模拟电路数字电路的脉冲电路信号处理

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数字电路中的模拟信号处理与数字信号处理

数字电路中的模拟信号处理与数字信号处理

数字电路中的模拟信号处理与数字信号处理在数字电路中,模拟信号处理和数字信号处理是两个关键的概念。

虽然它们都涉及信号处理的过程,但在原理和应用方面有着显著的区别。

本文将重点介绍数字电路中的模拟信号处理和数字信号处理的特点和应用。

一、模拟信号处理模拟信号处理是指对连续时间的模拟信号进行处理和分析的过程。

它的特点是信号的值可以在任意时间和连续的范围内变化。

模拟信号处理的主要任务是滤波、放大、调节和转换信号的形态。

滤波是模拟信号处理的重要任务之一,用于去除信号中的噪声和干扰,使得信号更加清晰和可靠。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

模拟信号处理还包括信号放大和调节,通过放大器对信号进行放大,使其达到适宜的幅度;通过调节器对信号进行调整,以满足特定的需求。

此外,模拟信号处理还可以将信号从一种形态转换为另一种形态,例如将模拟信号转换为数字信号。

二、数字信号处理数字信号处理是指将模拟信号转换为数字信号,并在计算机或数字信号处理器中对其进行处理和分析的过程。

数字信号处理的特点是信号的值只能在离散的时间和离散的范围内变化。

数字信号处理的主要任务包括采样、量化、编码、滤波和解码等。

采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程,通过对模拟信号进行采样,可以得到一系列离散的样本点。

采样定理规定了采样频率应该大于信号最高频率的两倍,以保证采样后的数字信号能够有效地还原原始信号。

采样后的信号需要进行量化,将连续的信号值映射为离散的数值。

编码是将量化后的数字信号转换为二进制数据的过程。

常见的编码方式有脉冲编码调制(PCM)和脉冲位置调制(PPM)等。

接下来,对数字信号进行滤波,以去除量化误差和噪声等不良影响。

滤波器通常是数字滤波器,其设计与模拟滤波器略有不同。

最后,对滤波后的数字信号进行解码,将数字信号转换回模拟信号,以实现原始信号的重建。

三、应用领域模拟信号处理和数字信号处理在不同的应用领域具有广泛的应用。

模拟电路和数字电路的不同点,你知道吗?

模拟电路和数字电路的不同点,你知道吗?

模拟电路和数字电路的不同点,你知道吗?你知道模拟电路和数字电路的不同点吗?在电源电子这个行业,不管搞什么技术,都躲不开两个基本电路,那就是模拟电路和数字电路。

今天,我们来详细了解一下这两个电路的基本知识。

一、模拟电路与数字电路的定义及特点● 模拟电路(电子电路)模拟信号:处理模拟信号的电子电路。

“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。

其主要特点是:1、函数的取值为无限多个;2、当图像信息和声音信息改变时,信号的波形也改变,即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。

3、初级模拟电路主要解决两个大的方面:①放大、②信号源。

4、模拟信号具有连续性。

● 数字电路数字信号:用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路或数字系统。

由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。

其主要特点是:1、同时具有算术运算和逻辑运算功能。

数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等),因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。

2、实现简单,系统可靠。

以二进制作为基础的数字逻辑电路,可靠性较强。

电源电压的小的波动对其没有影响,温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。

3、集成度高,功能实现容易。

集成度高,体积小,功耗低是数字电路突出的优点之一。

电路的设计、维修、维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。

电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。

对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。

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

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。

电子电路的模拟和数字信号处理技术

电子电路的模拟和数字信号处理技术

电子电路的模拟和数字信号处理技术电子电路的模拟和数字信号处理技术是现代电子领域中的两个重要分支。

模拟电路处理的是连续信号,而数字信号处理则处理数字信号。

在本文中,我们将详细介绍电子电路的模拟和数字信号处理技术,并分点列出它们的步骤和内容。

一、模拟电路的处理技术:1. 模拟信号的基本概念- 模拟信号是连续变化的信号,它可以用连续的时间和幅度来表示。

- 常见的模拟信号有声音、光线、温度等。

2. 模拟电路的基本元件- 电阻、电容、电感等是模拟电路中的基本元件,它们用于控制和处理模拟信号。

- 这些元件可以组合成各种不同的电路,如滤波器、放大器等。

3. 模拟信号的处理过程- 采样:对模拟信号进行采样,将模拟信号转换为离散的样本点。

- 量化:将采样得到的样本点映射到有限数量的离散值上,如用数字表示的幅度值。

- 编码:将量化后的样本点转换为二进制代码。

- 压缩:对编码后的信号进行压缩,减少存储和传输的数据量。

- 恢复:将压缩的信号恢复为原始的模拟信号。

4. 模拟信号处理的应用- 模拟信号处理广泛应用于通信系统、音频系统、视频系统等领域。

- 在通信系统中,模拟信号处理可以实现信号的滤波、调制解调、增益控制等功能。

二、数字信号处理技术:1. 数字信号的基本概念- 数字信号是离散的信号,它以离散的时间和幅度表示。

- 数字信号由一系列数字样本点组成。

2. 数字信号的表示和处理- 数字信号可以用二进制代码表示,如用0和1表示样本点的幅度。

- 数字信号通过算法和处理器进行处理,如滤波、频谱分析、频谱设计等。

3. 数字信号处理的基本过程- 采样:将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

- 分析:对数字信号进行频谱分析,以获取信号的频率和幅度特征。

- 处理:应用数字滤波器等算法对信号进行处理,如去噪、降噪等。

- 合成:将处理后的数字信号进行合成,得到最终的结果。

4. 数字信号处理的应用- 数字信号处理广泛应用于通信系统、雷达系统、图像处理等领域。

模拟电路与数字电路的区别与联系

模拟电路与数字电路的区别与联系

模拟电路与数字电路的区别与联系模拟电路和数字电路是电子领域两个重要的分支,它们在电路设计、信号处理和系统控制等方面发挥着不可替代的作用。

本文将讨论模拟电路与数字电路的区别和联系,并探讨它们各自的特点和应用。

一、模拟电路与数字电路的区别1. 信号类型:模拟电路处理的是连续的模拟信号,信号的取值可以是任意的实数,如声音、光线等。

而数字电路处理的是离散的数字信号,信号的取值只能是离散的数字,如二进制数。

2. 处理方式:模拟电路采用的是模拟运算,通过电阻、电容和电感等元件对信号进行连续的处理、放大和滤波。

数字电路则采用数字运算,通过逻辑门、寄存器和计数器等元件对信号进行离散的处理、逻辑运算和存储。

3. 精度要求:模拟电路对信号精度要求较高,因为连续的模拟信号在处理过程中容易受到噪声和干扰的影响,需要一定的抗干扰能力。

而数字电路对信号精度要求相对较低,因为数字信号可以通过纠错码和差错检测等技术来确保数据的准确性。

4. 设计复杂度:模拟电路的设计相对简单,主要通过电阻、电容和电感等元件搭建电路结构即可。

数字电路的设计相对复杂,需要考虑逻辑门的组合、时序控制和数据通信等问题。

二、模拟电路与数字电路的联系虽然模拟电路与数字电路在信号类型、处理方式、精度要求和设计复杂度等方面存在差异,但是它们之间也存在着联系和相互补充的关系。

1. 模拟与数字信号转换:在实际应用中,模拟信号需要经过模数转换(A/D转换)变成数字信号,数字信号也需要经过数模转换(D/A转换)变成模拟信号。

这样可以实现模拟与数字信号的相互转换,并且通过数字信号处理技术可以对模拟信号进行滤波、编码和解码等处理。

2. 数字电路的模拟特性:数字电路在设计和实现过程中,由于电子元器件的非理想性,会引入一些模拟特性,如传输线的延迟、元器件的失调和开关电流的漏电等。

因此,在数字电路设计中也需要考虑模拟电路的相关知识。

3. 数模混合系统:在现实世界中,很多系统是由模拟电路和数字电路混合而成的,如通信系统、控制系统和计算机系统等。

脉冲信号原理

脉冲信号原理

脉冲信号原理脉冲信号是一种特殊的信号形式,它在许多领域都有着重要的应用。

脉冲信号的原理涉及到信号的产生、传输和处理等多个方面,下面将对脉冲信号的原理进行详细的介绍。

首先,脉冲信号是由一系列脉冲波形组成的信号,每个脉冲波形由一个幅度较大且持续时间较短的脉冲组成。

脉冲信号的产生可以通过不同的方式实现,比如通过数字电路中的脉冲发生器、模拟电路中的方波发生器等。

这些发生器可以产生不同频率、幅度和宽度的脉冲信号,以满足不同应用场景的需求。

其次,脉冲信号在传输过程中会受到各种因素的影响,比如传输介质的特性、传输距离、外部干扰等。

在传输过程中,脉冲信号的波形可能会发生失真、衰减和延迟,因此需要通过信号调理和增强技术来保证信号的可靠传输。

另外,脉冲信号的处理也是脉冲信号原理中的重要内容。

脉冲信号的处理包括信号的采集、滤波、放大、解调等过程,这些过程可以通过数字信号处理技术、模拟电路技术等来实现。

在处理过程中,需要考虑信噪比、动态范围、带宽等指标,以保证信号的质量和准确性。

除此之外,脉冲信号原理还涉及到脉冲调制和解调技术。

脉冲调制技术可以将模拟信号转换为脉冲信号,以便于数字系统的处理和传输;而脉冲解调技术则可以将脉冲信号还原为模拟信号,以便于信号的解析和分析。

总的来说,脉冲信号原理是一个涉及到信号产生、传输和处理的综合性理论体系,它在通信、控制、测量等领域都有着广泛的应用。

通过对脉冲信号原理的深入理解,可以帮助我们更好地设计和应用脉冲信号技术,从而推动相关领域的发展和进步。

在实际应用中,我们需要根据具体的需求和场景选择合适的脉冲信号产生器、传输介质和处理技术,以确保脉冲信号的稳定性、可靠性和准确性。

同时,我们也需要不断探索和创新,以推动脉冲信号技术的发展,为人类社会的进步做出更大的贡献。

电子技术基础

电子技术基础电子技术基础是现代科技的基础之一,是指电子学的基本理论和电子元器件的基本知识。

电子技术基础的主要内容包括电路分析、数字电路、模拟电路、通信电路、微处理器、数字信号处理、电磁场和波导、量子力学等。

本文将对电子技术基础的主要知识点进行详细的介绍。

一、电路分析电路分析是电子技术基础中的一个重要知识点。

电路分析的主要内容包括基本电路定律、戴维南等效电路、史密斯图和电感等。

在电路分析中,需要掌握基本电路定律,包括欧姆定律、基尔霍夫定律和电压-电流特性等。

戴维南等效电路的内容比较复杂,主要是用一个定电源替换一个电路的一部分,从而简化电路分析。

史密斯图是通信工程中常用的一个图形工具,它可以表示阻抗匹配电路和传输线中的反射现象。

学习电路分析还需要了解电感的性质。

电感是指导体中储存磁能量的物理量,具有阻抗变化、滤波、放大和相移等作用。

通过电路分析的知识,可以更好地了解电子电路设计的基本原理和方法。

二、数字电路数字电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。

数字电路的主要内容包括布尔代数、逻辑门、触发器和计数器等。

布尔代数是一种基本数学方法,以一种抽象方式描述逻辑表达式的运算。

逻辑门是实现布尔代数运算的电路元件。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门和与或非门等。

触发器是一种逻辑电路元件,由多个逻辑门构成,可以存储和输出1或0的二进制数字信号。

计数器是能够记录电子数据的设备,可以用来计算时间、频率和速度等信息。

数字电路在电子技术中的应用非常广泛,包括数字信号处理、数字逻辑设计、计算机电路和数字通信系统等。

通过数字电路的知识,可以更好地理解和设计数字电子系统。

三、模拟电路模拟电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。

模拟电路的主要内容包括放大器、滤波器、振荡器和功率放大器等。

放大器是模拟电路中最常见的元件,有增益、放大和滤波等作用。

滤波器是对信号进行滤波和去噪的电路,可以减少杂音和干扰等。

振荡器是一种元件,可以产生稳定的交流电信号。

数字电路第一章

绪论一、数字电路特点1、什么是数字电路电子电路按信号分成二类模拟电路数字电路模拟电路:信号连续分布 举例模拟电路—线性电路 0IV K V = 一次线性方程 线性 非线性数字电路:信号不连续—脉冲数字电路也称脉冲电路数字电路主要应用矩形波正逻辑高电平 1低电平 0“”“”二元码2、数字电路工作状态数字信号0、1表示二个相反的状态,因此原则上凡是能够代表二个相反的状态的任何方法都可以表示为数字信号,典型机械开关 导通“1 断开“0→→所以数字电路也称开关电路3、数字电路抗干扰性强二、数字电路的应用1、数字通讯2、数控装置 计算机控制操作设备3、数字计算机(最广泛、最杰出的应用)算盘1857年,Hill计数器1890年人口普查使用的制表机第二代1951年,IBM开始决定开发商用电脑,聘请冯·诺依曼担任公司的科学顾问,1952年12月研制出IBM第一台存储程序计算机,也是通常意义上的电脑,这是IT历史上一个重要的里程碑。

它叫IBM 701。

第一代1946年启动“埃尼阿克”(ENIAC)计算机1958年8月16日第一个集成电路第三代1964年4月7日,IBM主席Tom Watson,System 360。

Jr.亲自发布System 360。

超级计算机IBM蓝色基因落户德日计算相当于1.5万台PC( 2006年)第一章逻辑代数基础前面二进制数表示方法不讲,其它学科介绍,本书不用这些概念。

二进制逢二进一1101,110 ++右面给出常用的四位二进制逐一递增的8.4.2.1码。

§1.1 基本概念公式和定理1.1.1 基本和常用逻辑运算一、三种基本逻辑运算1、 与逻辑(与运算、逻辑乘)与逻辑—全部条件具备,事件发生。

下图用机械开关来表示与逻辑运算。

功能表开、关,亮、灭是一个二元状态,可以用0、1码表示 ②真值表 ①赋值合,亮断10,灭→→③与逻辑式 YA B =⋅④逻辑图(符号)多端输入(多个开关) Y ABC =上述逻辑运算的器件称“门” 对应与逻辑称“与门”2、 或逻辑(逻辑加)或逻辑— 一个或一个以上条件具备,事件发生。

数字电路第1章数字电路概述

分立元件电路是将独立的晶体管、电阻等元器件用
导线连接起来的电路;
集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺 集成制作在同一硅片上,并封装于一个壳体内的 电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少,称 为集成电路的集成度。
小规模集成电路(SSI, 数十器件/片) 中规模集成电路(MSI, 数百器件/片)
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
1.数字电子技术与模拟电子技术的区别,数字 信号和数字电路的基本概念。
2.半导体器件(二极管、三极管、MOS管)在 数字电路中主要工作于开关状态,重点介绍它们的 开关运用特性。 3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大 类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十 六进制,重点介绍它们的
方法二:按位、权值进行转换。 在十进制数中,小数点左侧第一位称为个位,其 权值为100,第二位称为十位,其权值为101,依
此类推。
例如:十进制数3954代表:
3 9 5 4
(3103)+(9102)+(5101)+(4100) (31000)+(9100)+(510)+(41) 3000 + 900 + 50 + 4=3954
3.八进制数
数码:0、1、2、3、4、5、6、7、八个数码。 基数:8 计数规律: 逢八进一、借一当八
n 1
一般表达式: N 8
im
K i 8i
如 .7 ) 8 3 8 2 2 81 5 8 0 7 8 1 (325 ( 213 .875 )10
(N)10=(b2b1b0)2

(b2b1b0)2 =(b2×22+b1×21+b0×20)10
此式说明 (N)10÷2=b2×21+b1……余数b0

脉冲信号的产生与变换

产生方法
通过RC电路或施密特触发器等电子元件实现。
特点
波形对称,上升沿和下降沿较陡,脉冲宽度可调。
锯齿波脉冲信号的产生
01
02
03
锯齿波脉冲信号
形状类似锯齿的脉冲信号。
产生方法
通过线性放大电路或积分 电路等电子元件实现。
特点
波形连续平滑,上升沿和 下降沿较缓,脉冲宽度可 调。
复合脉冲信号的产生
复合脉冲信号
脉冲信号的调制与解调
脉冲信号的调制
将低频信息信号调制到高频脉冲信号上,以实现信息的传输和信号的增强。常 见的调制方式有脉冲幅度调制、脉冲宽度调制和脉冲频率调制等。
脉冲信号的解调
从已调制的脉冲信号中提取出低频信息信号,还原出原始的信息。解调的方式 应与调制的方式相对应,以便正确地还原信息。
脉冲信号的滤波与整形
由多种不同形状和特性的脉冲 信号组成的信号。
产生方法
通过组合上述几种脉冲信号产 生电路,或者使用数字信号处 理器(DSP)等高级电子设备实 现。
特点
可根据实际需求定制,具有高 度的灵活性和适应性。
03
脉冲信号的变换
脉冲信号的放大与缩小
脉冲信号的放大
通过电子放大器或运算放大器, 将脉冲信号的幅度增大,以满足 后续电路或系统的需求。
感谢聆听
数字通信
脉冲信号用于数字通信中,将信息编码为脉冲序列,通过传 输和接收脉冲信号实现信息的传递。
雷达探测
雷达通过发送脉冲信号并接收反射回来的信号,可以探测目 标物体的距离、速度和方向等信息。
在测量领域的应用
脉冲式流量计
利用脉冲信号的频率或时间间隔来测 量流体的流量。
脉冲式压力计
通过测量脉冲信号的传播时间或频率 来测量压力。
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如何看懂脉冲电路2010-06-2215:28:07作者:来源:21IC电子网脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。

家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等,都要用到脉冲电路。

在电子电路中,电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路,因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。

电子电路中另一大类电路的数字电子电路。

它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。

数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路,它们处理的都是不连续的脉冲信号。

电脉冲有各式各样的形状,有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的,最具有代表性的是矩形脉冲。

要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度Um、脉冲周期T或频率f、脉冲前沿t r、脉冲后沿t f和脉冲宽度tk来表示。

如果一个脉冲的宽度t k=1/2T,它就是一个方波。

脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点,或者说脉冲电路的特点是:脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。

大多数情况下,晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的,所以脉冲电路有时也叫开关电路。

从所用的晶体管也可以看出来,在工作频率较高时都采用专用的开关管,如2AK、2CK、DK、3AK 型管,只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。

就拿脉冲电路中最常用的反相器电路(图1)来说,从电路形式上看,它和放大电路中的共发射极电路很相似。

在放大电路中,基极电阻R b2是接到正电源上以取得基极偏压;而这个电路中,为了保证电路可靠地截止,R b2是接到一个负电源上的,而且R b1和R b2的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。

不仅如此,为了使晶体管开关速度更快,在基极上还加有加速电容C,在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和;在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。

除了射极输出器是个特例,脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的,这是一个特点。

脉冲电路的另一个特点是一定有电容器(用电感较少)作关键元件,脉冲的产生、波形的变换都离不开电容器的充放电。

产生脉冲的多谐振荡器脉冲有各种各样的用途,有对电路起开关作用的控制脉冲,有起统帅全局作用的时钟脉冲,有做计数用的计数脉冲,有起触发启动作用的触发脉冲等等。

不管是什么脉冲,都是由脉冲信号发生器产生的,而且大多是短形脉冲或以矩形脉冲为原型变换成的。

因为矩形脉冲含有丰富的谐波,所以脉冲信号发生器也叫自激多谐振荡器或简称多谐振荡器。

如果用门来作比喻,多谐振荡器输出端时开时闭的状态可以把多谐振荡器比作宾馆的自动旋转门,它不需要人去推动,总是不停地开门和关门。

(1)集基耦合多谐振荡器图2是一个典型的分立元件集基耦合多谐振荡器。

它由两个晶体管反相器经RC电路交叉耦合接成正反馈电路组成。

两个电容器交替充放电使两管交替导通和截止,使电路不停地从一个状态自动翻转到另一个状态,形成自激振荡。

从A点或B点可得到输出脉冲。

当R b1=R b2=R,C b1=C b2=C时,输出是幅度接近E的方波,脉冲周期T=1.4RC。

如果两边不对称,则输出是矩形脉冲(3)RC环形振荡器图4是常用的RC环形振荡器。

它用奇数个门、首尾相连组成闭环形,环路中有RC延时电路。

图中RS是保护电阻,R和C是延时电路元件,它们的数值决定脉冲周期。

输出脉冲周期T=2.2RC。

如果把R换成电位器,就成为脉冲频率可调的多谐振荡器。

因为这种电路简单可靠,使用方便,频率范围宽,可以从几赫变化到几兆赫,所以被广泛应用。

脉冲变换和整形电路脉冲在工作中有时需要变换波形或幅度,如把矩形脉冲变成三角波或尖脉冲等,具有这种功能的电路就叫变换电路。

脉冲在传送中会造成失真,因此常常要对波形不好的脉冲进行修整,使它整旧如新,具有这种功能的电路就叫整形电路。

(1)微分电路微分电路是脉冲电路中最常用的波形变换电路,它和放大电路中的RC耦合电路很相似,见图5。

当电路时间常数τ=RC<<t k时,输入矩形脉冲,由于电容器充放电极快,输出可得到一对尖脉冲。

输入脉冲前沿则输出正向尖脉冲,输入脉冲后沿则输出负向尖脉冲。

这种尖脉冲常被用作触发脉冲或计数脉冲。

(2)积分电路把图5中的R和C互换,并使τ=RC>>t k,电路就成为积分电路,见图6。

当输入矩形脉冲时,由于电容器充放电很慢,输出得到的是一串幅度较低的近似三角形的脉冲波。

(3)限幅器能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。

图7是用二极管和电阻组成的上限幅电路。

它能把输入的正向脉冲削掉。

如果把二极管反接,就成为削掉负脉冲的下限幅电路。

用二极带或三极管等非线性器件可组成各种限幅器,或是变换波形(如把输入脉冲变成方波、梯形波、尖脉冲等),或是对脉冲整形(如把输入高低不平的脉冲系列削平成为整齐的脉冲系列等)。

(4)箝位器能把脉冲电压维持在某个数值上而使波形保持不变的电路称为箝位器。

它也是整形电路的一种。

例如电视信号在传输过会造成失真,为了使脉冲波形恢复原样,接收机里就要用箝位电路把波形顶部箝制在某个固定电平上。

图8中反相器输出端上就有一个箝位二极管VD。

如果没有这个二极管,输出脉冲高电平应该是12伏,现在增加了箝位二极管,输出脉冲高电平被箝制在3伏上。

此外,象反相器、射极输出器等电路也有“整旧如新”的作用,也可认为是整形电路。

有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换,所以它也叫无稳态电路。

另一种双稳态电路就绝然不同,双稳电路有两个输出端,它们总是处于相反的状态:一个是高电平,另一个必定是低电平。

它的特点是如果没有外来的触发,输出状态能一直保持不变。

所以常被用作寄存二进制数码的单元电路。

(1)集基耦合双稳电路图9是用分立元件组成的集基耦合双稳电路。

它由一对用电阻交叉耦合的反相器组成。

它的两个管子总是一管截止一管饱和,例如当VT1管饱和时VT2管就截止,这时A点是低电平B点是高电平。

如果没有外来的触发信号,它就保持这种状态不变。

如把高电平表示数字信号“1”,低电平表示“0”,那么这时就可以认为双稳电路已经把数字信号“1”寄存在B端了。

电路的基极分别加有微分电路。

如果在VT1基极加上一个负脉冲(称为触发脉冲),就会使VT1基极电位下降,由于正反馈的作用,使VT1很快从饱和转入截止,VT2从截止转入饱和。

于是双稳电路翻转成A端为“1”,B 端为“0”,并一直保持下去。

(2)触发脉冲的触发方式和极性双稳电路的触发电路形式和触发脉冲极性选择比较复杂。

从触发方式看,因为有直流触发(电位触发)和交流触发(边沿触发)的分别,所以触发电路形式各有不同。

从脉冲极性看,也是随着晶体管极性、触发脉冲加在哪个管子(饱和管还是截止管)上、哪个极上(基极还是集电极)而变化的。

在实际应用中,因为微分电路能容易地得到尖脉冲,触发效果较好,所以都用交流触发方式。

触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。

所以使用NPN管的双稳电路所加的是负脉冲,而PNP管双稳电路所加的是正脉冲。

(3)集成触发器除了用分立元件外,也可以用集成门电路组成双稳电路。

但实际上因为目前有大量的集成化双稳触发器产品可供选用,如R—S触发器、D触发器、J-K触发器等等,所以一般不使用门电路搭成的双稳电路而直接选用现成产品。

有延时功能的单稳电路无稳电路有2个暂稳态而没有稳态,双稳电路则有2个稳态而没有暂稳态。

脉冲电路中常用的第3种电路叫单稳电路,它有一个稳态和一个暂稳态。

如果也用门来作比喻,单稳电路可以看成是一扇弹簧门,平时它总是关着的,“关”是它的稳态。

当有人推它或拉它时门就打开,但由于弹力作用,门很快又自动关上,恢复到原来的状态。

所以“开”是它的暂稳态。

单稳电路常被用作定时、延时控制以及整形等。

(1)集基耦合单稳电路图10是一个典型的集基耦合单稳电路。

它也是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电路。

它的一半和多谐振荡器相似,另一半和双稳电路相似,再加它也有一个微分触发电路,所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路凑合成的,它应该有一个稳态和一个暂稳态。

平时它总是一管(VT1)饱和,另一管(VT2)截止,这就是它的稳态。

当输入一个触发脉冲后,电路便翻转到另一种状态,但这种状态只能维持不长的时间,很快它又恢复到原来的状态。

电路暂稳态的时间是由延时元件R和C的数值决定的:t t=0.7RC。

(2)集成化单稳电路用集成门电路也可组成单稳电路。

图11是微分型单稳电路,它用2个与非门交叉连接,门1输出到门2是用微分电路耦合,门2输出到门1是直接耦合,触发脉冲加到门1的另一个输入端U I。

它的暂稳态时间即定时时间为:t t=(0.7~ 1.3)RC。

脉冲电路的读图要点①脉冲电路的特点是工作在开关状态,它的输入输出都是脉冲,因此分析时要抓住关键,把主次电路区分开,先认定主电路的功能,再分析辅助电路的作用。

②从电路结构上抓关键找异同。

前面介绍了集基耦合方式的三种基本单元电路,它们都由双管反相器构成正反馈电路,这是它们的相同点。

但细分析起来它们还是各有特点的:无稳和双稳电路虽然都有对称形式,但无稳电路是用电容耦合,双稳是用电阻直接耦合(有时并联有加速电容,容量一般都很小);而且双稳电路一般都有触发电路(双端或单端触发);单稳电路就很好认,它是不对称的,兼有双稳和单稳的形式。

这样一分析,三种电路就很好区别了。

③脉冲电路中,脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关,电路的时间常数即R和C的数值对确定电路的性质有极重要的意义,这一点尤为重要。

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