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脉冲变换与整形电路入门知识

电工天下【电工电路】 编辑:小电工 发布时间:2018-07-13 09:34:17

脉冲变换与整形电路

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 。
1、微分电路
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 。
2、积分电路
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。

3、限幅器
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,电视信号在传输过程中会造成失真,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。

4、箝位器
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
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。

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