脈沖電路

脈沖電路是一種電路，其中的脈沖是指在數(shù)字電路中分別以高電平和低電平表示1狀態(tài)和0狀態(tài)。

脈沖電路的基本知識

在數(shù)字電路中分別以高電平和低電平表示1狀態(tài)和0狀態(tài)。此時電信號的波形是非正弦波。通常，就把一切既非直流又非正弦交流的電壓或電流統(tǒng)稱為脈沖。

圖Z1601表示出幾種常見的脈沖波形，它們既可有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)，也可以偶爾出現(xiàn)一次。

脈沖波形多種多樣，表征它們特性的參數(shù)也不盡相同，這里，僅以圖Z1602所示的矩形脈沖為例，介紹脈沖波形的主要參數(shù)。

（1）脈沖幅度Vm--脈沖電壓或電流的最大值。脈沖電壓幅度的單位為V、mV，脈沖電流幅度的單位為A、mA。

（2）脈沖前沿上升時間tr--脈沖前沿從0.1Vm上升到0．9Vm所需要的時間。單位為ms、μs、ns。

（3）脈沖后沿下降時間tf--脈沖后沿從0.9Vm下降到0.1Vm所需要的時間。單位為：ms、μs、ns。

（4）脈沖寬度tk--從脈沖前沿上升到0.5Vm處開始，到脈沖下降到0.5Vm處為止的一段時間。單位為：s、ms、μs或ns。

（5）脈沖周期T--周期性重復(fù)的脈沖序列中，兩相鄰脈沖重復(fù)出現(xiàn)的間隔時間。單位為：s、ms、μs。

（6）脈沖重復(fù)頻率--脈沖周期的倒數(shù)，即f =1/T，表示單位時間內(nèi)脈沖重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)，單位為Hz、kHz、MHz。

（7）占空比tk/T--脈沖寬度與脈沖周期的比值，亦稱占空系數(shù)。

在沒有激勵條件下產(chǎn)生脈沖波的電路。矩形脈沖可以用晶體管、場效應(yīng)管作開關(guān)，用電容器或電感器作惰性元件構(gòu)成的自激多諧振蕩器產(chǎn)生。電路型式有集電極一基極耦合、射極耦合多諧振蕩器等。以脈沖變壓器作反饋元件的間歇振蕩器可產(chǎn)生占空比很小的窄脈沖。采用負(fù)阻器件，如隧道二極管、單結(jié)晶體管、可控硅開關(guān)管等也可構(gòu)成自激多諧振蕩電路。隨著集成電路的發(fā)展，這類分立元件的電路由于設(shè)計調(diào)整比較麻煩，已經(jīng)較少采用了。

采用集成邏輯門和RC充放電電路構(gòu)成的自激多諧振蕩器，電路比較簡單。圖3（a）和（b）所示的為由兩個非門及電容器組成的正反饋電路構(gòu)成的對稱式和不對稱式多諧振蕩器電路，其振蕩頻率由RC決定。在對振蕩頻率穩(wěn)定度指標(biāo)要求較高的場合，可將石英晶體與上述電路中的耦合電容串聯(lián)，組成石英晶體多諧振蕩器。電路的振蕩頻率等于石英晶體的諧振頻率。帶有RC延時環(huán)節(jié)的環(huán)型振蕩器電路如圖3（c）所示，其振蕩頻率也與RC有關(guān)。如用電位器代替圖中的電阻R，則可構(gòu)成頻率范圍可調(diào)的矩形波發(fā)生器。

矩形脈沖也可由運算放大器、施密特觸發(fā)器或555定時器等集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生。

3. 脈沖波形變換

通過系統(tǒng)使給定的輸入信號波形變換為特定的輸出波形的過程。包括線性變換和非線性變換兩大類。

脈沖波形的非線性變換電路是對輸入信號進行限幅、鉗位、整形、分頻等各種處理的電路。最簡單的非線性變換電路有采用二極管、三極管等開關(guān)元件實現(xiàn)的限幅器和鉗位電路。前者是對脈沖信號的幅度進行切割，將幅度高于或低于某一電平的部分波形“切除”。后者是將脈沖信號的某個電平固定到指定值上，而波形不變，使信號保持一固定的直流電平。

常見的線性變換電路有由電阻R和電容C組成的微分電路和積分電路。如果將方波信號加到微分電路的輸入端，則可將脈沖電壓的跳變沿取出，得到如圖1（c）所示的尖頂波。這種脈沖可用作電路的觸發(fā)脈沖。如果將方波信號加到積分電路的輸入端，則可得到三角波。

能使脈沖信號延遲一定時間的電路。延遲脈沖信號的辦法很多，除了可用電子電路實現(xiàn)之外，電纜、仿真線、超聲延遲線和電荷耦合器件等也都可以用來延遲脈沖信號。

電纜延遲線的特點是頻帶寬，輸出波形失真小；缺點是延遲時間不能太長，而且也不易調(diào)節(jié)。利用電感器和電容器構(gòu)成的仿真線可以代替電纜作為延時電路，延遲時間可以較長，但設(shè)計和制作比較困難。超聲延遲線體積較小，但頻帶較窄，也不易調(diào)整。

在很多實際應(yīng)用中，延時電路往往并不真正將輸入脈沖信號本身延時，而只是經(jīng)過所需的一段時間之后產(chǎn)生另一個新的脈沖信號作為延時后的輸出脈沖。這種延時電路廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信和各種控制系統(tǒng)的定時裝置，可利用各種脈沖電路來實現(xiàn)。常用的有鋸齒波延時電路和移位寄存器延時電路。

鋸齒波延時電路　圖1為這種電路的原理框圖和波形。電路工作時，輸入脈沖Ui的前沿啟動鋸齒電壓發(fā)生器，使它在某個初始電壓UB的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個隨時間增長的鋸齒形電壓UC。電壓比較器對UC和某個給定的電壓UT(門限電壓)相比較。當(dāng)兩者相等時，比較器即產(chǎn)生一脈沖信號UO作為輸出。可以看出UO比Ui延遲了一段時間τ，其值取決于鋸齒波的斜率以及門限電壓UT和初始電壓UB間的差值。改變它們即可改變延時的大小。這種電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)連續(xù)可變的延時。缺點是穩(wěn)定性較差，最大延時值不得超過輸入脈沖間的間隔?！∫莆患拇嫫餮訒r電路　圖2是由 4級移位寄存器構(gòu)成的延時電路。D為輸入端,D為輸出端。時鐘信號一般為周期性脈沖。移位寄存器的作用是每出現(xiàn)一次時鐘脈沖便將本級輸入端（也是前一級輸出端）的信號移入本級。這樣,輸入給圖2電路的信號將經(jīng)過 4個時鐘周期后才出現(xiàn)在輸出端上,從而實現(xiàn)4倍于時鐘周期的延時。改變移位寄存器的級數(shù)即可改變延時值。這種電路的延時值可以做得很穩(wěn)定，且可大于信號周期，也便于實現(xiàn)集成化。缺點是延時值只能是時鐘信號周期的整數(shù)倍。這種延時電路廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字信號處理系統(tǒng)。因為在這些系統(tǒng)中，信號常是從某個時鐘信號衍生出來的，所需的延時值也往往是時鐘周期的整數(shù)倍。

內(nèi)容簡介

一個是天體，一個是電路，還一個是脈沖，他們仨怎么會走到一起？欲知個中緣由，且看《天體物理電路分析脈沖分析》 好吧，仨方向的牛人。。。