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脉冲基础知识

  脉冲基础知识_信息与通信_工程科技_专业资料。本课程适合于电子知识爱好者 织梦内容管理系统

  10.1 脉冲基础知识 10.1.1 脉冲的概念及其波形 10.1.2 矩形脉冲波 10.1.3 RC微分电路和 积分电路 微分电路和RC积分电路 微分电路和 10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 10.1 脉冲基础知识 10.1.1 脉冲的概念及其波形 1.脉冲的概念 . ? 脉冲技术是电子技术的重要组成部分,应用广泛。 脉冲技术是电子技术的重要组成部分,应用广泛。 ? 动画 M1001脉冲的概念 脉冲的概念 ? 脉冲:瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电 脉冲:瞬间突然变化、 流称为脉冲信号,简称为脉冲。 流称为脉冲信号,简称为脉冲。 2.常见的几种脉冲波形 . 10.1.2 矩形脉冲波 ? 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 ? 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直;顶部平坦。 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直; 顶部平坦。 ? 实际的矩形波波形。 实际的矩形波波形。 1.矩形脉冲波的主要参数 . ( 1) 幅度 m ——脉冲 ) 幅度V 脉冲 电压变化的最大值。 电压变化的最大值。 脉冲从幅 (2)上升时间 r ——脉冲从幅 )上升时间t 度的10%处上升到幅度的 处上升到幅度的90% 度的 处上升到幅度的 处所需时间。 处所需时间。 3)下降时间t ——脉冲从幅度的 脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 (3)下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 10%处所需的时间。 处所需的时间。 处所需的时间 定义为前沿和后沿幅度为50%处 ( 4)脉冲宽度 p —— 定义为前沿和后沿幅度为 ) 脉冲宽度t 处 的宽度。 的宽度。 对周期性脉冲, (5)脉冲周期 —— 对周期性脉冲,相邻两脉冲波对 )脉冲周期T 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f, 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率 ,即 1 f = T 2.矩形波的分解 . 矩形波可由基波和多次谐 波叠加而成; 波叠加而成 ; 基波的频率与矩 形波相同, 谐波的频率为基波 形波相同 , 的整数倍; 的整数倍; 表达式: 表达式: A A v = A sin ω 0t + sin 3ω 0t + sin 5ω 0t + L 3 5 10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 一、RC电路的过渡过程 电路的过渡过程 由于C两端电压不能突变 所以在充、 两端电压不能突变, 由于 两端电压不能突变,所以在充、 放电时必须经历一个过渡过程。 放电时必须经历一个过渡过程。 结论:充放电时电容两端电压、 结论:充放电时电容两端电压、电流 呈指数规律变化; 呈指数规律变化;充放电的速度与时间常 有关, 单位为s。 越大, 数τ有关,τ = R × C ,单位为 。τ越大, 充放电越慢; 越小,充放电越快。 充放电越慢;τ 越小,充放电越快。 实验证明: 充电电压为V 实验证明:当t = 0.7τ时,充电电压为 G 的一半;放电电压为电容器两端电压V 的一半;放电电压为电容器两端电压 C的一 充放电过程基本结束。 半;当t = (3~ 5)τ时,充放电过程基本结束。 RC电路的主要应用:波形变换。 电路的主要应用:波形变换。 电路的主要应用 常用电路有微分电路、积分电路。 常用电路有微分电路、积分电路。 动画 RC充放电 充放电 10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 二、RC微分电路 微分电路 1.电路组成 . 动画RC微分电路 动画 微分电路 2.电路特点 . (1) 输出信号取自 电路中的电阻 两端。即vO = vR; 输出信号取自RC电路中的电阻 两端。 电路中的电阻R两端 (2) 时间常数 τ tp,通常取 τ ≤0.2 tp; 3.工作原理 . 4.电路功能 . 将矩形波变换成尖峰波,检出电路的变化量。 将矩形波变换成尖峰波,检出电路的变化量。 10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 三、RC积分电路 积分电路 1.电路组成 . 2.电路特点 . (1) v0取自 电路的电容 两端。即 v0 = vC ; 取自RC电路的电容 两端。 电路的电容C两端 (2) τ tp,通常τ ≥3tp; 3.工作原理 . 期间, 被充电 被充电, 以指数规律缓慢上升; 在vI = vM期间 C被充电,vo = vC以指数规律缓慢上升; 期间, 放电, 以指数规律下降。 在vI = 0期间 C放电,vo = vC以指数规律下降。 期间 放电 4.功能:将矩形波转换成锯齿波(三角波)。 .功能:将矩形波转换成锯齿波(三角波)。 三、RC积分电路 积分电路 5.应用 . (1)将矩形脉冲波变换成近似三角波(或锯齿波); 将矩形脉冲波变换成近似三角波( 将矩形脉冲波变换成近似三角波 或锯齿波) (2)应用“积分延时”现象,把跳变电压“延缓”; 应用“ 应用 积分延时”现象,把跳变电压“延缓” (3)从宽窄不同的脉冲串中,把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中,把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中 三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.1] RC电路中,R = 20 k?,C = 200 pF,若输入 例 电路中, 电路中 ? , f = 10 kHz的连续方波 , 问此 电路是微分电路 , 还 的连续方波, 电路是微分电路, 的连续方波 问此RC电路是微分电路 是一般阻容耦合电路? 是一般阻容耦合电路? 解 (1) 求电路时间常数 τ = RC = 20 × 103 × 200 × 10?12 s = 4 × 10?6 s= 4 ?s = (2) 求方波的脉冲宽度 T 1 1 tp = = = s = 5 × 10 ?5 s = 50 ?s 2 2 f 2 × 10 × 133 (3) 结论:因 τ ≤ 结论: 1 tp 5 ,所以是微分电路。 所以是微分电路。 三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.2] RC电路中,若C = 0.1 ?F,输入脉冲宽度 例 电路中, 电路中 , tp = 0.5 ms,要构成积分电路,电阻 至少应为多 ,要构成积分电路,电阻R至少应为多 少? 解 构成积分电路必须τ = RC≥ 3tp 则 即 R≥ 3t p C = 3 × 0.5 ×10 6 3 0.1×10 R ≥ 15 k? ? ? = 15 k? 所以R值至少为 所以 值至少为15 k?。 值至少为 ? 10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 1.问题的提出 . 在低频放大器中, 在低频放大器中,信号的衰减 常用电阻分压器来实现; 常用电阻分压器来实现; 在脉冲电路中,若采用电阻分压器, 在脉冲电路中, 若采用电阻分压器, 由于存在分布电容和负载电容( 由于存在分布电容和负载电容(统称寄生 电容C 传输脉冲信号就会产生失线),传输脉冲信号就会产生失线.解决办法—— 采用脉冲分压器 .解决办法 (1)电路 ) (2)特点:R1两端并联一补偿电容 1。 )特点: 两端并联一补偿电容C C1 最佳值: 最佳值: C1 = R2 C0 R1 (3)结论:C1要适当:过小,欠补偿;过大,过补偿。 )结论: 要适当:过小,欠补偿;过大,过补偿。 10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 3 .补偿电容 1 对输出脉冲波形的影响 补偿电容C 内容来自dedecms


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