启发作用,只要弄懂此个案,其他问题也会触类旁通,易于解决。

现在给出方案的verilog源码,供大家研究,代码已通过项目验证,可靠好用。

2. 晒干货

ps. 带★号处可根据需要进行修改.

/*********************************************************************** *******************

Author: Bob Liu

E-mail:shuangfeiyanworld@https://www.360docs.net/doc/627549889.html,

Device: LCMX0256C-3T100C

Tool: Diamond 1.1

Function:判断脉冲输入信号是否正常

Version: 2012-1-11 v1.0

************************************************************************ ******************/

module pulse_in_status (

input CLK, // 基准时钟,50M

input pulse_in, // 被测脉冲

output reg pulse_in_status // 指示被测脉冲正常与否,1表示正常,0异常

);

reg [1 :0] temp; // 电平值寄存器

reg [31:0] CNT,CNT2;

reg [3 :0] pos_edge; // 上升沿个数

parameter delay = 50_000;

always @ (posedge CLK)

begin

//================================================== ============

//检测被测脉冲的边沿(带消抖)

//================================================== ============

if(CNT==5*delay) // ★延时5ms,此延时时间应大于脉冲抖动时间(一般为ms级),小于被测脉冲的半个时钟周期

begin

temp[0] <= pulse_in; // 保存pulse_in信号的当前状态值

CNT <= 0 ;

end

else

begin

temp[1] <= temp[0]; // 保存pulse_in信号的前一状态值

CNT <= CNT+1 ;

end

//================================================== ============

//检测被测脉冲3s之内的上升沿个数,此数值等于0,则表示被测脉冲异常,否则为正常

//================================================== ============

if(CNT2==3000*delay) // ★3s之内判断上升沿个数,如果依然为0,说明pulse_in 脉冲信号异常,否则正常.

begin

if(pos_edge==0)

begin

pulse_in_status <= 0; // pulse_in脉冲信号异常

CNT2 <= 0; //复位计时寄存器

end

else

begin

pulse_in_status <= 1; // pulse_in脉冲信号正常

CNT2 <= 0; //复位计时寄存器

pos_edge <= 0; //清空上升沿个数寄存器

end

end

else

begin

CNT2 <= CNT2+1; //计时

if(temp==2'b01) // 如果检测到pulse_in的一个上升沿,上升沿个数计数器pos_edge加1

begin

pos_edge <= pos_edge+1;

end

end

end

endmodule

3. 扯犊子

以上源码,可适用于不同频率脉冲信号的判断,占空比不是关键点,如果你的脉冲信号是10HZ(占空比任意),即时钟周期为0.1s,那么你可以判断0.3s内脉冲的个数,从而判别此脉冲输入是否正常,只需修改代码中带★号的地方即可

脉冲波形的产生和整形习题解答

自我检测题 1.集成单稳触发器,分为可重触发及不可重触发两类,其中可重触发指的是在 暂稳态期间,能够接收新的触发信号,重新开始暂稳态过程。 2.如图T6.2所示是用CMOS 或非门组成的单稳态触发器电路, v I 为输入触发脉冲。指出稳态时a 、b 、d 、 e 各点的电平高低;为加大输出脉冲宽度所采取的下列措施哪些是对的,哪些是错的。如果是对的,在( )内打√,如果是错的,在( )内打×。 (1)加大R d ( ); (2)减小R ( ); (3)加大C ( ); (4)提高V DD ( ); (5)增加输入触发脉冲的宽度( )。 v I v O V 图 P6.2 解:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)× 3.四个电路输入v I 、输出v O 的波形如图T6.3所示,试写出分别实现下列功能的最简电路类型(不必画出电路)。 (a )二进制计数器;(b )施密特触发器; (c )单稳态触发器;(d )六进制计数器。 t t v I v t t (a ) v v (b ) t t v I v (c )v I v (d )

图 T6.3 4.单稳态触发器的主要用途是。 A .整形、延时、鉴幅 B .延时、定时、存储 C .延时、定时、整形 D .整形、鉴幅、定时 5.为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号,可采用。 A .多谐振荡器 B .移位寄存器 C .单稳态触发器 D .施密特触发器 6.将三角波变换为矩形波,需选用。 A .单稳态触发器 B .施密特触发器 C .多谐振荡器 D .双稳态触发器 7.滞后性是的基本特性。 A .多谐振荡器 B .施密特触发器 C .T 触发器 D .单稳态触发器 8.自动产生矩形波脉冲信号为。 A .施密特触发器 B .单稳态触发器 C .T 触发器 D .多谐振荡器 9.由CMOS 门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间t w 为 。 A . 0.7RC B . RC C . 1.1RC D . 2RC 10.已知某电路的输入输出波形如图T6.10所示,则该电路可能为。 A .多谐振荡器 B .双稳态触发器 C .单稳态触发器 D .施密特触发器 1 v I v o V DD R C G 1 G 2C d R d 图T6.10 11.由555定时器构成的单稳态触发器,其输出脉冲宽度取决于。 A .电源电压 B .触发信号幅度 C .触发信号宽度 D .外接R 、C 的数值 12.由555定时器构成的电路如图T6.12所示,该电路的名称是。 A .单稳态触发器 B .施密特触发器 C .多谐振荡器D .SR 触发器 R C v v O 图 T6.12 习题

测控电路第六章答案

第六章信号转换电路 6-1 常用的信号转换电路有哪些种类?试举例说明其功能。 常用的信号转换电路有采样/保持(S/H)电路、电压比较电路、V/f(电压/频率)转换器、f/V(频率/电压)转换器、V/I(电压/电流)转换器、I/V(电流/电压)转换器、A/D (模/数)转换器、D/A(数/模)转换器等。 采样/保持(S/H)电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号,根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合,如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。 模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量,输出量是数字量,所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性,是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁,是重要的接口电路。可用作鉴零器、整形电路,其中窗口比较电路的用途很广,如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它。 V/f(电压/频率)转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号,广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。f/V(电压/频率)转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应用于调频、调相信号的解调等。 V/I(电压/电流)转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如,在远距离监控系统中,必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输,以减少传输导线阻抗对信号的影响。I/V (电流/电压)转换器进行电流、电压信号间的转换。例如,对电流进行数字测量时,首先需将电流转换成电压,然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时,由于它们的输出电阻很高,因此可把他们看作电流源,通常情况下其电流的数值极小,所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用,微电流放大器越来越占有重要的位置。 在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中,必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号,为此要使用模/数转换器(简称A/D转换器或ADC)。相反,经计算机处理后的信号常需反馈给模拟执行机构如执行电动机等,因此还需要数/模转换器(简称D/A转换器或DAC)将数字量转换成相应的模拟信号。 6-2 试述在S/H电路中对模拟开关、存储电容及运算放大器这三种主要元器件的选择有什么要求。 选择要求如下: 模拟开关:要求模拟开关的导通电阻小,漏电流小,极间电容小和切换速度快。 存储电容:要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。 运算放大器:选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率(上升速率)大的运算放大器;输入运放还应具有大的输出电流。

6脉冲波形的产生和整形习题解答

6 脉冲的产生与整形习题解答108 自我检测题 1.理想方波的主要参数有频率(周期)、幅度、占空比。 2.实际方波信号的上升时间定义是上升沿从10%Vm 上升到90%Vm 所需要的时间。 3.方波信号的获取有两种方法,一种是直接产生,一种是利用已有信号整形或变换产生。 4.施密特触发器的主要参数有V T+、V T-和回差电压。 5.在图 6.2-3所示的施密特触发器中,如果R1>R2,则当v i=0V时,G1和G2的输出状态无法确定。 6.为了构成多谐振荡器,应采用反(同、反)相施密特触发器。 7.多谐振荡器也称方波发生器,“多谐”是指方波中除了基波成分外,还含有高次谐波。 8.集成单稳触发器,分为可重触发及不可重触发两类,其中可重触发指的是在暂稳态期间,能够接收新的触发信号,重新开始暂稳态过程。 9.如图T6.9所示是用CMOS或非门组成的单稳态触发器电路,v I为输入触发脉冲。指出稳态时a、b、d、e各点的电平高低;为加大输出脉冲宽度所采取的下列措施哪些是对的,哪些是错的。如果是对的,在()内打√,如果是错的,在()内打×。 (1)加大R d (); (2)减小R(); (3)加大C(); (4)提高V DD (); (5)增加输入触发脉冲的宽度()。 v I v O V 图P6.9 解:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)× 10.四个电路输入v I、输出v O的波形如图T6.10所示,试写出分别实现下列功能的最简电路类型(不必画出电路)。 (a)二进制计数器;(b)施密特触发器; (c)单稳态触发器;(d)六进制计数器。

6 脉冲的产生与整形习题解答 109 t t v I v t t (a ) v v (b ) t t v I v (c )v I v (d ) 图 T6.10 11.单稳态触发器的主要用途是 。 A .整形、延时、鉴幅 B .延时、定时、存储 C .延时、定时、整形 D .整形、鉴幅、定时 12。 A .多谐振荡器B .移位寄存器C .单稳态触发器 13 A .单稳态触发器 D .双稳态触发器 14.滞后性是 的基本特性。 A .多谐振荡器 B .施密特触发器 C .T 触发器 D .单稳态触发器 15.自动产生矩形波脉冲信号为 。 A .施密特触发器 B .单稳态触发器 C .T 触发器 D .多谐振荡器 16.由CMOS 门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间t w 为 。 A . 0.7RC B . RC C . 1.1RC D . 2RC 17.已知某电路的输入输出波形如图T6.17所示,则该电路可能为 。 A .多谐振荡器 B .双稳态触发器 C .单稳态触发器 D .施密特触发器 1 v I v o V DD R C G 1 G 2C d R d 图T6.17 18.由555定时器构成的单稳态触发器,其输出脉冲宽度取决于 。 A .电源电压 B .触发信号幅度 C .触发信号宽度 D .外接R 、C 的数值 19.由555定时器构成的电路如图T6.19所示,该电路的名称是 。

测控电路实验指导书(DOC)

《测控电路》实验指导书 王月娥编写 电子工程与自动化学院

目录 实验一典型放大器的设计 (5) 实验二精密检波和相敏检波实验 (8) 实验三信号转换电路实验 (12) 实验四细分电路实验 (14)

《测控电路》课程实验教学大纲 一、制定实验教学大纲的依据 根据本校《2011级本科指导性培养计划》和《测控电路》课程教学大纲制定。 二、本实验课在专业人才培养中的地位和作用 《测控电路》是测控技术与仪器专业专业任选课。电路实验技能是从事测控行业工作者的一项基本功。本实验课的教学目的就在于加强学生对《测控电路》课程有关理论知识的掌握以及测控电路实验技能和实验方法的训练。 三、本实验课讲授的基本实验理论 1、如何基于集成运算放大器设计模拟运算电路、电桥放大器以及仪用放大电路。 2、幅度调制与解调电路的原理。 3、信号转换电路原理。 4、电阻链细分电路的原理。 四、本实验课学生应达到的能力 1、培养学生独立分析电路的能力。 2、培养学生独立设计、搭接电路的动手能力。 3、培养学生使用典型电工电子学仪器的技能。 4、培养学生处理测量数据和撰写实验报告的能力。 五、学时、教学文件 学时:本课程总学时为32学时,其中实验为8学时,占总学时的25%。 六、实验考核办法与成绩评定 根据学生做实验的情况及实验报告,由指导教师给出成绩,成绩按优、良、中、及格、不及格五档给分。以15%的比例计入课程总成绩。 七、仪器设备及注意事项 注意事项:注意人身安全,保护设备。 八、实验项目的设置及学时分配 制定人: 审核人: 批准人:

注意事项 为了顺利完成实验任务,确保人身、设备的安全,培养学生严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质。要求每个学生在实验时,必须注意如下事项: 一、实验前必须充分预习,认真阅读实验指导书,明确实验任务及要求,弄清实验原理,拟定好实验方案,做好分工。 二、使用仪器设备前,必须熟悉其性能,预习操作方法及注意事项,并在使用时严格遵守操作规程。做到准确操作。 三、实验接线要认真检查,确定无误方可接通电源。初学或没有把握时,应请指导教师审查同意后再接通电源。使用过程中需要改线时,需先断开电源,才可拆、接线。 四、实验中应注意观察实验现象,认真记录实验结果(数据、波形及其它现象)。实验记录经指导教师审阅签字后,才可拆除实验线路。此记录应附在实验报告后,作为原始记录的依据。 五、实验过程中发生任何破坏性异常现象,(例如元器件冒烟、发烫有气味或仪器设备出现异常),应立即切断电源,保护现场,及时报告指导教师,不得自行处理。等待查明原因、排除故障、教师同意后,才能继续进行实验。如发生事故,应自觉填写事故报告单,总结经验,吸取教训。损坏仪器、器材,要服从实验室和指导教师对事故的处理。 六、实验结束后,关掉仪器设备的电源开关,再拉闸,并将工具、导线、仪器整理好,方可离开实验室。 七、遵守实验室纪律,注意保持实验室整洁、安静。不做与实验内容无关的事。 八、进行指定内容之外的实验,要经过指导教师的同意。不得乱动其他组的仪器设备、器材和工具。借用器材如有损坏、丢失,要按实验室规定赔偿。 九、实验后,应按要求认真书写实验报告,并按时交给教师。 十、每次实验结束,学生轮流协助实验室打扫卫生和整理仪器。以增强参与管理意识。

脉冲波形的产生与变换

脉冲波形的产生与变换 脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。脉冲信号的获得经常采用两种方法:一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器;二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。 9.1 多谐振荡器 自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。 9.1.1门电路组成的多谐振荡器 多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。 (1)由TTL门电路组成的多谐振荡器 由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式:一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器;二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。 ①简单环形多谐振荡器

(a) (b) 图9-1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。图9-1(a)为由三个非门构成的多谐振荡器。若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。图9-1(b)为各点波形图。 简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。 ② RC环形多谐振荡器 如图9-2所示,RC环形多谐振荡器由3个非门(G1、G2、G3)、两个电阻(R、RS)和一个电容C组成。电阻RS是非门G3的限流保护电阻,一般为100Ω左右;R、C为定时器件,R 的值要小于非门的关门电阻,一般在700Ω以下,否则,电路无常工作。此时,由于RC的值较大,从u2到u4的传输时间大大增加, 基本上由RC的参数决定,门延迟时间tpd可以忽略不计。 图9-2 RC环形多谐振荡器 a.工作原理 设电源刚接通时,电路输出端uo为高电平,由于此时电容器C尚未充电,其两端电压为零,则u2、u4为低电平。电路处于第1暂稳态。随着u3高电平通过电阻R对电容C充电,u4电

第八章 脉冲波形的产生和变换试题及答案

第八章脉冲波形的产生和变换 一、填空题 1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________;另一种是________________________。 2.(10-1易)占空比是_________与_______的比值。 3.(10-4中)555定时器的最后数码为555的是(,)产品,为7555的是(,)产品。 4.(10-3中)施密特触发器具有现象;单稳触发器只有个稳定状态。 5.(易,中)常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。 6.(中)为了实现高的频率稳定度,常采用振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入。 7.(10-3易)在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、 ______、______等。 8.(10-3中)施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外,还可以作为________、_________。 9.(10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。 10.(10-2中)由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式,但它们均具有如下共同特点: 首先,电路中含有________,如门电路、电压比较器、BJT 等。这些器件主要用来产生________;其次,具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态;另外,还有,利用RC电路的充、放电特性可实现_______,以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中,反馈网络兼有_____作用。 11.(10-3易)单稳态触发器的工作原理是:没有触发信号时,电路处于一种_______。外加触发信号,电路由_____翻转到_____。电容充电时,电路由______自动返回至______。 二、选择题 1.(10-2中)下面是脉冲整形电路的是()。 A.多谐振荡器触发器 C.施密特触发器触发器 2.(10-2中)多谐振荡器可产生()。

测控电路部分课后题答案1-4章

第一章绪论 1-1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用? 传感器的输出信号一般很微弱,还可能伴随着各种噪声,需要用测控电路将它放大,剔除噪声、选取有用信号,按照测量与控制功能的要求,进行所需演算、处理与变换,输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中,电路是最灵活的部分,它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用,测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-2影响测控电路精度的主要因素有哪些,而其中哪几个因素又是最基本的,需要特别注意? 影响测控电路精度的主要因素有: (1)噪声与干扰; (2)失调与漂移,主要是温漂; (3)线性度与保真度; (4)输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰,失调与漂移(含温漂)是最主要的,需要特别注意。 1-3测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响?试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同,输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式信号与数字式信号。随着输入信号的不同,测量电路的组成也不同。 图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路,如电桥,传感器的输出已是电量(电压或电流)。根据被测量的不同,可进行相应的量程切换。传感器的输出一般较小,常需要放大。图中所示各个组成部分不一定都需要。例如,对于输出非调制信号的传感器,就无需用振荡器向它供电,也不用解调器。在采用信号调制的场合,信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路(常为滤波器),将信号与噪声分离,将不同成分的信号分离,取出所需信号。有的被测参数比较复杂,或者为了控制目的,还需要进行运算。对于典型的模拟式电路,无需模数转换电路和计算机,而直接通过显示执行机构输出,因此图中将模数转换电路和计算机画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号,这时需要模数转换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下,采用计算机。

测控电路考试复习总结

一.名词解释 1.测量放大电路:在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。P21 2.高共模抑制比电路:有抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。P26 3.有源驱动电路:将差动式传感器的两个输出经两个运算放大器构成的同相比例差动放大后,使其输入端的共模电压1∶1地输出,并通过输出端各自电阻(阻值相等)加到传感器的两个电缆屏蔽层上,即两个输入电缆的屏蔽层由共模输入电压驱动,而不是接地,电缆输入芯线和屏蔽层之间的共模电压为零,这种电路就是有源屏蔽驱动电路。P28 4.电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。P29 5.自举电路:自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位,减小向输入回路索取电流,从而提高输入阻抗的电路。P36 6.可编程增益放大电路:放大电路的增益通过数字逻辑电路由确定的程序来控制,这种电路称为可编程增益放大电路,亦称程控增益放大电路,简称PGA。P40 7.隔离放大电路:隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端。P45 8.信号调制及解调:调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。P55 9.调幅、调频、调相、脉冲调宽:调幅就是用调制信号χ去控制高频载波信号的幅值。(P55) 调频就是用调制信号χ去控制高频载波信号的频率。(P78) 调相就是用调制信号χ去控制高频载波信号的相位。(P84) 脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法。(92) 10.包络检波:从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值 随调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。P60 11.P AM调速、PWM调速:将变压与变频分开完成,即在把交流电整流为直流电的同时改变直流电 压的幅值,而后将直流电压逆变为交流电时改变交流电频率的变压变频控制方式称为PAM调速。 将变压与变频集中于逆变器一起完成,即交流电整流为直流电时电压恒定,然后由逆变器既完成变频又完成变压的控制方式称为PWM调速。 12.S PWM控制:在基本的PWM控制电路中,若载频信号用等要三角波,而基准信号采用正弦波, 这时的脉宽调制控制就是SPWM控制。P242 二.简答题 1.测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用? 答:传感器的输出信号一般很微弱,还可能伴随着各种噪声,需要用测控电路将它放大,剔除噪声、选取有用信号,按照测量与控制功能的要求,进行所需演算、处理与变换,输出能控制执行机构动作

测控电路李醒飞第五版第二章习题答案

第二章 信号放大电路 2-1 何谓测量放大电路?对其基本要求是什么? 在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。对其基本要求是:①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配;②一定的放大倍数和稳定的增益;③低噪声;④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移;⑤足够的带宽和转换速率(无畸变的放大瞬态信号);⑥高输入共模范围(如达几百伏)和高共模抑制比;⑦可调的闭环增益;⑧线性好、精度高;⑨成本低。 2-2 (1)利用一个741μA 和一只100k Ω的电位器设计可变电源,输出电压范围为1010S V u V -≤≤; (2)如果10S u V =时,在空载状态下将一个1k Ω的负载接到电压源上时,请问电源电压的变化量是多少?(741μA 参数:输入阻抗2d r =MΩ,差模增益200a V mV =,输出阻抗75o r =Ω) (1)电路设计如图X2-1所示: 25k 25k 100k L 图X2-1 (2)由于电压跟随器属于输入串联、输出并联型结构,该结构下的输入、输出阻抗为: ()()() 5 11212000001410i d d R r T r a V V β?+=+=M Ω?+???M Ω ()))1175120000010.375o o o R r T r a V V m β?+=+=Ω+??Ω 由上式我们可以看出,电压跟随器中的反馈增大了等效输入阻抗,减小了等效输出 阻抗,可以达到阻抗变换的效果。 进一步计算得: 10110L S L I u R V k m ?=Ω=A 0.37510 3.75S o L u R I m m V μ??=Ω?A =

脉冲波形的产生和整形

脉冲波形的产生和整形 【本章主要内容】本章主要介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。在脉冲整形电路中,介绍两类最常用两类整形电路─施密特触发器和单稳态触发器;在脉冲振荡电路中,介绍多谐振荡电路。上述电路可以采用门电路构成,也可以采用555集成定时器构成。重点讨论555集成定时器的工作原理及其应用。 【本章学时分配】本章共分2讲,每讲2学时。 第二十八讲用门电路组成的脉冲波形产生与整形电路 一、主要内容 1、基础知识 脉冲在数字电路中应用极为普遍,它的获取和分析是数字电路的一个组成部分。 1)矩形脉冲的获取方法 a.利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲; b.通过各种整形电路把已有的周性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。 2)矩形脉冲的主要参数 为了定量描述矩形脉冲的特性,通常为了定量描述矩形脉冲的特性,通常给出P308图9.1中所标注的几个主要参数。这些参数是: 脉冲周期T—周期性重复的脉冲序列中,两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也使用频率f=1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。 V m—脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲幅度 V m起,到脉冲后沿到达0.5V m为止的一段时间。 脉冲宽度t w—从脉冲前沿到达0.5 t r——脉冲上升沿从0.1V m升到0.9V m所需要的时间。 上升时间 t f——脉冲下降沿从0.9V m下降到0.1V m所需要的时间。 下降时间 t w/T。 占空比q——脉冲宽度与脉冲周期的比值,亦即q= 2、用门电路组成的施密特触发器 1)施密特触发器的工作特点 a.输入信号从低电平上升的过程中,电路状态转换时对应的输入电平,与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。电路有不同的阈值电压,即具有滞后的电压传输特性。 b.在电路状态转换时,通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波,而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。 2)滞后的电压传输特性 滞后的电压传输特性,即输入电压上升的过程中,电路状态转换时对应的输入电平,与输入电压的下降过程中对应的输入转换电平不同(阈值电平不同),这是施密特触发器固有的特性。 上升时的阈值电压V T+称为正向阈值电压,下降时的阈值电压V T—称为负向阈值电压,它 们之间的差值称为回差电压△V T。 3)用门电路组成的施密特触发器的工作原理 将两级反相器串接起来,同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端,就构成了P309图9.2(a)所示的施密特触发器电路。 a.分析v I从0逐渐升高并达到v’I=V T+引发的正反馈过程;

测控电路考试重点总结简答题南林高共模抑制比双边带调幅信号转换电路

测控电路考试重点总结简答题南林高共模抑制比双边带调 幅信号转换电路 测量放大电路:在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。2.有抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比电路: 高共模抑制比放大电路。有源驱动电3.路:将差动式传感器的两个输出经两个运算放大器构成的同相比例差动放大后,使其输入端的共模电压1?1地输出,并通过输出端各自电阻(阻值相等)加到传感器的两个电缆屏蔽层上,即两个输入电缆的屏蔽层由共模输入电压驱动,而不是接地,电缆输入芯线和屏蔽层之间的共模电压为零,这种电路就是有源屏蔽驱动电路。4.电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。自举电路:5.自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位,减小向输入回路索取电流,从而提高输入阻抗的电6.可编程增益路。放大电路:放大电路的增益通过数字逻辑电路由确定的程序来控制,这种电路称为可编程增益放大电路,亦称程控增益放大电路,简称PGA。7.隔离放大电 隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端。路: 8.信号调制及解调:调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。9.调幅、调频、调相、脉冲调宽:调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。调频就是用调制信号x去控制高频载波信号的频率。调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。脉冲调制是指用脉冲作

武汉大学2016测控电路期末试题及答案

天大期末试题一答案 一、选择题(每小题2分,共20分) 1.右图所示电路为自举组合电路,其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10kΩ C. u i /20kΩ D. u i /30kΩ ( C ) 2.右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u ( D ) 3.右图所示电路中的R 为电感传感器,当对被测量进行测量时,该电路输出为( B ) A. 调幅信号 B. 调相信号 C. 调频信号 D. 调宽信号 D ) A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 5 .右图所示电路的输入信号u i 是代表测量振动幅值的交变信号,该电路可实现 A. 负峰值运算 B. 正峰值运算 C. 峰峰值运算 D. 绝对值运算 ( A ) 7.在相位跟踪细分电路中,相位基准 A. 既是反馈环节,又是细分机构,分频数等于细分数 B. 是反馈环节,但不是细分机构 C. 是细分机构,且分频数等于细分数,但不是反馈环节 u i T

D. 既是反馈环节,又是细分机构,细分数是分频数的2倍 ( A ) 二、简答题(30分) 1.什么是隔离放大电路?画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。 答:隔离放大电路是指电源、输入放大器及输出放大器没有公共端,即不共地。光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示,它是通过中间的一个光电隔离器将输入与输出放大器隔开的,这样可提高抗干扰能力。 2.什么是双边带调幅?请写出其数学表达式,并画出其波形。 答:双边带调幅是在调幅信号中,将载波信号幅值Um 取0,从而得到频带在Ω±c ω范围内的调幅信号。 数学表达式:t t U t t mX U c xm c m s ωωcos cos cos cos Ω=Ω= m X —调制信号幅度,Ω—调制信号角频率,c ω—载波角频率,m —调制度

第6章 脉冲波形的产生与整形

第6章脉冲波形的产生与整形 教学目标 ●理解脉冲波形的产生与整形的原理 ●理解555定时器的结构框图和工作原理 ●掌握555定时器的应用电路及其工作原理 ●熟悉单稳态、多谐振荡器以及施密特电路,并能掌握其应用 本章节是以555设计制作振荡电路为项目,通过对555理论知识的简介,从实际使用目标出发,最终设计并制作出振荡电路。并在设计制作振荡电路的过程中能够正确使用万用表、示波器等仪表仪器。 6.1 555定时器 555定时器又称时基电路,是一种将模拟功能和数字功能巧妙结合在一起的中规模集成电路。因其电路功能灵活,只要外接少许的阻容元件局就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路。故在信号的产生于整形、自动检测及控制、报警电路、家用电器等方面都有广泛的应用。 6.1.1 电路组成 图555定时器按照内部元件为双极型(又称TTL型)和单极型两种。双极型内部采用的是TTL晶体管;单极型内部采用的则是CMOS场效应管。功能完全一样,区别是TTL定时器驱动能力大于CMOS定时器。下面,以TLL集成定时器NE555为例进行介绍。 NE555集成定时器内部电路如图6.1所示,主要由3个电阻R组成的分压器、2个高精度电压比较器C1和C2、1个基本RS触发器、1个作为放电的三极管V及输出驱动G3组成。

数字电子技术基础 2 图6.1 NE555集成定时器内部电路 图6.2所示为555定时器的逻辑符号和管脚图。 图6.2 555逻辑符号和管脚 1.分压器 分压器由3个阻值相等的电阻串联而成,将电源电压DD V 分为三等份,其作是为比较器C 1和C 2提供2个参考电压V +1(比较器C1同相输入端,管脚5)、V -2(比较器C 2反相输入端),若控制电压端C O 悬空或通过电容接地,则有: DD V V 3 12 =- 如果在TH 端外接电压可改变比较器C 1和C2的参考电压。

测控电路复习题[资料].docx

影响测控电路精度的主要因素有哪些,而其中哪几个因素又是最基本的,需要特别注意? 答:影响测控电路精度的主要因素有:1噪声与干扰;2失调与漂移,主要是温漂;3线性度与保真度;4 输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰,失调与漂移(含温漂)是最主要的,需要特别注意。 4.为什么要采用闭环控制系统?试述闭环控制系统的基本组成及各组成部分的作用。 答:1)在开环系统中传递函数的任何变化将引起输出的变化。其次,不可避免地会有扰动因素作用在被控对象上,引起输出的变化。利用传感器对扰动进行测量,通过测量电路在设定上引入一定修正,可在一定程度上减小扰动的影响,但是这种控制方式同样不能达到很高的精度。一是对扰动的测量误差影响控制精度。二是扰动模型的不精确性影响控制精度。比较好的方法是采用闭环控制。 2)闭环控制系统的的基本组成见图Xl-3o它的主要特点是用传感器直接测量输出量,将它反馈到输入端与设定值相比较,当发现它们之间有差异时,进行调节。在图X1-3中,传感器反馈信号与设定信号之差不直接送到放大电路,而先经过一个校正电路。另外,为了防止振荡,需要引入适当的积分环节。在实际电路中,往往比较电路的输出先经放大再送入校正电路,然后再次放大。图XI-3为原理性构成。 图X1-3闭环控制系统的基本组成 5.什么是CAZ运算放大器?它与自动调零放大电路的主要区别是什么?何种场合下采用较为合适? 答:1)CAZ运算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称,它通过模拟开关的切换,使内部两个性能一致的运算放大器交替地工作在信号放大和自动校零两种不同的状态。2)它与自动调零放大电路的主要区别是由于两个放大器轮换工作,因此始终保持有一个运算放大器对输入信号进行放大并输出,输出稳定无波动,性能优于由通用集成运算放大器组成的自动调零放大电路,但是电路成本较高,且对共模电压无抑制作用。3)应用于传感器输出信号极为微弱,输出要求稳定、漂移极低,对共模电压抑制要求不高的场合。 6.什么是信号调制?在测控系统中为什么要采用信号调制?什么是解调?在测控系统中常用的调制方法有 哪几种? 答:在精密测量中,进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋以一定特征,这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号, 这一过程称为解调。

脉冲信号的产生与整形

上次课内容及要求: 1、反馈置数法及应用。(熟悉) 2、时序逻辑电路的应用举例。(了解) 3、时序逻辑电路一章小结。 本次上课内容(2学时) 第六章 脉冲信号的产生与整形 两种方法:利用脉冲振荡器直接产生脉冲;对已有的波形进行整形变换。 能实现该功能的电路有:单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器及定时器。 §6-1 单稳态触发器 单稳态触发器有3个特点:①电路有一个稳态,一个暂稳态;②在外来触发信号的作用下,电路可由稳态翻转到暂稳态;③暂稳态不是一个能长久保持的状态,经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。 单稳态触发器的结构类型:与非门构成;微分型、积分型;TTL 、CMOS :单片集成。 6-1-1 微分型CMOS 单稳态触发器 一、电路组成及工作原理 如图1:、为CMOS 或非门,通过RC 微分电路耦合。设1G 2G T OFF ON V V V ==,V 称为门坎电平。 T 1、稳态 无触发信号,即0=i V 时,CMOS 门的输入端不 取电流,电容C 在稳定状态又相当于开路,则为低电平,为高电平,使电容两端的电压接近为0,这是电路的稳态。 02V 01 V 图1 微分型单稳态触发器 2、外加触发信号,电路由稳态转入暂态。 当正跳上升到时,的输出变为低电平,经电容C 耦合,使为低电平,则门的输出为高电平。但电路的这种状态是不能长久保持的,故称之为暂态。 i V T V 1G R V 2G 02V 3、由暂稳态自动返回稳态 电路进入暂稳态后,经电阻R 及门的输出电阻对电容C 充电,不断上升, DD V 1G R V

当上升到时,产生如下的正反馈过程(假定这时触发信号已消失) : R V T V ↑↓→↑→→0102V V V C R 充电 电路迅速退出暂态。 暂稳态结束,电容C 通过电阻R 放电,使C 上的电压恢复到触发前的初始值,即为电路的恢复过程。电路各点的工作波形如图2所示。图中,由于CMOS 门的输入端有保护二极管存在,所以,V 波形的最大值为V R D DD V +,而不是V 。 T DD V +二、电路主要参数 1、输出脉冲宽度 po t 图2 电路各点波形 输出脉冲宽度t (暂态的维持时间)可根据V 的波形计算得 R po ) ()() 0()(ln 2t V V V V t R R R R po ?∞+?∞=τ 由于V =0,)0(+R DD R V V =∞)(,RC =τ,V T R V t =)(2,得 T DD DD po V V V RC t ?=ln 如果DD T V V ,则 2 1= RC t po 7.0≈ 2、最高工作频率 max f 设触发信号V 的时间间隔为T ,则应满足。为恢复时间,即为暂稳态结束后电容C 放电到0V 所需时间,一般约为i re po t t T +>re t re t d τ3,d τ为放电时间常数。这样,最小时间间隔re po t t T +=min 。因此,单稳态触发器的最高工作频率为: re po t t T f += = 1 1min max 常用的集成单稳态触发器属TTL 型的有74LS121、74LS123等,属CMOS 型的有

武汉大学测控电路期末试题及答案

一、选择题(每小题2分,共20分) 1. 右图所示电路为自举组合电路,其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10kΩ C. u i /20kΩ D. u i /30kΩ ( C ) 2. 右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u ( D ) 3.右图所示电路中的R 为电感传感器,当对被测量进行测量时,该电路输出为( B ) A. 调幅信号 B. 调相信号 C. 调频信号 D. 调宽信号 D ) A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 5.右图所示电路的输入信号u i 是代表测量振动幅值的交变信号,该电路可实现 A. 负峰值运算 B. 正峰值运算 C. 峰峰值运算 D. 绝对值运算 ( A ) 7.在相位跟踪细分电路中,相位基准 A. 既是反馈环节,又是细分机构,分频数等于细分数 B. 是反馈环节,但不是细分机构 u i

t x O t O u c u s O t C. 是细分机构,且分频数等于细分数,但不是反馈环节 D. 既是反馈环节,又是细分机构,细分数是分频数的2倍 ( A ) 二、简答题(30分) 1. 什么是隔离放大电路画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。 答:隔离放大电路是指电源、输入放大器及输出放大器没有公共端,即不共地。光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示,它是通过中间的一个光电隔离器将输入与输出放大器隔开的,这样可提高抗干扰能力。 2. 什么是双边带调幅请写出其数学表达式,并画出其波形。 答:双边带调幅是在调幅信号中,将载波信号幅值Um 取0,从而得到频带在Ω±c ω范围内的调幅信号。 数学表达式:t t U t t mX U c xm c m s ωωcos cos cos cos Ω=Ω= m X —调制信号幅度,Ω—调制信号角频率,c ω—载波角频率,m —调制度

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