数字波形产生

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超宽带通信系统的数字波形产生技术

科
信息科学ＩＩＪ
穆丽伟许洪光柳建冉利波陈建华
超宽带通信系统的数字波形产生技术
黑龙５００（、１成都理工大学工程技术学院，四川成都６００２哈尔滨工业大学，江哈尔滨１００）１００、
摘要：阐述了高速信号波形的产生方法，介绍了高速数据发生器所需攻克的关键技术及信号重构算法。与模拟技术进行比较，得出结论：基于数字合成技术的任意波形发生器具有频率稳定、准确，波形质量好和输出频率范围宽等一系列独特的优点。关键词：高速波形发生器；号重构；信采样定理；频谱分析Ｕ是以极窄脉冲纳秒级方式进行无线发ＷＢ射和接收的特种技术，通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，从而具有ＧＺＨ量级的带宽。它能够同时获得高速带宽、低成本和低功耗，解决了传统无线技术中的两难问题。当前超宽带无线电的实现方式基本上是采用冲激无线电技术，但它已经不是基于正弦载波的无线电系统的概念，而是一种采用冲激脉冲作为信息载体的非正弦系统。在设计初期，主要利用微滤器件如传输线等效成开关，得到持续时间短的信号，再经过脉冲成形网络整生成满足要求的波形和电压足够高的脉这些方法造价高，且器件庞大，不适于现代应用；前苏联人又利用ＰＮ结二极管上升速度极陕的良眭雪崩效应产生窄脉冲信号。虽然，随着器件的发展，产生雪崩效应的电压已经由早期的两三千伏反偏高压下降到了１０～３Ｖ左右制造成本０Ｖ１０
图１外围电路结构图
对最大额定值。其原理就是在给定电流的情况下，二极管上流经的电压随温度线性变化。２．２电源接人电路３方案在直流电源回路中，局部去耦电容能够减少用于超宽带发射部分产生波形，要产生１Ｇ沿着电源干线的噪声传播。连接着电源输入１：３与带宽脉冲波形，据奈奎斯特采样定理，至少需２ＧＰＢ之间的大容量旁路电容起着低频滤波器的采样频率，Ｃ而我们现在的芯片采样率最高只有的作用，同时作为一个电能贮存器以避免突发的１Ｇ所以采取的．，２方法就是在采样时钟的上下边沿功率对电路造成损害。此外，在每个ＩＣ的电源和都采样，即双边采样，这样最高采样率就达到了地之间都应当有去耦电容，这些去耦电容应该尽２．Ｇ。４可能的接近Ｉｃ引脚，有助于滤除Ｉｃ的开关噪声。数字式基带波形产生器主要是由计算机接配置原则如下：和电路本身都大为简单，但因为脉冲带宽较宽且口、高速存储器组、高速Ｄ／Ａ变换器、运算放大器２．电源输入端跨接ｔｖ＂．１２ｏ￣电解电容器。ｏ幅度小，作为通信系统仍然太大；而且脉冲过宽，外加反混迭低通滤波器等部分组成；产生的波形２２．去耦电２容值的选取并不严格，可按ｃ数据通过计算机接口电，＝且辐射还需满足ＦＣ等要求，Ｃ本文给出产生数字路经串口电缆送人高速计算。电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不存储器组中。波形的方法。利用高速时钟产生电路产生的地址能有引线。ｌ核心器件Ｔ８１１ＢＳ６０Ｇ２码读出存贮器的内，容送至数模变换器，经过电２．出终端＿ｊ３黼分析实际应用中的超宽带波形，确定基于高流一电压转换放大器形成时问连续、幅度离散的阶为了抑制出现在终端的反射干扰，需要在差梯电压波形，速ＤＣＤｇａｔＡＭｏｏｖｒｒＡ（ｉｔｌｏｎｇＣｎｅｔ）ｉｅ的波形发生再经过反混叠低通滤波器、ｊ放大，藏自０为了除去信号中的环节，器芯片是解决这一问题的有利工具；而ＡｍｌＴｅ公分输出端加５欧姆匹配电阻，最后形成时间和幅度都连续的模拟信号。由电路中还要加入交流耦合电容。流过输于采用存储器映射司是是！女几个能够将高性能、高精度的模拟模直流分量，技术，通过—个控制口的操作， “ 易造成电路失效，为此，必便可快速地将存储器变成计算机内存的一部分，块集成到数字ＡＩ之内的半导体生产商，ＳＣ特别是｝管的冲击电流较大，端与负载电容间串联一限流电阻，将瞬加载完数据又切换到工作状态，ＡＤＣ和ＤＣＡ。与市场上１ｓｓ围内的其它１须在输出Ｇｐ范２这样也省去了数流限制在１ｍ０Ａ以下。另外，输出端既不据传输所占用的时间，大大提高了产生波形的或１位ＤＣ相比，４Ａ可提供更优线性度和动态范态冲击电速源短接，也不允许和地短接。围。Ｔ８１１２Ｓ６０ＧＢ内部延时可编程时钟使ＭＸ允许和电Ｕ — 度。２循环控制同步端．４ＤＣ和发送数字信号的电Ａ路保持同步，Ａ在通ＤＣ结束语ＭＵＤＣＸＡ提供了一个ＤＰ出时钟以使各Ｓ输电情况下可自动复位。器件本身具有性能非常优在ＵＷＢ技术中具有较好的应用前景，该技为了使两个设备进行完美的同步，术主要优点是易于程控且相位连续，输出频率稳越的Ｄ转换器，／Ａ并具有功能强大的计算机处理电路同步工作。Ｓ系统和相关编辑手段和多种接口，完全能胜任数ＤＰ时钟的设计具有可编程的延时功能。由定度高，分辨率高。根据需要可以选取差分输出或，ＳＩＣ＿ｓ３四个比特位控制延单端输出，字信号处理的功能，因此能胜任软件无线电信号ｃＳ０ｃ＿，Ｓ２和ｃ＿而且满量程输出电流可调。实际应用表步进延时２０ｓ［ｓｏ３ｒ信号，０ｐ。ｃ＿：ＩＬ堤Ｔ信号接明，处理和信号输出发射功能，生芯片｝能指标见表１。时，配合适当的低通滤波器件，该芯片可以输出较１Ｋ０Ｑ电阻或空载时为高电平，表示二进制１，信高质量的模拟信号。表ｌ芯片性能指标号经１ｎ或更小的电阻接地时为低电平表示二Ｏ１ｂｔＯｉ参考文献分辨率１ｏ２Ｃｐｓ转换速率进制０。［冯杰，１］陈世伟．一种抑制ＤＳ相位截断误差引起Ｄ数据和时电平钟差分Ｆｃ／Ｖ￥ＥＬＬＤ信号２时钟发生器及其接口．５的杂散方法．与系统学报，９８１．电路１９（）横姒输出号信２ｖｐ舒信号ｐ差选择ＮＣ２３Ａ来作为时钟发生器，Ｂ１４９这个２Ｖ．Ｗ．ＢｒｔＨｓｏｙｆｌａ－ｄｂｎａｒｔｉｒｏＵｔＷｉｅａｄｅ，ｔｒ输出单端输出５７差分信号１００，０７高频、低相噪时钟是由压控振荡器、锁相环和晶体Ｃｍｎｃｔｎｎｄｒ］ ±５Ｖ电电压源ｏｍｕｉａｏｓａｄＲａａ［，ＵＷＢＣｍｍｎ— ｉＪｏｕｉ４ｄ９Ｂ信噪比（带宽￣０Ｈ）５Ｍｚ５振荡器组成。用于高频时钟振荡器ＭＸ６０Ａ２２能ｃｔｏｓｃｏｖｏｍａＪｎａ２０２０１ａｉｎ，ＭｉｒｗａｅＪｕｌ，ａｕ￣０１０，６阡Ｓ８ｄ无杂散动态范匿够产生高达１Ｈ的振荡频率，Ｇｚ同时它的噪声性ｐｐ２－６．２５．３６功耗能相当好。器件陛能如表２。［ｅｎｗｏＨｎＣｍｇｙｎＣｕｌ－ｌｌｅ３ｏｇｏａ，ａＮｕｅ，ｏｐｅＳｏｉ－￣ｄｔｎ０Ｃ＜Ｔ＜９。Ｃ。０温度范围表２时钟发生器性能图积分非线性度 ± ０２Ｌ毋５ＨｙｒｄＳｍｐｉｇＭｉｅｂｉａｌｎｘｒＩｔｇａｅｔｔｐｎｅｒｔｄｗｉｈＳｅ－

数字电子技术10脉冲波形的产生与变换资料

0
vR
vO2
vO1
vo1
t1
t
所以,一旦 vR = Vth ,立即 0 回到稳态：vO2= 0, vO1=1。 vR
vO1
vO2
Vth
0
t
t
G1 ≥1
C
1 G2 vR
R
VDD
vo2
vI
0
t
21
vO1 G1 ≥1
C
vO2 1 G2 vR
R VDD
vi
vo 1
vR
0
t1
t
vI
0
t
t tW
2. 主要参数计算：
常用的整形电路有单稳态触发器和施密特触发器。
3
图10.1.1 描述矩形脉冲特性的主要参数
1、脉冲周期T; 2、脉冲幅度Vm 3、脉冲宽度tw 4、上升时间tr
5、下降时间tf
6、占空比q q = tw / T
4
10. 2 施密特触发器施密特触发器(Schmitt Trigger)的特点：
（1）属于电平触发，当输入信号达到一定电压值时，输出电压会发生突变，输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电平。（2）在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程，使输出电压波形的边沿变得很陡。 VO VOH
1
G2
vI
vO1
vR
vR VDD
vO1 ＝ 0 ，vO2 ＝ 1, 同时： +5V
R4
vI
电容C应该充电
vo2
vR
0
T4 T5
t
vo 1
C
R
VDD
t 只要 vR < Vth ，仍然维持暂稳态。
0

数字电子技术-脉冲波形的产生与变换

3
锯齿波变换的应用
在数字电子技术中，锯齿波的变换常用于产生矩形波等脉冲波形，这些波形在信号处理、测量和控制等领域有广泛的应用。
04
脉冲波形产生与变换的方法
数字方法
数字方法是指通过数字电路和数字信号处理技术来产生和变换脉冲波形。
数字方法可以通过编程实现各种不同的脉冲波形，如矩形波、三角波、正弦波等。
数字电子技术-脉冲波形的产生与变换
• 引言 • 脉冲波形的产生 • 脉冲波形的变换 • 脉冲波形产生与变换的方法 • 脉冲波形产生与变换的实际应用 • 结论
01
引言
主题简介
01
脉冲波形是指具有特定形状、幅度、宽度和重复频率的波形，广泛应用于数字电子技术中。
02
脉冲波形的产生与变换是数字电子技术中的重要内容，涉及到信号处理、通信、控制等多个领域。
光纤通信
在光纤通信中，脉冲波形产生与变换技术用于生成高速光脉冲，实现大容量、高速的光信号传输。通过调制技术，将数字信号加载到光脉冲上，提高通信系统的传输效率和可靠性。
在测量技术中的应用
时间测量
利用脉冲波形产生与变换技术，可以生成精确的时间间隔和频率，用于时间测量和计时应用。例如，高精度计数器和频率计等测量仪器利用脉冲波形产生与变换技术实现高精
数字方法具有精度高、稳定性好、易于实现复杂波形等优点。
数字方法还可以实现脉冲波形的调制和解调，广泛应用于通信、雷达、测控等领域。
模拟方法
01
模拟方法是指通过模拟电路和模拟信号处理技术来产生和变换脉冲波形。
02
模拟方法具有简单、直观、易于实现等优点。
03
模拟方法可以通过简单的RC电路、LC电路等实现矩形波、锯齿波等基本脉冲波形。

DSP实验报告

实验一数字IO应用实验—、实验目的1. 了解DSP开发系统的组成和结构2. 在实验设备上完成I/O硬件连接，编写I/O实验程序并运行验证。

3. 内存观察工具的使用二、实验设备计算机，CCS3.1版本软件，DSP仿真器，教学实验箱三、实验原理2.键值读取程序：该部分有两种方法进行键值的判断。

方法1：利用内存观察工具进行观察方法2：利用LED1-LED8的亮灭对应显示键值。

a)外部中断1的应用参照实验五；b)内存观察键值：程序中定义了三个变量“W”“row”和“col”。

“W”代表是CPLD中键盘的扫描数值，“row”和“col”分别代表键盘的行和列，由行和列可以判定按键的位置。

上述三个变量可以在观察窗口中观察的。

c)利用LED灯显示键值原理，参看实验一。

具体的LED灯显示值以查表的形式读出，请参看“”库文件。

本实验的CPLD地址译码说明：基地址：0x0000，当底板片选CS0为低时，分配有效。

CPU的IO空间：基地址+0x0200 LED灯output 8位外部中断用XINT1：由CPLD分配，中断信号由键盘按键产生。

中断下降沿触发。

KEY_DAT_REG(R)：基地址+0x0004;四、实验步骤和内容1.2407CPU板JUMP1的1和2脚短接，拨码开关S1的第一位置ON,其余置OFF；2.E300板上的开关SW4的第一位置ON，其余OFF；SW3的第四位置ON其余的SW置OFF“DEBUG→Connect”）4.打开系统项目文件 \e300.test\ normal \05_key interface \；“\Debug\”文件“Debug\Go Main”跳到主程序的开始；7.指定位置设置断点；8.View--〉Watch Window打开变量观察窗口；9. 将变量“w”“row”和“col”添加到观察窗口中，改变变量观察窗口的显示方式为HEX显示。

“Debug--〉Animate”全速运行，然后点击E300板上键盘按键，观察窗口中变量变化，同时LED1-LED8灯也相应变化，指示键值。

pwm波形发生的基本原理

pwm波形发生的基本原理PWM波形发生的基本原理PWM（脉宽调制）是一种用于生成脉冲波形的技术。

其基本原理是通过对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，这些脉冲可以代替正弦波或所需要的波形。

一、PWM控制的基本原理PWM控制的基本原理是通过控制逆变电路开关器件的通断，使得输出端得到一系列幅值相等的脉冲。

这些脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。

在PWM控制中，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

这种调制方式使得PWM波形具有高精度、高稳定性和高可靠性。

二、PWM波形的生成PWM波形的生成通常需要以下几个步骤：1.产生参考信号：参考信号是一个与所需波形（如正弦波）相对应的信号。

这个信号可以是模拟信号或数字信号。

2.比较器：比较器用于比较参考信号和锯齿波信号。

当参考信号的值高于锯齿波信号时，比较器输出高电平；当参考信号的值低于锯齿波信号时，比较器输出低电平。

3.开关器件：根据比较器的输出，开关器件进行通断控制。

当比较器输出高电平时，开关器件导通；当比较器输出低电平时，开关器件断开。

4.滤波器：滤波器用于平滑PWM波形的输出，以减少谐波成分。

三、PWM波形的优点PWM波形具有以下优点：1.高精度：由于PWM波形的幅值相等，因此可以实现高精度的电压和频率控制。

2.高稳定性：PWM波形的输出不受温度、电压等环境因素的影响，因此具有高稳定性。

3.低噪声：由于PWM波形的脉冲宽度相等，因此具有较低的噪声。

4.易于数字化：PWM波形可以通过数字信号处理器（DSP）等数字器件实现，因此易于数字化。

四、PWM波形的应用PWM波形广泛应用于各种电子设备中，如电机控制、电源转换、音频放大等。

在电机控制中，PWM波形可以用于控制电机的速度和方向；在电源转换中，PWM波形可以用于实现高效的电能转换；在音频放大中，PWM波形可以用于产生高质量的音频信号。

数字电子技术脉冲波形的产生与整形

tf
Vm tW T
2.脉冲宽度tW
0.5Vm～0.5Vm
3.上升时间tr
0.1Vm～0.9Vm
4.下降时间tf
0.9Vm～0.1Vm
5.周期T
周期性脉冲信号，两脉冲间的时间间隔
6.频率f
周期的倒数或每秒钟重复的次数。
7.占空比q
脉冲宽度与周期之比
3
6.5 555定时器的电路结构与功能
6. 5.1 555 定时器的电路结构与功能
6
5K
vC1 =1，vC2 =1， Q =1不变， vO=1不变
vI> 2/3VCC时， vC1 =0，vC2 =1，
vI2
2 VR2
－+C2 5K
&
vC2 Q
G2
& G3
TD
7
Q=0， vO =0，所以VT+=2/3VCC 1
1
3 vO
G4
10
(2)vI从高于 2/3VCC下降的情况
vI>2/3VCC时，
vC1=vC2=0，工作不正常。
vO
t
措施：在输入端加微分网络Rd、 Cd（足够小），将宽脉冲变为
vC
tw
窄脉冲。
+UCC
R 0.01µF
Cd vd vI
Rd
.
uC C
58 4
6
2
3
71
vI
uO
vd
2 3VCC
t
t t
24
该电路为不可重复触发的单稳态电路，除此之外还有可重复触发的单稳态电路。
在暂稳态尚未结束时，又来一个触发脉冲，此脉冲不会引发新的暂稳态。

dds技术原理

dds技术原理DDS技术原理什么是DDS技术DDS（Direct Digital Synthesis）技术是一种通过数字方式生成连续时间波形的方法。

它是一种基于数字信号处理技术的发展而来的新型波形发生技术。

DDS技术具有高精度、高稳定性、高灵活性等特点，被广泛应用于频率合成、调制解调、信号发生等领域。

DDS技术的原理数字相位累加器DDS技术的核心是数字相位累加器。

相位累加器是一种用于周期性连续时间波形的数字累加器，它以固定的频率递增或递减相位值，从而生成连续时间的波形。

相位值的变化速率由相位增量参数控制，该参数决定了波形的频率。

数字频率控制字DDS技术通过调整相位累加器的相位增量参数来控制波形的频率。

相位增量参数被称为数字频率控制字（Digital Frequency Tuning Word，简称FTW），它决定了相位累加器每个时钟周期中相位值的变化量。

映射函数DDS技术中的映射函数用于将数字频率控制字映射到具体的频率。

映射函数通常由硬件电路或软件程序实现，它将FTW值转换为相应的频率值，通过控制FTW值的变化来实现定制的波形产生。

数字到模拟转换DDS技术生成的是数字信号，为了得到模拟波形，需要进行数字到模拟转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）。

DAC将DDS产生的数字波形转换为模拟信号，供系统外部使用。

DDS技术的优势DDS技术相较于传统的信号发生技术具有如下优势：•高精度：DDS技术通过精确控制相位累加器的相位增量值，可以实现非常精确的频率合成，利于高精度的信号发生。

•高稳定性：DDS技术的频率控制依赖于数字控制字，数字控制字的稳定性决定了波形的稳定性，DDS技术具有较高的稳定性。

•高灵活性：DDS技术通过调整数字控制字的值，可以实现各种信号波形的生成，具有较高的灵活性，适应多种应用需求。

结语DDS技术作为一种基于数字信号处理的波形发生技术，具有高精度、高稳定性、高灵活性等优点，被广泛应用于频率合成、调制解调和信号发生等领域。

专业名词专业英语信号处理导论

专业名词总结部分1.A/D conversion [eɪ] [diː][kən'vɜːʃ(ə)n]模数转换指为把数字信号转换为信息基本相同的模拟信号而设计的处理过程。

2.adder ['ædə]加法器加法器是产生数的和的装置。

加数和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。

若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。

3.additive gauss white noise ['ædɪtɪv][gaʊs] [waɪt] [nɒɪz]加性高斯白噪声加性高斯白噪声指的是一种各频谱分量服从均匀分布（即白噪声），且幅度服从高斯分布的噪声信号。

因其可加性、幅度服从高斯分布且为白噪声的一种而得名。

4.aliasing ['eliəsɪŋ] 混叠频混现象又称为频谱混叠效应，它是指由于采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象。

5.all-pass function ['ɔl,pæs] ['fʌŋ(k)ʃ(ə)n] 全通函数全通函数是凡极点位于左半开平面，零点位于右半开平面，并且所有零点与极点对于虚轴为一一镜像对称的系统函数。

6.amplifier ['æmplɪfaɪə] 放大器是指能够使用较小的能量来控制较大能量的任何器件。

7.amplitude ['æmplɪtjuːd] 振幅指振动物体离开平衡位置的最大距离。

8.analog signal ['ænəlɒɡ] ['sɪgn(ə)l]模拟信号指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。

或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。

9.antialiasing profiler [,ænti'eliəsɪŋ] ['prəufailə] 抗混叠预滤波器指一种用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道的程度的低通滤波器。

DSPSin(x)的泰勒级数展开式波形实验报告

DSP实验报告班级：通信姓名：学号：指导老师：1、了解数字波形产生的原理；2、学习DSP产生波形的基本方法和步骤；3、掌握DSP与D/A接口使用。

二、实验原理Sin(x)的泰勒级数展开公式：Sin(x)=x - x3/3! + x5/5! - …+ (-1) n-1x2n-1/(2n-1)! +…，其中x∈R，n∈N.1、由于sin(x)为T=2π周期函数，此处取x∈[0，2π]；2、[0，2π]区间等分为100分，取每个等分小区间的左定点作为采样点。

即，共取101个样点，x = {0，π/50，π/25，…，2π}；3、采用数组mysin[]数据结构存放对应样点的近似函数值。

思路：由Sin(x)的泰勒级数展开式可知，Sin(x)是由通项为(-1) n-1x2n-1/(2n-1)!相加得到的，每项间的符号正负交替，后一项可以看成前一项的结果乘以-x*x/(2*n-1)*(2*n-2)，减少运算的次数。

#include"match.h"#define pi 3.14159265float fun_sin(float x){float sum=0,q=x;int n=2;for(;fabs(q)<10e-7;n++){sum+=q;q*=-x*x/(2*n-1)*(2*n-2));}return sum;}流程图：开始sum=0q=xn=2sum=sum+qq*=-x*x/(2*n-1)*(2*n-2)n=n+1yesfabs(q)<10e-7noReturn sum结束精度取10e-5精度取10e-6精度取10e-7精度取10e-11。

数字电路脉冲波形的产生

（2）当外加触发信号时，电路由稳态翻转到暂态暂
当Vi正跳变来时，在Rd、Cd组成的微分电路输出端得到很窄的正脉冲，使 G1输出V01由高变为低电平，经电容C耦合，使Vi2 为D低电平，于是G2的输出变为高电平。即，VO1=0，VO=1。由于G2的输出与G1的输入端相连，这时即使触发信号再变为低电平，G1输出暂时也不会变回高电平。即，维持暂态。（3）电容C充电，电路由暂态自动返回稳态在暂稳期间，电源经G1的导通管及电阻R对电容充电。随着电容两端的电压的增长，当Vi2上升到G2的阈值电压Vth时，电路发生下述正反馈过程：
所充的电荷释放完,使电路恢复初始状态。一般要经过3d （ d=RONC为放电时间常数）的时间。C 放电的等效电路如上。
(4).分辨时间td
是指在保证电路正常工作的前提下，允许两个相邻触发脉
阜师院数科院
图10.2.4 集成施密特触发器7413的电压传输特性
2020/4/21
阜师院数科院
图10.2.5 CMOS集成施密特触发器 CC40106
2020/4/21
阜师院数科院
图10.2.6 集成施密特触发器CC40106的特性
（ a）电压传输特性（b）VDD对VT＋、VT－的影响
2020/4/21
图12002.03/4/.221 图10.3.1电路的阜师电院数压科院波形图
主要参数的计算
（1）输出脉冲宽度tw 输出脉冲宽度tw 等于从电容C开始充电到vi2上升至 VTH的这段时间。
在RON＜＜R的情况下，等效电路可简化为简单的 RC串联电路。该电路的过度过程可用三要素法求解。
VC(t)=VC （）- [VC（） -VC （0）]e-t/
10.2施密特触发器（Schmitt Trigger）

数字电路ppt-第九章脉冲波形的产生与整形

当UC升至2Ucc/3时， CA1输出跳变为0， Q#=1，Q=0，uo输出低电平，VTD饱和导通
此是一种暂稳态
用555定时器构成的自激多谐振荡器
9.3.2 工作原理
VTD饱和导通，电容通过R2放电，时间常数为τ2=R2C
当UC降至Ucc/3时， CA2输出跳变为0， Q#=0，Q=1，uo输出高电平，VTD截止
back
9.6 单稳态触发器
单稳态触发器的特点：
1. 电路有一个稳定状态和一个暂稳状态； 2. 在外来触发脉冲作用下，由稳定状态翻转到暂稳状态
，然后自动返回稳定状态； 3. 暂稳状态持续时间和触发脉冲无关，而是取决于电路
的定时器件的参数；
单稳态触发器一般用于定时、整形以及延时。
9.6.1 用555单定时器构成单稳态触发器
用555多谐振荡器工作波形图
9.3.2 工作原理
占空比可调节的多谐振荡器电路
9.3.2 工作原理
电容C的充电回路： UCC→R1→VD1→C
充电时间常数是： τ1=R1C
放电回路： C→VD2→R2→VTD
放电时间常数是： τ2=R2C
占空比可调节的多谐振荡器电路
9.3.2 工作原理
用555单定时器构成单稳态触发器
9.6.1 用555单定时器构成单稳态触发器
四．触发脉冲的脉冲宽度（即uI的低电平持续时间）必须小于电路输出的脉冲宽度，否则电路不能正常工作。
用555单定时器构成单稳态触发器
9.6.1 用555单定时器构成单稳态触发器
2. RS触发器处于1状态， Q=1，Q#=0,输出uO为高电平，VTD截止，此为暂稳态。VTD截止时，UCC通过R对电容C充电，uC逐渐升高，当uC=2Ucc/3时，CA1输出0，则Q=0， Q#=1，uO为低电平，VTD 饱和导通，C通VTD放电，使uO≈0，电路返回了稳态。

数字电子技术第7章脉冲波形的产生与变换简明教程PPT课件

v I' vO1 vO __________________ |
于是电路的状态迅速转换为 vO VOH VDD 。
' 由此可知，输入信号 v I 上升的过程中电路的状态发生转换是在 vI VTH 时，把此时对应的输入电压值称为上限阈值电压，用 VT 表示。
1
使 v O1 迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不能跃变，所以v I2 也同时跳变到低电平，并使 vO 跳变为高电平，电路进入暂稳态。这时即使 vd 回到低电平， vO 的高电平仍将维持。与此同时，电容C开始充电。
③暂稳态维持一段时间后自行回到稳态。随着充电过程的进行， v I2 逐渐上升，当上升到略高于 VTH 时，又引发另外一个正反馈过程
根据以上分析，电路中各点电压波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W RC ln VDD 0 RC ln 2 0.69RC VDD VTH
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL VDD
微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发。在 v I 的脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况下，电路仍能正常工作，但是输出脉冲的下降沿较差。
根据以上分析，电路中各点电压的波形如图所示。
(3) 主要参数计算
输出脉冲的宽度：
t W ( R RO )C ln
VOH VOL VTH VOL
式中RO 为反相器 G 1 输出为低电平时的输出电阻。
输出脉冲的幅度：
Vm VOH VOL
积分型单稳态触发器的优点是抗干扰能力较强。它的缺点是输出波形的边沿比较差。此外，积分型单稳态触发器必须在触发脉冲的宽度大于输出脉冲的宽度时才能正常工作。

第4章数字波形的合成

0x0000 7041
0x0000 7042 0x0000 7044 0x0000 7046 0x0000 7047 0x0000 7048 0x0000 7049 0x0000704A 0x0000 704B 0x0000 705C 0x0000 705F
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
SPI操作控制寄存器
void InitSpi(void) { EALLOW; GpioMuxRegs.GPFMUX.all = 0x000F; //SPI引脚配置为外设模式 EDIS; SpiaRegs.SPICCR.all = 0x0F; //软件复位，上升沿输出，字符长度16位 SpiaRegs.SPICTL.all = 0x0F; //时钟延迟半个周期，主模式，发送与中断使能 SpiaRegs.SPIBRR = 0x07; //波特率＝150/4/8=4.69MHz SpiaRegs.SPICCR.all = 0x8F; //退出复位状态，准备接收、发送字符 PieCtrl.PIEIER6.bit.INTx1 = 1; //使能SPI接收中断 PieCtrl.PIEIER6.bit.INTx2 = 1; //使能SPI发送中断，（仅用于FIFO模式） IER |= M_INT6; //使能PIE组6中断 ClearSPI[0]=0x01; //*ClearSPI=(volatile unsigned int *)0x80006;
V UT A O
2
VOUTB
7
VDD
GND REF
SYNC
DIN SCLK 6 5
SPISTE SPISIMO SPICLK
3 4
AD7303
TMS320F2812
C28

数字电路第8章脉冲波形的产生与整形概要

振荡周期为
T T 1 T 2 0 .7 (R 1 R 2 )C
占空比为
DT1 R1 T R1 R2
第8章脉冲波形的产生与整形
4)
用两个多谐振荡器可以组成如图8-7(a)所示的模拟声响电路。适当选择定时元件，使振荡器A的振荡频率 fA=1Hz ，振荡器B的振荡频率 fB= 1kHz。由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚)，当Uo1输出高电平时，B振荡器才能振荡，Uo1输出低电平时， B振荡器被复位，停止振荡，因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。其工作波形如图 8-7(b)所示。
到，电路就一直处于Uo=0 的稳定状态。
第8章脉冲波形的产生与整形
② 暂稳态：外加触发信号Ui的下降沿到达时，由于
U21 3UC、 C U6(UC)0，RS触发器Q端置 1，因此Uo=1, V1截止，UCC开始通过电阻R向电容C充电。随着电容C充电的进行，UC不断上升，趋向值UC(∞)=UCC。
电路处于某一暂稳态，电容C上电压UC略低于
，Uo
输出高电平，V1截止，电源UCC通过R1、R2 给电容C充电。随输着出充电电压的Uo进就行一U直C逐保渐持增高高电，平但不只变要，13这U就CC是U第C 一23个U暂CC稳，
态。
第8章脉冲波形的产生与整形
于
2 3
当电容C上的电压UC略微超过
2 3
U6 U23i的U触CC 发期负间脉，冲R消S失触后发，器U状2回态到保高持电不平变，，在因U此2 ，13UUoCC、一直保持高电平不变，电路维持在暂稳态。但当电容C上
的电压上升到
U6
2 3
UCC
时，RS触发器置 0，电路输出Uo
=0，V1导通，此时暂稳态便结束，电路将返回到初始的

数字电子技术第六章脉冲波形的产生课件50页PPT

综上所述，多谐振荡器的Байду номын сангаас点是电路没有稳定状态，
在两个暂稳态之间不停地翻转。能够自动翻转的原因是电容C的充放电，改变充放电的时间常数，就改变了两个暂稳态持续的时间，也就改变了产生的脉冲宽度。当采用集成逻辑门时，振荡周期的估算公式为:
T ≈ 2.2RC 2. 多谐振荡器的基本功能及应用多谐振荡器能自动产生矩形脉冲输出，常作为矩形脉冲信号源，为需要矩形脉冲的电路提供矩形脉冲信号，如为时序逻辑电路提供时钟信号、为数字钟提供时基信号等。图6.4所示的RC环形多谐振荡器的频率稳定性较差，只能应用于对频率稳定性要求不高的场合。如果要求产生频率稳定性很高的脉冲波形，就要采用图6.5虚线框中所示的石英晶体多谐振荡电路。
图6.5 秒信号发生器的电路图
图6.5所示电路实际上是一款采用CD4060 构成的秒信号发生器，它由石英晶体多谐振荡电路和15次二分频电路组成。晶振的频率f = 32.768kHz，振荡电路产生的脉冲信号经过整形、15次二分频后，就可获得频率稳定的1Hz脉冲信号，即秒脉冲信号。
6.2 单稳态触发器及应用
图中，CD4060内部的G1门和外接电阻R、电容C1和C2、石英晶振组成振荡电路，内部G2 门对振荡输出的信号进行整形。石英晶振在电路中起选频作用，选频特性非常好，只有频率等于石英晶振谐振频率的信号才能被选出，而其他频率的信号均被衰减。因此，石英晶体多谐振荡器的输出信号频率取决于石英晶振的频率，并且频率稳定性非常高。
在电源接通的瞬间，若G2门输出为高电平，因电容电压不能突变，G1门的输入为高电平、输出为低电平，维持 G态2）门。输出高电平，电路处于一种暂时稳定状态（也叫暂稳延值是续时G接2，，门着电G的G1容输门2门电入的输压，输出升所出的高以由高，G低电2G电门平1平门的对变的输电为输出容高入由进电电高行平压电充。降平电因低变，，G为随1当低门着低电的充到平输电一，出的定电就路处于另一种暂稳态。的输路延出返G续由回2门，高到的电前G输1平一门出变种的变为稳输为低定入低电状电电平态压平，，升后又G高，2开，门电始当的容重高输开复到出始前一又放面定回电的值到，过时高随程，电着。平G放1，门电电的

数字电子技术脉冲波形的产生和整形

数字电子技术脉冲波形的产生和整形数字电子技术在现代电子领域中扮演着重要的角色。

脉冲波形的产生和整形是数字电子技术中的一项基础技术，它在数字信号处理、通信系统、计算机科学等领域中得到广泛应用。

本文将探讨数字电子技术脉冲波形的产生和整形的原理、方法以及应用。

一、数字电子技术脉冲波形的产生原理数字电子技术脉冲波形的产生基于逻辑门电路的输出状态变化。

逻辑门电路由多个逻辑门组成，逻辑门的输入和输出可以是0或1。

通过逻辑门的组合和控制，可以产生各种复杂的波形。

例如，当使用非门电路时，其输出与输入相反。

如果输入为0，则输出为1；如果输入为1，则输出为0。

通过在非门电路后面串联非门电路，可以得到一个稳定的高电平或低电平信号。

通过适当的时钟控制和信号切换，可以产生各种脉冲波形。

二、数字电子技术脉冲波形的整形方法1. 单稳态整形电路单稳态整形电路可将输入的窄脉冲波形整形为较宽的方波信号，以确保输入脉冲的稳定性和准确性。

单稳态整形电路的核心是单稳态多谐振器，其通过一个触发器和适当的电容电阻网络实现。

输入脉冲触发触发器，逐渐充放电电容，最终输出一个较宽的方波脉冲。

2. 升降沿整形电路升降沿整形电路能够将输入脉冲波形的上升沿和下降沿进行整形，使其变得更为陡峭和准确。

升降沿整形电路由施密特触发器、比较器和延时电路等组成。

在输入脉冲波形的上升或下降沿触发触发器，输出经过比较器和延时电路后得到整形后的脉冲波形。

三、数字电子技术脉冲波形的应用1. 数字信号处理数字信号处理是数字电子技术的重要应用领域之一。

脉冲波形的产生和整形技术在数字信号处理中起到至关重要的作用。

通过产生和整形不同的脉冲波形，可以实现信号滤波、频率分析、解调等功能。

2. 通信系统在通信系统中，数字电子技术脉冲波形的产生和整形对信号的传输和接收起着重要作用。

通过产生和整形不同的脉冲波形，可以实现数据的编码、解码、调制和解调等功能，提高信号传输的可靠性和效率。

3. 计算机科学在计算机科学领域，数字电子技术脉冲波形的产生和整形广泛应用于时序控制、时钟信号生成、数据同步等方面。

数字电子技术教学课件-第06章脉冲波形的产生与变换

24
2. 脉冲整形
在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，或者边沿产生振荡等。通过施密特触发器整形，可波畸以形变获得比较理想的矩形脉冲波形边振。沿荡
图6-12 脉冲整形
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25
3．脉冲鉴幅将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发
器的输入端，只有那些幅度大于UT+的脉冲才会在输出端产生输出信号。可见，施密特触发器具有脉冲
当uI上升，使得uI1 =UTH时，电路会产生如下正反馈过程：
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电路会迅速转换为 G1 导通、 G2 截止，输出为 UOH，即uO=VDD的状态（第二稳态）。此时的uI值称为施密特触发器的上限触发转换电平UT+。显然， uI继续上升，电路的状态不会改变。
特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。
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6.2.1 用集成门电路构成的施密特触发器
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2. 脉冲定时
单稳态触发器能够产生一定宽度tw的矩形脉冲，利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在tw时间内动作(或者不动作)。
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图6-19 脉冲定时
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6.4 多谐振荡器 6.4.3 石英晶体振荡器
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3. 对输入触发脉冲宽度的要求
在使用微分型单稳态触发器时，输入触发脉冲uI的宽度tw1应小于输出脉冲的宽度tw，即tw1＜tw，否则电路不能正常工作。

数字电子技术第10章脉冲波形的产生电路

第10章脉冲波形的产生与整形电路内容提要：本章主要介绍多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路结构、工作原理及其应用。

它们的电路结构形式主要有三种：门电路外接RC电路、集成电路外接RC电路和555定时器外接RC电路。

10.1概述导读:在这一节中，你将学习：⏹多谐振荡器的概念⏹单稳态触发器的概念⏹施密特触发器的概念在数字系统中，经常需要各种宽度和幅值的矩形脉冲。

如时钟脉冲、各种时序逻辑电路的输入或控制信号等。

有些脉冲信号在传送过程中会受到干扰而使波形变坏，因此还需要整形。

获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生，产生脉冲信号的电路称为振荡器；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。

典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路三种类型。

（1）双稳态触发电路又称为触发器，它具有两个稳定状态，两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。

（2）单稳态触发电路又称为单稳态触发器。

它只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态（简称“暂稳态”），在外加触发信号作用下，可从稳定状态转换到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态，暂稳态的持续时间取决于电路的参数。

（3）多谐振荡器能够自激产生连续矩形脉冲，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。

其状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。

若对该输出波形进行数学分析，可得到许多各种不同频率的谐波，故称“多谐”。

脉冲整形电路能够将其它形状的信号，如正弦波、三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。

施密特触发器就是常用的整形电路，它利用其著名的回差电压特性来实现。

自测练习1．获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是（）；另一种是（）。

2．触发器有（）个稳定状态，分别是（）和（）。

3．单稳态触发器有（）个稳定状态。

4．多谐振荡器有（）个稳定状态。

10.2 多谐振荡器导读:在这一节中，你将学习：⏹ 门电路构成多谐振荡器的工作原理 ⏹ 石英晶体多谐振荡器电路及其优点 ⏹ 秒脉冲信号产生电路的构成方法多谐振荡器是一种无稳态电路，它不需外加触发信号，在电源接通后，就可自动产生一定频率和幅度的矩形波或方波。