第六章脉冲的产生与原理及原理的应用.
脉冲器的原理及应用
脉冲器的原理及应用1. 引言脉冲器是一种电子设备，用于产生高频率的电脉冲信号。
它在许多领域中都有广泛的应用，如通信、雷达、医疗设备等。
本文将介绍脉冲器的原理以及其在各个领域中的应用。
2. 脉冲器的原理脉冲器的原理基于电子元件的频率特性和信号产生的原理。
通常，脉冲器由电容、电感和电阻等基本元件组成。
2.1 电容的作用电容在脉冲器中扮演着储存电荷的角色。
当电容器充满电荷时，可以通过放电来产生脉冲信号。
2.2 电感的作用电感在脉冲器中起到储存能量的作用。
电感器存储电流和磁能，并将其释放以产生脉冲信号。
2.3 电阻的作用电阻对电流的流动起到限制作用。
在脉冲器中，电阻用于调整脉冲信号的幅度和持续时间。
3. 脉冲器的应用脉冲器由于其特殊的信号特性，在许多领域中有广泛的应用。
3.1 通信领域脉冲器在通信领域中被广泛应用于脉冲编码调制（PCM）、频率调制（FM）等信号处理过程中。
它可以产生高频率、高速度的脉冲信号，用于数据传输和通信系统的建立。
3.2 雷达技术在雷达技术中，脉冲器被用于生成雷达脉冲信号。
脉冲信号的特性决定了雷达系统的探测能力和目标分辨率。
通过调整脉冲信号的幅度和持续时间，可以实现不同范围和分辨率的雷达系统。
3.3 医疗设备脉冲器在医疗设备中也得到了广泛应用。
例如，在心脏起搏器中，脉冲器产生脉冲信号用于控制心脏节律。
另外，脉冲器还被用于生物传感器和疼痛治疗设备等医疗器械中。
3.4 科学实验脉冲器在科学实验中也有重要的应用。
例如，它可用于产生精确的脉冲信号，用于控制实验装置的工作。
脉冲器还可以用于实验室中的测试和测量，如频率测量和实验装置的同步控制等。
4. 总结脉冲器是一种用于产生高频率脉冲信号的电子设备。
它的原理基于电容、电感和电阻等基本元件的特性。
在通信、雷达、医疗设备和科学实验等领域中，脉冲器都有广泛的应用。
通过调整脉冲信号的参数，可以实现不同范围、分辨率和功率的脉冲器设计。
脉冲器的应用领域将继续扩展，为各个领域的发展提供更大的可能性。
脉冲的原理与应用
脉冲的原理与应用1. 脉冲的定义和特点脉冲是电信号中的一种特殊波形，其特点是信号强度在短时间内迅速变化，通常持续时间非常短暂。
脉冲信号通常由短脉冲和长脉冲两种类型组成，具有高频率、突变性和冲击性的特点。
特点： - 短暂：脉冲信号的持续时间非常短暂，一般只有几个微秒到几毫秒。
- 高频：脉冲信号的频率很高，能够达到几千赫兹甚至更高。
- 突变性：脉冲信号的幅度由低到高或由高到低发生突变，不会产生中间状态。
- 冲击性：脉冲信号的能量非常集中，能够在短时间内传递大量能量。
2. 脉冲的产生原理脉冲信号可以通过不同的方法产生，下面介绍几种常见的脉冲产生原理。
2.1 放电脉冲产生原理放电脉冲是通过电容器存储电荷，然后突然释放的方式产生的。
当电容器接收到充电电流后，电荷将在电容器内部积累。
当达到设定的电荷量或电压时，电容器会突然放电，产生一个脉冲信号。
2.2 脉冲激光产生原理脉冲激光是通过激光器产生的。
激光器通过外部能量输入，激发激光介质使其产生激射，然后控制其在光腔内的反射和放大过程，最终输出脉冲激光。
2.3 电子脉冲产生原理电子脉冲是通过电子设备产生的。
电子设备可以产生非常短暂的电流和电压脉冲，如脉冲发生器、脉冲电源等。
3. 脉冲的应用领域脉冲信号在各个领域有着广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域。
3.1 通信领域在通信领域，脉冲信号被广泛用于调制、解调、传输和接收等方面。
例如在无线通信中，脉冲调制技术被用于将信息信号转换成脉冲信号进行传输。
3.2 雷达领域雷达是利用脉冲信号的特性来实现目标探测和距离测量的设备。
脉冲雷达通过发送短暂的脉冲信号，然后接收回波并分析其延迟时间来确定目标的距离和速度。
3.3 医学领域在医学领域，脉冲信号广泛用于心电图、血压测量、脑电图等方面。
通过分析和记录脉冲信号，医生可以判断一个人的健康状况和疾病情况。
3.4 科研领域脉冲信号在科研领域有着广泛的应用。
例如在物理实验中，通过脉冲信号可以测量粒子的速度和能量；在化学实验中，可以通过脉冲信号来观察和控制反应的进程。
脉冲发生原理
脉冲发生原理
脉冲是一种瞬时的、短暂的电信号，它在电子设备和通信系统中起着至关重要的作用。
脉冲发生原理涉及到电子学、通信工程和物理学等多个领域，本文将从脉冲的定义、产生方式以及应用领域等方面进行介绍。
首先，脉冲的定义。
脉冲是一种短暂的电信号，它可以是单个脉冲，也可以是一系列脉冲的集合。
脉冲的特点是持续时间短暂，幅度较大，频率较高。
在实际应用中，脉冲可以用来传输信息、控制电路、测量信号等。
脉冲的产生方式主要有以下几种，一是通过脉冲发生器产生，脉冲发生器是一种专门用来产生脉冲信号的设备，它可以根据特定的参数要求产生不同形式的脉冲信号；二是通过数字信号处理产生，数字信号处理技术可以通过对数字信号进行处理，生成需要的脉冲信号；三是通过模拟电路产生，模拟电路可以通过电子元件的组合和控制产生需要的脉冲信号。
脉冲在通信系统、雷达系统、医疗设备、工业控制等领域有着广泛的应用。
在通信系统中，脉冲可以用来传输数字信息，实现数据的高速传输；在雷达系统中，脉冲可以用来发送和接收雷达信号，实现目标的探测和跟踪；在医疗设备中，脉冲可以用来产生超声波，实现对人体组织的成像和治疗；在工业控制中，脉冲可以用来控制电机、执行器等，实现自动化生产和设备控制。
总结一下，脉冲是一种短暂的电信号，它可以通过脉冲发生器、数字信号处理和模拟电路等方式产生。
脉冲在通信系统、雷达系统、医疗设备、工业控制等领域有着广泛的应用。
对脉冲发生原理的深入了解，有助于我们更好地理解和应用脉冲技术，推动相关领域的发展和进步。
脉冲的工作原理
脉冲的工作原理
脉冲是一种在物理、电子学和通信领域中广泛应用的概念，它是
指一种短暂的电信号、声波、光线等等，其波形可以是一个尖峰或一
个方波。
脉冲信号在通信、测量和控制等领域具有很重要的作用，因
为它可以通过对信号的强度、波形、频率和时序等方面进行调节，实
现对信号的控制和干扰。
脉冲的工作原理主要是基于信号产生和传输的原理。
一般来说，
脉冲信号的产生是通过将一个连续的信号转化为一个短暂的脉冲信号
来实现的。
这可以通过一些特定的电路或信号处理器件来完成。
例如，在数字电路中，可以通过用数字信号控制逻辑门的开关来产生一个脉
冲信号。
在模拟电路中，可以通过用放大器和滤波器等电路将一个连
续的波形转化为一个脉冲信号。
脉冲信号的传输通常使用的是导线、光纤和无线电波等方式进行。
当信号通过导线传输时，它会遇到电阻、电感和电容等电路元件的阻碍，因此在传输过程中信号会发生衰减、时移和失真等不良影响。
为
了克服这些问题，人们可以采用特殊的信号放大器、衰减器和滤波器
等器件进行信号处理和修正。
类似地，当信号通过光纤或无线电波传
输时，也会发生光纤衰减、电磁干扰、多径效应等问题。
为了解决这
些问题，人们可以采用光纤放大器、光纤衰减补偿器和信号编码技术
等方法来优化信号传输。
综上所述，脉冲信号的工作原理涉及信号的产生、传输和处理等
方面，因此需要特殊的电路和器件进行支持。
在实际应用中，需要根
据具体的需求和应用场景选择合适的脉冲信号产生和传输方案，并进
行严格的信号处理和修正，以实现最佳的信号传输效果。
脉冲的工作原理
脉冲的工作原理脉冲的工作原理是通过短暂的电流或电压波形来传递信息或激发特定的物理响应。
下面将介绍脉冲的工作原理。
1. 电流脉冲工作原理：电流脉冲是一种短暂的电流流动形式，其工作原理基于以下几个方面：(1) 电荷的累积与释放：电流脉冲通过控制电荷的累积与释放来实现。
通过电源或电容器等装置对电荷进行预先积累，然后再以较高的速度将电荷释放出来，形成短暂的电流脉冲。
(2) 瞬态现象的利用：电流脉冲通常涉及到诸如电阻、电容和电感等元件，这些元件在电流变化时产生瞬态现象。
通过利用这些瞬态现象，电流脉冲可以激发特定的物理响应，如仪器测量、电磁感应等。
(3) 控制电流形状：电流脉冲的形状对其工作效果具有重要影响。
通过控制电流脉冲的电压、时间和波形等参数，可以实现对电流形状的控制，以适应不同的应用需求。
2. 电压脉冲工作原理：电压脉冲是一种短暂的电压变化形式，其工作原理基于以下几个方面：(1) 电荷分布与电场变化：电压脉冲通过控制电荷的分布和电场的变化来实现。
通过在导体或电容器上施加高电压，使电荷在导体内部或电容器的极板上分布不均匀，从而产生短暂的电场变化。
(2) 电场作用下的物质响应：电压脉冲的电场变化会导致物质内部的电荷重新排列或分布，从而引起物质的响应。
例如，在液晶显示器中，电压脉冲的电场变化可以改变液晶分子的排列方式，从而使液晶显示屏显示出不同的图像。
(3) 控制电压形状：电压脉冲的形状对其工作效果具有重要影响。
通过控制电压脉冲的电荷量、时间和波形等参数，可以实现对电压形状的控制，以适应不同的应用需求。
综上所述，脉冲的工作原理主要涉及电荷的累积与释放、瞬态现象的利用、电场的变化和电压的控制等方面。
通过这些原理，脉冲可以实现信息传递和物理响应的激发。
脉冲的工作原理
脉冲的工作原理
脉冲技术是一种将电磁波或电信号转化为短暂而集中的能量脉冲的方法。
脉冲技术被广泛应用于雷达、无线电通信、医学成像等领域。
脉冲的工作原理基于以下几个步骤：
1. 产生脉冲信号：脉冲信号通常由脉冲发生器产生，脉冲发生器可以是电路中的特定元件、脉冲调制器或脉冲放大器。
这些设备可以产生具有特定频率和幅度的电流或电压脉冲。
2. 脉冲调制：脉冲调制是控制脉冲信号属性的过程。
它可以调整脉冲的频率、幅度、宽度和形状等参数，以适应不同的应用需求。
3. 传输脉冲：一旦脉冲信号被生成和调制，它将通过导线或无线通信途径传输到接收器或目标设备。
在这个过程中，脉冲信号可以通过天线、电缆或空间传播等方式进行传递。
4. 接收和处理脉冲信号：接收器接收传输的脉冲信号，并通过解调、放大和滤波等处理步骤对信号进行恢复和优化。
这些处理措施有助于提高信号的可靠性和质量。
5. 运用脉冲信号：接收和处理后的脉冲信号可以被应用于各种领域和设备中。
例如，在雷达中，脉冲信号可以用于探测和跟踪目标；在医学成像中，脉冲信号可以用于生成高分辨率的影像。
总而言之，脉冲技术的工作原理基于产生、调制、传输和处理短暂而集中的能量脉冲信号。
通过精确控制各种参数，脉冲技术能够满足不同应用领域的需求，并提供高效、可靠的信号传输和处理。
脉冲的产生与变换课件
脉冲的调制与解调
总结词
脉冲的调制号的传 输和频分复用；通过解调可以将加载在脉冲上的信号 还原为原始信号。
详细描述
脉冲的调制是指将低频信号加载到高频脉冲上，以实现 信号的传输和频分复用。常见的调制方式有调频、调相 和调幅等。在调制过程中，需要选择合适的载波频率、 调制方式和解调方法，以确保信号传输的质量和可靠性。 脉冲的解调是指从调制后的脉冲中还原出原始信号。解 调方法与调制方式相对应，常见的解调方式有相干解调、 包络解调和同步检波等。解调过程中需要注意消除噪声 和失真等因素的影响，以获得准确的原始信号。
幅度测量
测量脉冲信号的幅度大小，常 用电压或电流表等仪表进行测
量。
时间测量
测量脉冲信号的持续时间、周 期等时间参数，常用示波器、
时间间隔测量仪等设备。
频率测量
测量脉冲信号的频率、周期等 参数，常用频率计等设备。
相位测量
测量脉冲信号的相位差、相对 时间位置等参数，常用相位计
等设备。
05 脉冲技术的应用实例
化学脉冲的产生
化学脉冲是指通过化学反应产生的脉 冲，如化学振荡器产生的脉冲。这种 脉冲通常由化学反应过程中的物质浓 度变化产生，其参数（如频率、幅度、 周期等）可以通过改变反应条件来调 整。
VS
化学脉冲在化学动力学、生物化学反 应等领域有广泛应用，如化学振荡器、 生物神经元等。
03 脉冲的变换与调制
通过滤波器对脉冲信号进 行筛选，提取所需频段的 信号，抑制噪声和干扰。
调制解调
将脉冲信号调制到载波信 号上，实现信号的传输和 放大，并在接收端进行解 调还原原始信号。
编码解码
对脉冲信号进行编码，提 高信号的抗干扰能力和传 输可靠性，在接收端进行 解码还原原始信号。
脉冲产生
脉冲产生光耦组成的脉冲电路图原理及应用本文介绍的光耦是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件，发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光，而光脉敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号，因此，光起着媒介的作用。
由于光电耦合器抗干扰能力强，容易完成电平匹配和转移，又不受信号源是否接地的限制。
所以应用日益广泛。
一、用光电耦合器组成的多谐振荡电路用光电耦合器组成的多谐振荡电路见图1。
当图1（a）刚接通电源Ec时，由于UF随C充电而增加，直到UF≈1伏时，发光二极管达到饱和，接着三极管也饱和，输出Uo≈Ec。
三极管饱和后，C放电（由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re两条路径放电），uo减小，二极管在C放电到一定程度后就截止，而三极管把储存电荷全部移走后，接着也截止，uo 为零。
三极管截止后，电源Ec又对C充电，重复上述过程，得出图示的尖峰输出波形，其周期，为（当RF》Re时）：T=C（RF+Re）In2图1（b）是原理相同的另一种形式电路。
图1、用光电耦合的多谐振荡器二、用光电耦合器组成的双稳态电路用光电耦合器组砀双稳态电路如图2所示。
电路接通电源后的稳态是BG截止，输出高电位。
在触发正脉冲作用下，ib 增加使BG进入放大状态，形成ib↑→if↑→ib↑↑,结果BG截止，这种电路比普通的触发顺具有更高的抗干扰能力。
若设BG的极限电流Ic=6毫安，则R2=取为：R2≥(13-1)/(6×)=24欧限流电阻R1可按下式计算R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm式中：Ibm是晶体管的最大基极电流，Rce2min是光敏三极管集射间的最小电阻值。
图2、用光电耦合的双稳态电路三、用光电耦合器组成的整形电路由于用光电耦合器组成的脉冲耦合电路，其前后沿时间都比较大，因此在耦合器后面接一级晶体管的整形放大电路。
见表一列出几种整形电路的应用实例。
表一用光电耦合器组成的整形电路光电耦合-晶体管整形电路光电耦合-固定组件整形反相整形快速整形电路说明这是一种施密特整形电路，因为不管输入是失真方波、正弦波还是锯齿波，在输出端均得到方波光电耦合顺的输出接一与非门时行整形光电耦合器的输出端后面连接两级与非门，构成反相整形光电耦合器的输出端后面连接两只晶体管，构成同相整形电路四、用光电耦合器组成的斩波电路用光电耦合器组成的斩皮电路见表二表二用光电耦合器组成的斩波电路直接斩波电路隔离式斩波电路（I）隔离式斩波电路（II）电路说明输出Ei被测电压，经斩波取样后送到编码器里进行编码测量，当A点是低电位，B点为高电位时，GD1导通，GD2截止，被测电压Ei直接送到输出端，反之，A点高电位，B点低电位，GD1截止，GD2导通，C经GD2放电，输出端回到零。
第六章 脉冲的产生与原理及原理的应用
第6章脉冲波形的产生与整形
3. 实训设备及元器件 (1) 实训设备： 双路直流稳压电源、信号发生器1台、双踪示 波器1台、面包板1块、单股导线若干、万用表(数字表、指针表 各1块)。 (2) 实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块 NE555。 4. 测试内容 1) 测试电路 测试电路如图6.9所示。 2) 测试步骤 (1) 按图6.9所示接好电路，在输入端接入信号发生器，并用 示波器分别观测输入端和输出端的波形
1. 实训任务 (1) 用仪表仪器测试555定时器的逻辑功能。 (2) 分析和仿真555定时器的逻辑功能。 (3) 记录并比较测试结果。 2. 实训要求 (1) 熟悉555定时器的符号、逻辑功能、引脚排列。 (2) 小组之间相互学习和交流，比较实训结果。 3. 实训设备及元器件 (1)实训设备：直流稳压电源1台、面包板1块、单股导线若干、万 用表(数字表、指针表各1块)。 (2)实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块NE555。
第6章脉冲波形的产生与整形
NE555集成定时器内部电路如图6.1所示，它主要由3个电阻
R组成的分压器、两个高精度电压比较器C1和C2、一个基本RS
触发器、一个作为放电的三极管VT及输出驱动G3组成。
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.1 NE555集成定时器内部电路
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.2所示为555定时器的逻辑符号 和引脚排列。
t RC ln uC () uC (0) uC () UD
(6-2)
第6章脉冲波形的产生与整形
脉冲的原理与作用
脉冲的原理与作用脉冲的原理与作用脉冲是指在一定时间内突然产生的连续波或单个波形，其波形通常呈现出尖峰和急剧变化的特征。
脉冲的产生原理涉及到不同物理学领域的知识，包括电子学、光学、声学等。
脉冲在各个领域中都有着广泛的应用和作用。
脉冲的产生原理可以从电子学的角度解释。
在电子学中，脉冲的产生通常是通过一个电压或电流突然地从低到高或从高到低的变化。
这种突然变化可以是由外部电路的干扰、电压源的开关等引起的。
一般来说，脉冲的产生是瞬时的，持续的时间很短。
脉冲的作用在各个领域中也各有不同。
在电子学中，脉冲通常被用作信号传输中的一种方式。
脉冲信号可以有效地传输信息，尤其适用于需要快速传输大量数据的场合。
脉冲信号的特点是幅度大、持续时间短，可以在较长距离上传输信息而不会被信号衰减所影响。
脉冲信号在电子通信、计算机网络等有着重要的应用。
在光学中，脉冲通常是激光脉冲。
激光脉冲是由激光器产生的一种非常短暂的激光光束。
激光脉冲的特点是能量集中、时间很短，能够集中地传递能量和信息。
激光脉冲在激光切割、激光打标、激光医疗等领域中有着广泛的应用。
在声学中，脉冲通常是指短暂而强烈的声波。
脉冲声波具有明显的尖峰和急速变化的特点，常常是由突然的震动或冲击产生的。
脉冲声波在声纳、超声波检测等领域中有着重要的应用，例如用于水下探测、医学超声诊断等。
此外，脉冲还在其他领域中有着一些特殊的应用和作用。
例如在神经科学中，神经脉冲是人体神经系统中传递信号的基本单位，控制和调节身体各种功能。
宇航科学中，脉冲推进器是一种将物质在极短时间内喷射发射出去的推进器，用于航天器的姿态调整和轨道变更。
总之，脉冲的原理是突然的变化产生特定的波形，脉冲的作用在不同的领域中有不同的应用。
无论是在电子学、光学、声学，还是在神经科学、宇航科学等领域中，脉冲都发挥着重要的作用。
脉冲信号的独特特性使其在信息传输、能量传递等方面具有特殊的优势，有助于推动科学技术的发展和应用的创新。
脉冲的产生与波形
要点二
详细描述
脉冲宽度定义为高电平持续的时间，通常以时间单位（如 秒、毫秒等）表示。在数字电路中，脉冲宽度是一个关键 参数，因为它决定了信号的逻辑状态和传输速率。较窄的 脉冲宽度可能导致信号的逻辑状态不稳定，而较宽的脉冲 宽度则可能使信号在传输过程中发生畸变。因此，选择合 适的脉冲宽度对于确保信号的正确传输和识别至关重要。
脉冲幅度
总结词
脉冲幅度是衡量脉冲电压或电流高低的标准，它决定了信号的能量和强度。
详细描述
脉冲幅度定义为脉冲的最大电压或电流值，通常以伏特或安培表示。在电子设备和系统中，脉冲幅度对于信号的 传输质量和系统性能具有重要影响。较大的脉冲幅度意味着更高的能量和更强的信号，但同时也可能导致信号失 真和干扰。因此，选择合适的脉冲幅度需要根据具体的应用需求和系统限制进行权衡。
电子脉冲
电子脉冲是由电子设备产生的。当电子设备中的电路状态发生变化时，会产生电 流的突然变化，形成脉冲。
电子脉冲通常用于控制和驱动各种电子设备，如计算机、电视、音响等。它们在 通信、数据处理、控制系统中也有广泛应用，如数字信号传输、开关电源控制等 。
03
脉冲的波形
矩形波
矩形波是一种常见的脉冲波形， 其特点是具有明确的上升沿和 下降沿，以及相对平坦的顶部 和底部。
脉冲频率
总结词
脉冲频率是衡量单位时间内脉冲数量的参数 ，它决定了信号的速度和动态特性。
详细描述
脉冲频率定义为单位时间内脉冲重复的次数， 通常以赫兹（Hz）表示。在通信和控制系统 等应用中，脉冲频率是关键参数之一。较高 的脉冲频率意味着更快的传输速度和更高的 响应能力，但同时也可能增加信号的噪声和 干扰。因此，选择合适的脉冲频率需要根据 实际应用的需求和限制进行优化。
脉冲发生原理
脉冲发生原理脉冲是一种突然而短暂的信号，它在电子学、通信、雷达、医学等领域都有广泛的应用。
脉冲发生原理是指在各种设备和系统中，如何产生所需要的脉冲信号的基本原理。
本文将从脉冲的定义、特点和应用领域入手，深入探讨脉冲发生的原理及其相关知识。
首先，脉冲是一种瞬时的信号，它具有高峰值、短脉宽和快上升时间的特点。
脉冲信号可以用于传输信息、测量距离、控制系统等多种用途。
在实际应用中，脉冲信号的发生是至关重要的，因此需要了解脉冲发生的原理。
脉冲的发生可以通过多种方式实现，其中最常见的是利用电子元件的特性来产生脉冲信号。
例如，利用开关管、晶体管等元件的导通和截止来控制电路的通断，从而产生脉冲信号。
此外，还可以利用振荡电路、计数器、定时器等电路来产生脉冲信号。
这些方法各有特点，可以根据具体的应用需求选择合适的脉冲发生电路。
除了电子元件，光学、声学等领域也有相应的脉冲发生原理。
例如，激光器可以产生具有高峰值、短脉宽的光脉冲，超声波传感器可以产生短脉宽的声脉冲。
这些方法在光通信、医学影像等领域有着重要的应用价值。
脉冲信号的发生原理涉及到电子学、光学、声学等多个学科领域的知识，需要综合运用电路、波动、振动等相关理论。
在实际工程中，脉冲信号的发生还需要考虑电路稳定性、抗干扰能力、成本等因素，因此需要进行深入的研究和分析。
总之，脉冲发生原理是一门综合性的学科，涉及到多个学科领域的知识。
通过对脉冲信号的特点、应用和发生原理的深入研究，可以更好地理解脉冲信号的本质，为实际工程应用提供理论支持和技术指导。
希望本文对读者对脉冲发生原理有所帮助，也希望读者能够在实际工程中加以应用和拓展。
脉冲的产生与变换教学课件
基于DSP的脉冲产生与变换
要点一
总结词
要点二
详细描述
数字信号处理能力强
DSP（数字信号处理器）是一种专门用于数字信号处理的 微处理器，具有强大的数字信号处理能力和高速的运算速 度。基于DSP的脉冲产生与变换，可以利用DSP的运算模 块和数字滤波器，对脉冲信号进行各种数字信号处理，如 滤波、调制和解调等。由于DSP的数字信号处理能力强， 因此这种方案适合于对脉冲信号进行复杂的数字信号处理 。
脉冲调制的变换是指通过改变脉冲的 幅度、宽度、相位等参数，将信息加 载到脉冲信号上的一种技术。
脉冲调制的变换方法包括脉幅调制、 脉宽调制、脉码调制等，广泛应用于 雷达、通信、测量等领域。
脉冲放大的变换
脉冲放大的变换是指通过放大脉冲信号的幅度，提高其能量 的一种技术。
脉冲放大的变换方法包括线性放大和开关放大等，广泛应用 于雷达发射机、激光器等领域。
利用可编程逻辑器件，如FPGA、CPLD等，通过编程配置内部逻辑资源来产生数 字脉冲。
模拟脉冲的产生
模拟电路
利用模拟电子元件，如电阻、电容、 电感等，通过模拟电路设计实现模拟 脉冲的产生。
波形合成
利用波形合成技术，通过模拟信号发 生器或波形合成器来产生模拟脉冲信 号。
03
脉冲的变换技术
脉冲调制的变换
脉冲整形的变换
脉冲整形的变换是指通过改变脉冲的形状，改善其波形质 量的一种技术。
脉冲整形的变换方法包括滤波整形、限幅整形、微分整形 等，广泛应用于信号处理、雷达、通信等领域。
脉冲多相制的变换
脉冲多相制的变换是指通过将多个不同相位或相位的脉冲信号合成在一起，形成 一种新的脉冲信号的一种技术。
脉冲的基本概念PPT课件
14.2 RC 波形变换电路
2．工作原理 （1）在 t = t1 时刻， vI 由 0 跳 变为 Vm ，由于电容电压 vC 不能突 变，此时 vC = 0，故 vO = vC = 0 。 （2）在 t1 ~ t2 期间，输入电 压 vI 保持 Vm 不变，电容 C 被充电， vC 按指数规律上升。因为电路时
14.1 脉冲的基本概念
脉冲的概念
脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称 为脉冲。
广义上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为 脉冲。
1．实验电路
14.1 脉冲的基本概念
2．现象和结论
（1）开关 S 闭合时，R2 短接，输出电压 vO = 0。
（2）t1 时，开关 S 断开， 则输出电压
（2）第二暂态
vOvA'1
vA’ 1 使 G1 开， vB = 0 ， vD 1，C 反充电，vE↑，vF 到 达 G3 开门电平，G3 开。
（3）返回第一暂态
vO = 0 。
3．环形振荡器的振荡周期 T T 2.2 RC
14.3 多谐振荡器
14.3.3 石英晶体多谐振荡器
（1）电路符号
（2）电抗特性
14.3 多谐振荡器
与非门基本多谐振荡器
1．电路组成
2．工作原理 （1）第一暂态 电路对称 差异的必然存在，导致正反馈 过程发生，形成第一稳态。正 反馈过程如下：假设与非门 G2 的输出电压 VO2 高一些。 v O 2 C 2 耦 v I G 1 1 作 合 v O 用 C 1 耦 1 v I 2 合 G 2 作 v O 2 用
间常数 很大，所以充电速度缓慢，
第六章 PWM控制技术
6.2.1
计算法和调制法
V1 C U N'
Ud 2
双极性PWM控制方式（三相桥逆变） 控制方式 三相桥逆变） 双极性
Ud 2
+
VD1 V3 V
VD 3 V5 VD6 W V2
VD 5 N VD 2
+
C
V4 VD4 V 6
u rU u rV u rW uc
调制 电路
图6-7 三相桥式PWM型逆变电路
u
PWM控制技术 控制技术 重要理论基础
• 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
O
u
> ωt
面积等效原理
O
> ωt
3
6.1
PWM控制的基本原理 PWM控制的基本原理
Ud O -U d
• 对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM 波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：
ωt
• 根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的 PWM波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
21
10
20
30
40 f r /Hz
50
60
70
80
图6-11 分段同步调制 方式举例
15
6.2.3
规则采样法
Tc u uc A D B O tA tD tB t ur
自然采样法： 自然采样法： 按照SPWM控制的基本原理 按照 控制的基本原理 产生的PWM波的方法 波的方法，其求解 产生的 波的方法 复杂，难以在实时控制中在线计 算，工程应用不多 规则采样法特点 工程实用方法，效果接近自 然采样法，计算量小得多
6.2.2
异步调制和同步调制
2. 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时 使载波与信号波保持同步，即N等于常数。
脉冲信号产生电路及应用
9.1.4 石英晶体振荡器
石英晶体振荡器是一个高稳定度的振荡 器，它可以产生几十k~几十MHz的频率。
其稳定度 f f fs 在 105 ~ 1010 以上
其外形：
fs
石英晶体振荡器具有两个谐振频率，一个是 串行谐振频率fs，另一个是并行谐振频率fp 。
QQQ
QL0QL
QQQ
1HQHQ
AL×AL11 AL0AL22 HB1HB QL0QL 1HQHQ
功能 保持
AL×AL11 A×LAL22 HBL0HBL QL0QL 1HQHQ （处于稳态）
AHLAH1L11 AHL1AHL22 ×HBLHBL QL0QL 1HQHQ
HLHL1 H↓LHL H1LHL LL HH
VTH —门电路的 阈值电压
阈值电压可以 看成是门电路 输入高、低电 平的转折点。
9.1.3 用施密特触发器构成多谐振荡器 施密特电路的特点是具有两个阈值电压： VT＋、VT－， VT＋相当于输入高电平， VT－ 相当于输入低电平。
施密特反相器输入/输出波形，逻辑符号， 传输特性
施密特与非门构成多谐振荡器：
H↓H HL1HL 1HLHL LL HH 用A端下降沿触发
H↓H H↓H 1HHLHHL LL HH
HLH0L HL×HL
× HH ↑HHHH H0LHL ↑HHHH
LL
HH 用B端上升沿触发
LL HLHL HH
LL LL HH
LL LL
单稳L态L 触发器延时电路应用方式
74××122是可重触发的单稳触发器，74××123 是双可重触发单稳触发器。可重触发表示在单稳电 路输出脉冲产生过程中，如果再来一个触发脉冲， 则电路重新开始一个完整的单稳电路产生过程，输
脉冲信号的产生和变换
整形
通过比较器和触发器等元件将不规则的脉冲信号整形为规则 的脉冲波。
脉冲信号的调制与解调
调制
将低频信息信号调制到脉冲信号上， 实现信息的传输和加载。
解调
从调制后的脉冲信号中提取出低频信 息信号，完成信息的解调和恢复。
04
脉冲信号的应用
在通信领域的应用
数字通信
脉冲信号用于数字通信中，以表示二进制信息，如0和1。通过不同的脉冲形状 和持续时间，可以有效地传输数据。
雷达和声呐
在雷达和声呐系统中，脉冲信号用于探测目标并获取距离、速度和角度等数据。
在测量领域的应用
时间测量
脉冲信号可以用于精确测量时间间隔，例如在计时器和原子钟中。
长度和距离测量
通过测量脉冲信号传播的时间，可以计算长度和距离，这种方法在激光测距和 GPS定位中非常有用。
在控制领域的应用
电机控制
在电机控制系统中，脉冲信号用于控 制电机的旋转速度和方向。通过改变 脉冲的频率或持续时间，可以实现精 确的速度和位置控制。
缩小
通过衰减器将脉冲信号的幅度减 小，使其满足特定应用需求。
脉冲信号的延迟与提前
延迟
通过延迟线或存储元件使脉冲信号在时间上滞后，实现信号的时 序控制。
提前
通过提前器或触发器使脉冲信号在时间上提前，满足快速响应或 同步要求。
脉冲信号的滤波与整形
滤波
通过滤波器滤除脉冲信号中的噪声和干扰，提高信号质量。
脉冲信号的产生和变换
目
CONTENCT
录
• 引言 • 脉冲信号的产生 • 脉冲信号的变换 • 脉冲信号的应用 • 结论
01
引言
目的和背景
研究脉冲信号的产生和变换在通信、控制、测量等领域具有重要 意义。
第六章 脉冲的产生与原理及原理的应用
u o=UOH，电路处于第一稳态。 本RS触发器置0，
1 2 U u 当输入电压 3 DD i 3 U DD时，比较器C1、C2输出端uC1=1、uC2=1，
基本RS触发器维持原来的状态，u o =UOH。 当输入电压 u i
2 U DD 时，比较器C1、C2输出端uC1=0、uC2=1，基 3
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
6.1
555定时器
6.1.1 电路组成 555定时器按照内部元件分为双极型(又称TTL型)和单极型两种 。双极型内部采用的是TTL晶体管；单极型内部采用的则是 CMOS场效应管。功能完全一样，区别是TTL定时器驱动能力大 于CMOS定时器。下面以TLL集成定时器NE555为例进行介绍。
3
3
2 控制端TH也为低电平，即 U TH 0 U 1 U DD ，而U TR u i 1 U2 1 UDD，
第6章脉冲波形的产生与整形
单稳态电路输入/输出波形 如图6.11所示。
图6.11 单稳态触发器输入/输出波形
第6章脉冲波形的产生与整形
1 (2) 触发翻转。当触发脉冲的下降沿到达时，使得U TR u i U 2 U DD 3
2
5. 测试结论 将上述测量结果与555定时器的功能表6.1加以比较。
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
6.2
555定时器的基本应用
6.2.1 施密特触发器 它具有以下特点： (1) 具有两个稳定状态，即双稳态触发电路，且两个稳态的维 持和相互转换与输入电压的大小有关。 (2) 对于正向和负向增长的输入信号，电路的触发转换电平(阈 值电平)不同，即具有回差特性，其差值称为回差电压。
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第6章脉冲波形的产生与整形
2. 工作原理 设输入信号 u i 为最常见的 三角波，且三角波幅度大于 2 U 555定时器的参考电压 1 3 U DD 电路输入/输出波形如图6.5所 示。
图6.5 施密特触发器波形
第6章脉冲波形的产生与整形
当输入电压 u i 1 U DD 时，比较器C1、C2输出端uC1=1、uC2=0，基
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5. 测试结论 将上述测量结果与555定时器的功能表6.1加以比较。
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
6.2
555定时器的基本应用
6.2.1 施密特触发器 它具有以下特点： (1) 具有两个稳定状态，即双稳态触发电路，且两个稳态的维 持和相互转换与输入电压的大小有关。 (2) 对于正向和负向增长的输入信号，电路的触发转换电平(阈 值电平)不同，即具有回差特性，其差值称为回差电压。
第6章脉冲波形的产生与整形
3. 基本RS触发器 基本RS触发器由两个“与非”门G1和G2组成。C1、C2的输出 电压uC1、uC2作为基本RS触发器的输入端。uC1、uC2状态改变，决 定触发器输出端 Q 和Q 端的状态。 RD 是专门设置的可从外部进行置“0”的复位端，当 Q =0时， 经反相后将 “与非”门封锁输出为0。
第6章脉冲波形的产生与整形
2. 比较器 比较器C1和C2是两个结构完全相同的高精度电压比较器。C1的 输入端为阈值控制端TH(引脚6)。 当 U TH U 1时，比较器C1输出端uC1为低电平，即逻辑“0”。 当 U TH U 1 时，比较器 C1输出端uC1为高电平，即逻辑“1”。 C2的输入端为触发输入端 TR (引脚7) 当 U TR U 2 时，比较器 C2输出端uC2为高电平，即逻辑“1”。 当 U TR U 2 时，比较器 C2输出端uC2为低电平，即逻辑“0”。
第6章脉冲波形的产生与整形
4. 测试内容 1) 测试电路 测试电路如图6.3所示。 2) 测试步骤 (1) 按图6.3所示接好电路，并在放电端DIS和输出端OUT分别接 入电压表XMM1和XMM2，用来测量各自的电压值。 (2)将开关J1打到左边(复位端RES为高电平)， 接入电源电压UDD=6V， 1 2 U DD )，分别用电压表XMM1 和 U U TR 并使UCC=4.5V(即满足U TH DD ， 3 3 XMM2测量555定时器的输出端OUT和放电端DIS的电压，并记录在表 6.2中。 2 1 (3) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足 U TH U DD ， U TR U DD 3 3 分别将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。
第6章脉冲波形的产生与整形
U TR 1 U DD (4) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足U TH U DD ， 3 3 分别将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。 (5) 将开关J1打到右边(复位端RES为低电平)，分别将电压表XMM1 和XMM2的读数记录在表6.2中。
第6章脉冲波形的产生与整形
4. 放电开关和输出驱动 放电开关由一个晶体三极管VT组成，其基极受基本RS触发器输 出端 Q 的控制。当 Q =1时，三极管导通，放电端DIS通过导通的三 极管为外电路提供放电的通路；当 Q =0，三极管截止，放电通路被 截断。 反相器G3构成输出驱动，具有一定的电流驱动能力。同时，输 出级还起隔离负载对定时器影响的作用。
第6章脉冲波形的产生与整形
6.1.2 定时器的逻辑功能 结合图6.Байду номын сангаас所示电路结构及上述分析，可以很容易得到 NE555定时器的功能如表6.1所示。
第6章脉冲波形的产生与整形
6.1.3 课题与实训1：555定时器逻辑功能测试
1. 实训任务 (1) 用仪表仪器测试555定时器的逻辑功能。 (2) 分析和仿真555定时器的逻辑功能。 (3) 记录并比较测试结果。 2. 实训要求 (1) 熟悉555定时器的符号、逻辑功能、引脚排列。 (2) 小组之间相互学习和交流，比较实训结果。 3. 实训设备及元器件 (1)实训设备：直流稳压电源1台、面包板1块、单股导线若干、万 用表(数字表、指针表各1块)。 (2)实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块NE555。
第6章脉冲波形的产生与整形
1. 电路组成 由555定时器构成的施密特 触发器如图6.4所示, 定时器外 接直流电源和地；阈值控制端TH 和触发输入端 TR 直接连接，作 为信号输入端 u i ；复位端 R D 接 直流电源UDD(即接高电平)，控制 电压端CO通过滤波电容(0.01mF) 接地。
图6.4 555定时器组成的施密特触发器
第6章脉冲波形的产生与整形
1. 分压器 分压器由3个阻值相等的电阻串联而成，将电源电压 U DD 3等分 ，其作用是为比较器C1和C2提供两个参考电压U+1(比较器C1同相输 入端，引脚5)、U-2(比较器C2反相输入端)，若控制电压端CO悬空 或通过电容接地，则有
U 2
1 U DD 3
如果在TH端外接电压，可改变比较器C1和C2的参考电压。
第6章脉冲波形的产生与整形
第6章脉冲波形的产生与整形
6.1
555定时器
6.1.1 电路组成 555定时器按照内部元件分为双极型(又称TTL型)和单极型两种 。双极型内部采用的是TTL晶体管；单极型内部采用的则是 CMOS场效应管。功能完全一样，区别是TTL定时器驱动能力大 于CMOS定时器。下面以TLL集成定时器NE555为例进行介绍。
第6章脉冲波形的产生与整形
NE555集成定时器内部电路如图6.1所示，它主要由3个电阻 R组成的分压器、两个高精度电压比较器C1和C2、一个基本RS 触发器、一个作为放电的三极管VT及输出驱动G3组成。
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.1 NE555集成定时器内部电路
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.2所示为555定时器的逻辑符号 和引脚排列。