计算机脉冲与信号转换电路
信号转换电路
• CMOS开关电路
uGP
+E
ui
-E
uo
uGN a)
Ron Ron(P)
Ron(N)
Ron(C)
O
o
uiui
b)
集成模拟开关
• CMOS开关电路
u 1 1
uc DcG1
ui
V4 + E
V5
V3
V4
V2
V3
+
E
uo
1
V1
DG1D2 2
--E
图 6-6 含辅助电路的 CMOS 开关电路
多路模拟开关
对采样保持电路的主要要求： 精度和速度
为提高实际电路的精度和速度，可从元件和 电路两方面着手解决。
元件性能的影响和要求
• 输入输出缓冲器
特别需注意的参数：
∞
输入偏置电流以及带 宽，上升速率和最大
∞
-
S
+
-
+
+ N2
uo
输出电流等性能参数。 ui
+ N1
C
Uc
元件性能的影响和要求
• 模拟开关
模拟开关是一种在数字信号控制下将模拟信号接通 或断开的元件或电路。该开关由开关元件和控制（驱 动）电路两部分组成。
b) Ron1
R1
C1
∞ -
+ + N2
C
uo uo
精度提高的方法（电路）
（2）电容校正方法的矛盾
精度 《》 速度
Ron2
C1
∞
∞
-
-
Ron
+
+
uo
+ N2
脉冲电路介绍
脉冲电路介绍脉冲电路是电子电路中一种常见的电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲信号是一种具有高幅度、短持续时间的电信号，常用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路在数字电路、计算机、通信系统等领域起着重要的作用。
脉冲电路通常由多个元件组成，包括电容、电感、二极管、晶体管等。
这些元件的组合与连接方式决定了脉冲电路的功能和性能。
脉冲电路可以实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能，广泛应用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路的基本元件之一是电容。
电容是一种能够储存电荷的元件，它能够在一段时间内储存电荷，并在需要时释放电荷。
在脉冲电路中，电容经常用于实现信号的整形和滤波功能。
通过调整电容的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
另一个常见的脉冲电路元件是电感。
电感是一种能够储存磁能的元件，它能够在一段时间内储存磁能，并在需要时释放磁能。
在脉冲电路中，电感经常用于实现信号的放大和计数功能。
通过调整电感的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
二极管和晶体管也是脉冲电路中常见的元件。
二极管是一种具有非线性特性的元件，它能够将正向电压转化为电流，并阻断反向电流。
在脉冲电路中，二极管常用于实现信号的整形和检测功能。
晶体管是一种具有放大功能的元件，它能够将小信号放大为大信号。
在脉冲电路中，晶体管常用于实现信号的放大和开关功能。
脉冲电路的工作原理通常基于电荷的积累和释放。
当电容或电感储存了足够的电荷或磁能时，它们将释放能量，并产生脉冲信号。
这些脉冲信号经过放大和处理后，可以用于驱动其他电子设备或传输信号。
脉冲电路在数字电子设备和通信系统中有着广泛的应用。
例如，在计算机中，脉冲电路用于处理和传输数字信号，实现数据的存储和处理功能。
在通信系统中，脉冲电路用于产生和解析数字信号，实现数据的传输和接收功能。
脉冲电路是一种重要的电子电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲电路通过电容、电感、二极管、晶体管等元件的组合和连接方式，实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能。
脉冲发生电路原理
脉冲发生电路原理脉冲发生电路是一种能够产生特定脉冲信号的电路，它在电子技术中起着至关重要的作用。
脉冲信号是指电流或电压在时间上突然变化的信号，它具有高频、短暂、快速传输等特点，被广泛应用于计算机、通信、测量、自动控制等领域。
脉冲发生电路通常由振荡器和触发器两部分组成。
振荡器负责产生连续的周期性信号，而触发器则将连续信号转化成脉冲信号。
振荡器是脉冲发生电路的核心部分，它通过正反馈回路实现信号的自激振荡。
常见的振荡器包括RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器等。
RC振荡器由一个放大器和一个RC电路组成。
放大器将输出信号送回输入端，形成一个闭环。
当信号的相位和幅度满足一定条件时，放大器会自激振荡。
RC 电路的作用是控制振荡频率，通过改变电阻和电容的数值可以调节脉冲信号的频率。
LC振荡器则由电感和电容组成。
电感和电容通过交替充放电的过程产生振荡信号。
与RC振荡器相比，LC振荡器具有更高的频率稳定性和较低的失真。
晶体振荡器是利用某些晶体在特定方向上具有压电效应的特性而制成的振荡器。
晶体振荡器具有高稳定性、精确的频率、低失真等优点，广泛应用于计算机、通信等领域。
触发器是将连续信号转化为脉冲信号的重要组成部分。
触发器是一种存储器件，它具有两个稳态，分别称为"SET"和"RESET"。
通过输入脉冲信号，触发器可以在稳态间切换，从而产生单个或多个脉冲信号。
常见的触发器包括RS触发器、JK触发器和D触发器等。
RS触发器有两个输入端、两个输出端和两个稳态，它可以实现单个脉冲的产生。
JK触发器具有四个输入端、两个输出端和两个稳态，它可以实现多个脉冲的产生。
D触发器具有一个输入端、两个输出端和两个稳态，通过控制输入信号的变化可以实现单个或多个脉冲的产生。
脉冲发生电路的原理基于信号的反馈和控制。
振荡器通过反馈回路将一部分输出信号送回输入端，通过放大器产生自激振荡。
触发器通过输入信号的变化，切换稳态并产生脉冲信号。
脉冲电路的特点及脉冲电路的类型
脉冲电路的特点及脉冲电路的类型1. 引言1.1 概述脉冲电路是一种特殊类型的电路，用于产生、处理和传输脉冲信号。
脉冲信号是一种持续时间很短、幅度较大的非周期性信号，在科学研究和工程技术领域中具有广泛应用。
脉冲电路的设计和应用在数字电子技术、通信系统以及医疗设备等领域都扮演着重要角色。
1.2 文章结构本文将围绕脉冲电路的特点及不同类型展开详细叙述。
首先，我们将介绍脉冲电路的特点，包括快速开关、高频响应和瞬态响应等方面。
然后，我们将介绍三种常见的脉冲电路类型，分别是单稳态脉冲电路、多稳态脉冲电路和定时器脉冲电路。
接下来，我们将通过示例应用阐述脉冲电路在数字电子技术、通信系统以及医疗设备中的实际运用。
最后，我们将对全文进行总结，并展望未来脉冲电路发展方向和应用领域扩展。
1.3 目的本文旨在介绍脉冲电路的特点和类型，使读者了解脉冲电路的基本原理及其在多个领域中的实际应用。
通过深入探讨脉冲电路的特性和实例应用，我们可以更好地认识到脉冲电路对现代科技发展的重要性，并为未来脉冲电路研究与创新提供一定的启示。
2. 脉冲电路的特点：2.1 快速开关：脉冲电路具有快速开关特性，它可以在很短的时间内将信号从低电平切换至高电平或反之。
由于其快速响应能力，脉冲电路常被用于数字电子技术中的计数器、触发器等逻辑门电路中。
2.2 高频响应：脉冲电路能够实现高频率信号的放大和处理。
其设计与构造使得它们能够处理以高频运行的信号，并保持较好的性能。
在通信系统中，脉冲电路常被用来处理射频信号，包括调制解调、功率放大等功能。
2.3 瞬态响应：脉冲电路具有优异的瞬态响应特性。
当输入发生突变或产生突发事件时，脉冲电路可以迅速响应并提供对应的输出。
这种瞬态响应特性使得脉冲电路广泛应用于医疗设备中，如心脏起搏器和除颤器等，在紧急情况下可提供及时有效的治疗措施。
总之，脉冲电路的特点包括快速开关能力、高频响应以及瞬态响应特性。
这些特点使得脉冲电路在数字电子技术、通信系统和医疗设备等领域中发挥着重要的作用。
脉冲电路原理
脉冲电路原理脉冲电路是电子学中的一个重要概念，它在数字电子技术、通信系统、计算机等领域都有着广泛的应用。
脉冲电路的原理是指脉冲信号在电路中的产生、传输和处理的基本原理，它涉及到电子元器件的工作特性、信号的传输方式以及电路的设计和分析方法等内容。
本文将从脉冲电路的基本原理入手，介绍脉冲电路的相关知识。
1. 脉冲信号的特点。
脉冲信号是一种时间非常短、幅度非常大的电信号，它通常用来传输数字信息或者触发特定的动作。
脉冲信号的特点包括上升时间、下降时间、脉冲宽度、脉冲重复周期和脉冲幅度等。
在脉冲电路中，我们需要关注脉冲信号的这些特点，以便正确地设计和分析电路。
2. 脉冲发生器。
脉冲发生器是产生脉冲信号的电路，它可以采用多种原理来实现，比如基于放电管、集成电路、振荡器等。
脉冲发生器的设计需要考虑到脉冲信号的频率、幅度、上升时间和下降时间等参数，同时还需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力和功耗等因素。
3. 脉冲传输线。
脉冲传输线是用来传输脉冲信号的特殊传输线路，它的特点是在信号传输过程中会受到传输线效应的影响，比如传输延迟、波形失真、反射等。
在脉冲电路设计中，我们需要考虑传输线效应对信号的影响，采取合适的补偿措施来保证信号的质量。
4. 脉冲电路的应用。
脉冲电路在数字电子技术中有着广泛的应用，比如在数字计数器、触发器、时序电路、脉冲调制解调器等电路中都会用到脉冲信号。
此外，在通信系统、计算机接口、测量仪器等领域也都会用到脉冲电路。
因此，对脉冲电路的理解和掌握对于电子工程师和电子技术人员来说是非常重要的。
总结。
脉冲电路作为电子学中的重要内容，其原理涉及到脉冲信号的特点、脉冲发生器、脉冲传输线以及应用等方面。
通过对脉冲电路原理的学习，可以帮助我们更好地理解和应用脉冲电路，为电子技术领域的工作提供更多的可能性。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
信号转换与处理电路
第三章：信号转换与处理电路
电磁耦合隔离放大器
变压器耦合隔离放大器本身构 成一个电磁辐射源。如果周围 其它的电路对电磁辐射敏感， 就应设法予以屏蔽。例如３６ ５６的振荡频率为７５０ｋＨ ｚ，ＢＢ公司根据它的封装专 门为它设计了屏蔽罩
第三章：信号转换与处理电路
隔离放大器的应用场合：
普通的差动放大器和测量放大器，虽然也能抑制共模干扰，但却 不允许共模电压高于放大器的电源电压。而隔离放大器不仅有很 强的共模抑制能力，而且还能承受上千伏的高共模电压。因此， 隔离放大器一般用于信号回路具有很高的共模电压的场合。
器的等效输入阻抗Rin
第三章：信号转换与处理电路
2) 同相比例放大器 同相比例放大器电路图如图所示：
Rr
输入阻抗
Ri
输出阻抗
Ro 0
同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻 抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
第三章：信号转换与处理电路
3) 差动比例放大器
Af
2R2 R1
1
R2 RP
由于差动放大器具有双端输入单端输出、共模抑制比较高的 特点，通常用作传感放大器或测量仪器的前端放大器。
在隔离放大器中，信号的耦合方式主要有 两种：一种是通过光电耦合，称为光电耦 合隔离放大器(如美国 B-B 公司生产的 ISO100 )；另一种是通过电磁耦合，即经过 变压器传递信号，称为变压器耦合隔离放 大器(如美国 AD 公司生产的 AD277 )。
图26 隔离放大器的 组成和符号
第三章：信号转换与处理电路
第三章：信号转换与处理电路
改进电路：
输入阻抗
Rin
Vi Ii
Rr R R Rr
上式表明：只要R稍大于Rr，就能获 得很高的输入阻抗，可高达100M。 但R绝对不能小于Rr，否则输入阻抗为 负，会产生严重自激。
脉冲电路实验报告
脉冲电路实验报告脉冲电路实验报告引言脉冲电路是电子工程中一种重要的电路类型，广泛应用于数字电路、通信系统、计算机等领域。
本实验旨在通过设计和实现脉冲电路，深入理解脉冲信号的特性和应用。
实验目的1. 了解脉冲信号的基本概念和特性；2. 掌握脉冲电路的设计与实现方法；3. 分析脉冲电路的性能指标。
实验原理脉冲信号是一种短暂的、高幅度的电信号，常用于传输数字信息。
脉冲电路的设计需要考虑信号的上升时间、下降时间、峰值电压、宽度等参数。
实验器材1. 函数信号发生器2. 示波器3. 电阻、电容、二极管等元件4. 面包板、连接线等实验设备实验步骤1. 搭建基本的脉冲发生电路。
将函数信号发生器的输出接入一个电阻和一个电容的串联电路，通过调整信号发生器的频率和幅度，观察输出波形的变化。
2. 观察并记录电压上升时间和下降时间。
通过示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间，并与理论值进行比较。
3. 设计并实现脉冲发生电路。
根据实验要求，设计一个满足特定参数要求的脉冲发生电路，并在实验中进行验证。
4. 分析脉冲信号的宽度和占空比。
通过改变电容和电阻的数值，观察脉冲信号的宽度和占空比的变化，并记录实验数据。
5. 讨论脉冲电路的应用。
探讨脉冲电路在数字电路、通信系统等领域的应用，并分析其优缺点。
实验结果与分析通过实验，我们成功搭建了脉冲发生电路，并观察到了不同参数下脉冲信号的特性变化。
测量结果与理论值基本吻合，验证了实验的准确性。
在设计脉冲发生电路时，我们发现电容和电阻的数值对脉冲信号的宽度和占空比有重要影响。
较大的电容和较小的电阻会导致脉冲信号的宽度增加，占空比减小；而较小的电容和较大的电阻则会产生相反的效果。
这对于数字电路中的时序控制非常重要。
脉冲电路在数字电路中有广泛的应用，例如时钟信号的发生和分配、数据传输的同步控制等。
脉冲信号的高幅度和短暂特性使其能够有效地传输数字信息，并且能够抵抗噪声的干扰。
然而，脉冲信号的高频特性也带来了一些问题，例如传输距离的限制和功耗的增加。
脉冲发生电路原理
脉冲发生电路原理
脉冲发生电路是一种能够产生脉冲信号的电路。
它由一系列的元件组成，通过这些元件的相互作用，可以生成周期性或非周期性的脉冲信号。
脉冲发生电路的基本原理是利用元件之间的相互耦合和反馈作用。
其中，反馈回路起到了关键的作用，通过引入反馈信号，可以使电路产生周期性的振荡现象。
在脉冲发生电路中，最常见的元件是电容和电感。
通过对电容充电和放电，可以使电路产生周期性的脉冲信号。
当电容充电到一定电压时，电容上的电压会突变，从而产生脉冲信号。
而电感则可以使电流发生突变，从而产生脉冲信号。
脉冲发生电路还可以利用晶体管或集成电路来实现。
晶体管可以作为开关，控制电容或电感的充电和放电过程，从而产生脉冲信号。
而集成电路则可以包含多个功能模块，实现更加复杂的脉冲发生功能。
脉冲发生电路的应用非常广泛。
在通信领域中，脉冲发生电路可以用于产生调制信号和解调信号。
在计算机领域中，脉冲发生电路可以用于时钟信号的产生和同步控制。
此外，脉冲发生电路还可用于科学研究、医疗设备等领域。
总的来说，脉冲发生电路通过元件之间的相互作用和反馈回路的设计，可以有效产生脉冲信号。
它具有广泛的应用，为各种电子设备提供了重要的功能。
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图8.6 路灯自动控制电路
图8.7 60秒定时电路
3. 用555定时器构成的60秒定时电路
电路原理如图8.7所示。当按下定时按钮SB时，小灯泡L发亮，定 时开始；经过若干时间后，小灯泡L熄灭，定时结束。调整电位器W，
可令电路定时为60秒一个周期。
8.3 数模转换
由于计算机只会处理数字信号，于是就产生了模拟信号和数字信 号之间相互转换的问题。将模拟信号转换为数字信号称为模数转换 （或称为A/D转换）；将数字信号转换为模拟信号称为数模转换（或 称为D/A转换）。相应地把实现A/D转换的电路称为A/D转换器ADC； 实现D/A转换的电路称为D/A转换器DAC。
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● 8.2.2 555定时器的工作原理
1. 电阻分压器和电压比较器 2. 基本RS触发器 3. 放电管TD和输出缓冲级 综上所述，555定时器的功能如表8-1所示，其中UA=2UCC/3， UB=UCC/3。
表8-1 555定时器功能表
输入
输出
阀值
× <UA >UA <UA
触发
× <UB >UB >UB
(a)
(b)
图8.1 各种脉冲波形
图8.2 简单的脉冲产生电路
脉冲信号是一种模拟信号，产生与变换各种脉冲波形的模拟电路
称为脉冲电路。图8.2(a)是一个简单的脉冲产生电路。假设开关S开始
是接通的，则通过反复断开和接通开关S，在R2上即可得到图8.2(b)所 示的电压波形变化。
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● 8.1.2 脉冲波形的主要参数
(3) 脉冲下降沿时间tf：脉冲从幅度的90%处下降到幅度的10%处所需 的时间。
(4) 脉冲宽度tp：脉冲持续的时间，一般指前沿和后沿幅度为50%处的 时间宽度。
(5) 脉冲周期T：两个相邻脉冲波形对应点之间的时间间隔。其倒数即
为频率f=1/T。
8.2 555集成定时器及其应用
555定时器具有功能强、使用灵活、适用范围宽的特点。通常只 要外接少量几个电容元件，就可构成施密特触发器、单稳态触发器以 及多谐振荡器等脉冲的变换与产生电路。它可以是TTL型的，如 NE555、5G555，也可以是CMOS型的，如7555。两者电路结构基本
图8.9 数模转换示意图
数模转换是需要时间的，数码锁存器是用来把要转换的输入数字 暂时保存起来以完成数模转换。电子开关有两挡位置，一挡接基准电 压UREF，另一挡接地（0电平）。电子开关受数码锁存器中的数字控 制，当数字为1时开关接UREF；当数字为0时接地。电阻网络由不同阻 值 的 电 阻 构 成 ， 电 阻 的 一 端 跟 随 开 关 的 位 置 分 别 接 UREF 或 地 。 当 接 UREF时，电阻上有电流，接地时无电流，利用求和电路将电阻网络中 各电阻上的电流汇合起来，并以电压形式输出，即可实现数字量到模 拟量的转换。
图8.8给出了一个典型的计算机处理系统的框图。
图8.8 计算机处理系统框图
本节主要介绍数模转换的基本原理、常见的典型电路以及DAC的 主要参数。模数转换的基本原理、常见的典型电路以及DAC的主要参 数将下一节介绍。
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● 8.3.1 数模转换器原理
数模转换器的结构如图8.9所示，它由数码锁存器、电子开关、电 阻网络及求和电路组成。
计算机电路基础教程与实训
脉冲与信号转换电路
● 教学提示与教学要求 1 脉冲信号概述 2 555集成定时器及其应用 3 数模转换 4 模数转教学提示：脉冲技术是现代电子技术的重要基础，它包括
脉冲的产生、整形、变换、传输、控制、记忆、计数、显示等。 矩形脉冲既可以代表数字信息，也可以作为时序电路的时钟信 号。由于计算机只会处理数字信号，于是就产生了模拟信号和 数字信号之间相互转换的问题。本章重点介绍555定时器的电路 结构，以及用555定时器构成单稳态触发器的方法和应用；介绍 数模、模数转换的基本原理，以及D/A、A/D转换器的主要技术 参数。
复位
0 1 1 1
输出
0 1 0 不变
放电管状态
导通 截止 导通 不变
● 8.2.3 555定时器的应用
1. 用555定时器构成单稳态触发器
单稳态触发器是数字系统中一种常用的脉冲整形电路，它具有以下 特点：
1）具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，并在暂稳态维持 一段时间以后，再自动返回稳态。 3）暂稳态维持时间的长短取决于电路中电容的充电和放电时间，与触 发脉冲的宽度和幅度无关，这个时间是单稳态触发器的输出脉冲宽度。
用555构成的单稳态触发 器如图8.5（a）所示。 其中 R、C为定时元件。工作波形 如图8.5（b）所示。 输出脉 冲宽度约为1.1RC。
（a）电路原理图
（b）工作波形图
图8.5 555构成的单稳态触发器
2. 用555定时器构成的路灯自动控制电路
电路原理如图8.6所示。其中T为光敏三极管，当有光照时，c-e 之间的电阻变小；当光照变弱时，c-e之间的电阻变大。W为电位器， L为小灯泡。
为了对脉冲信号的波形进行 定量分析，表征和评价脉冲电路 的性能，定义了一些描述脉冲波 形的参数。不同的波形有不同的 参数。现以 图8.3所示的矩形脉
冲电压波形为例进行说明。
图8.3 脉冲波形的主要参数
(1) 脉冲幅度Um：脉冲电压变化的最大值。 (2) 脉冲上升沿时间tr：脉冲从幅度的10%处上升到幅度的90%处所需 的时间。
一致，功能也相同。
● 8.2.1 555定时器的电路结构
555 定时器的内部 结构 及 外部引脚排列 图分别如图8.4(a)、(b) 所示。由图8.4(a) 可以 看出， 电路是由电阻 分压器、电压比较器、 基本 RS触发器以及输 出缓冲级组成。
(a)内部电路结构
(b)外部引脚排列
图8.4 555定时器
● 教学要求：掌握脉冲信号的基本概念；了解555定时器的电
路结构及工作原理；掌握用555定时器构成单稳态触发器的方法； 理解数模、模数转换的基本原理。
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8.1 脉冲信号概述
● 8.1.1 什么是脉冲信号
脉冲是指在短暂时间间隔内作用于电路的电压或电流。图8.1所示 就是常见的几种脉冲波形。脉冲可以是周期性重复的，也可以是非周 期性的或单次的。