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          脈沖電路分析方法介紹

          作者: 時間:2012-05-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          是專門用來產(chǎn)生電脈沖和對電脈沖進(jìn)行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定時器、報警器、電子開關(guān)、電子鐘表、電子玩具以及電子醫(yī)療器具等,都要用到。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/186417.htm

          在電子電路中,電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱為模擬電子電路,因為它們加工和處理的是連續(xù)變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數(shù)字電子電路。它加工和處理的對象是不連續(xù)變化的數(shù)字信號。數(shù)字電子電路又可分成和數(shù)字邏輯電路,它們處理的都是不連續(xù)的脈沖信號。

            電脈沖有各式各樣的形狀,有矩形、三角形、鋸齒形、鐘形、階梯形和尖頂形的,最具有代表性的是矩形脈沖。要說明一個矩形脈沖的特性可以用脈沖幅度 Um 、脈沖周期 T 或頻率 f 、脈沖前沿 t r 、脈沖后沿 t f 和脈沖寬度 t k 來表示。如果一個脈沖的寬度 t k =1 / 2T ,它就是一個方波。

            脈沖電路和放大振蕩電路最大的不同點,或者說脈沖電路的特點是:脈沖電路中的晶體管是工作在開關(guān)狀態(tài)的。大多數(shù)情況下,晶體管是工作在特性曲線的飽和區(qū)或截止區(qū)的,所以脈沖電路有時也叫開關(guān)電路。從所用的晶體管也可以看出來,在工作頻率較高時都采用專用的開關(guān)管,如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管,只有在工作頻率較低時才使用一般的晶體管。

            就拿脈沖電路中最常用的反相器電路(圖 1 )來說,從電路形式上看,它和放大電路中的共發(fā)射極電路很相似。在放大電路中,基極電阻 R b2 是接到正電源上以取得基極偏壓;而這個電路中,為了保證電路可靠地截止, R b2 是接到一個負(fù)電源上的,而且 R b1 和 R b2 的數(shù)值是按晶體管能可靠地進(jìn)入飽和區(qū)或止區(qū)的要求計算出來的。不僅如此,為了使晶體管開關(guān)速度更快,在基極上還加有加速電容 C ,在脈前沿產(chǎn)生正向尖脈沖可使晶體管快速進(jìn)入導(dǎo)通并飽和;在脈沖后沿產(chǎn)生負(fù)向尖脈沖使晶體管快速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。除了射極輸出器是個特例,脈沖電路中的晶體管都是工作在開關(guān)狀態(tài)的,這是一個特點。


            脈沖電路的另一個特點是一定有電容器(用電感較少)作關(guān)鍵元件,脈沖的產(chǎn)生、波形的變換都離不開電容器的充放電。

          產(chǎn)生脈沖的多諧振蕩器

            脈沖有各種各樣的用途,有對電路起開關(guān)作用的控制脈沖,有起統(tǒng)帥全局作用的時鐘脈沖,有做計數(shù)用的計數(shù)脈沖,有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等等。不管是什么脈沖,都是由脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生的,而且大多是短形脈沖或以矩形脈沖為原型變換成的。因為矩形脈沖含有豐富的諧波,所以脈沖信號發(fā)生器也叫自激多諧振蕩器或簡稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻,多諧振蕩器輸出端時開時閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉(zhuǎn)門,它不需要人去推動,總是不停地開門和關(guān)門。

          ?。?1 )集基耦合多諧振蕩器

            圖 2 是一個典型的分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個晶體管反相器經(jīng) RC 電路交叉耦合接成正反饋電路組成。兩個電容器交替充放電使兩管交替導(dǎo)通和截止,使電路不停地從一個狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài),形成自激振蕩。從 A 點或 B 點可得到輸出脈沖。當(dāng) R b1 =R b2 =R , C b1 =C b2 =C 時,輸出是幅度接近 E 的方波,脈沖周期 T=1.4RC 。如果兩邊不對稱,則輸出是矩形脈沖

           ( 3 ) RC 環(huán)形振蕩器

            圖 4 是常用的 RC 環(huán)形振蕩器。它用奇數(shù)個門、首尾相連組成閉環(huán)形,環(huán)路中有 RC 延時電路。圖中 RS 是保護(hù)電阻, R 和 C 是延時電路元件,它們的數(shù)值決定脈沖周期。輸出脈沖周期 T=2.2RC 。如果把 R 換成電位器,就成為脈沖頻率可調(diào)的多諧振蕩器。因為這種電路簡單可靠,使用方便,頻率范圍寬,可以從幾赫變化到幾兆赫,所以被廣泛應(yīng)用。

          脈沖變換和整形電路

            脈沖在工作中有時需要變換波形或幅度,如把矩形脈沖變成三角波或尖脈沖等,具有這種功能的電路就叫變換電路。脈沖在傳送中會造成失真,因此常常要對波形不好的脈沖進(jìn)行修整,使它整舊如新,具有這種功能的電路就叫整形電路。

          ?。?1 )微分電路

            微分電路是脈沖電路中最常用的波形變換電路,它和放大電路中的 RC 耦合電路很相似,見圖 5 。當(dāng)電路時間常數(shù) τ=RCt k 時,輸入矩形脈沖,由于電容器充放電極快,輸出可得到一對尖脈沖。輸入脈沖前沿則輸出正向尖脈沖,輸入脈沖后沿則輸出負(fù)向尖脈沖。這種尖脈沖常被用作觸發(fā)脈沖或計數(shù)脈沖。


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