脉冲信号的产生与整形共44页
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脉冲信号的产生与整形(1)
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3. 两个暂稳态之间的相互转换
随着vO1通过RF对C进行 正向充电，使vI1迅速 增加，当vI1增加到 vI1=VTH时，门G1开启， 输出vO1=vOL，电路又 重新转换到第一暂稳态。
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8
7.1.1.3 参数估算
当取VTH=VDD/2时，输出方波的幅度：Vm≈VDD 使用方波的周期：T=2RFCln3 ≈2.2RFC
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1. 第一稳态 7.1.1.2 工作原理
2. 电路接通电源后，假定vI1有极微小的正跳变发 生，使门G1的输出vO1有负跳变，它使门G2的 输出有一个正跳变，通过电容C的耦合，是vI1 进一步增大。如此形成正反馈，其结果是当vI1 上升到vI1=VTH时，门G1开启，输出vO1在极短 的时间里迅速跳变为低电平VOL;而门G2关闭， 输出vO2跳变为高电平VOH,电路进入第一稳态。
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11
第二暂稳态 由于vO1为低电平，则输出电压vO2通过电阻RF2,以
及门G2的外接正电源通过门G1内部的电阻，两 条线同时对电容C1进行正向充电，使电压vI2上
升； vI2 vO2 vI1 vO1
由于C1充电较快，C2放电较慢，当vI2上升到门G2 的阀值电压VTH时，vO2迅速跳变到低电平VOL,而 vO1迅速跳变到高电平VOH,电路进入第二暂稳态。
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7.1.2 对称式多谐振荡器：TTL电路
TTL门电路组成的对称式多谐振荡器，由G1,G2两 个反相器经耦合电容C1,C2连接起来，形成正反 馈回来。须恰当的选择反馈电阻RF1,RF2的阻值， G1,G2的静态工作点位于电压传输特性的转折区， 以便于两个暂稳态之间的相互转换。
第10章 脉冲信号的产生与整形
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一、单稳态触发器
单稳态触发器在数字电路中一般用于 定时（产生一定宽度的矩形波） 整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的 波形） 延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。
单稳态触发器具有下列特点：
（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。 （2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻 转到暂稳态。 （3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经 过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳 态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路 本身的参数。
＜2VCC/3 ＞VCC/3
TR
TL
1
G2 &
Q
0 1
T
7
D
①R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。 ②R=1、UTH＞2VCC/3、UTL＞VCC/3时，C1=0、C2=1， Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。 ③R=1、UTH＜2VCC/3、UTL＞VCC/3时，C1=1、C2=1， Q、Q不变，uo不变，T状态不变。
4.5～16V
二、555定时器
+VCC 8 5kΩ R 4 C1 G1 & Q
电压 控制端
CO TH 5 6 2
复位端 低电平有效
G3 & 3 uO
+ － 5kΩ + － 5kΩ 1
高电平 触发端
TR TL
G2 & C2 Q T 7 D
低电平 触发端
放电端
+VCC 8 5kΩ CO TH 5 6 2 + － 5kΩ + － 5kΩ 1 C2 C1
二、由555定时器构成的单稳 态触发器
VCC R 7 6 555 8 4 3 5 1 (a) 电路 0.01μ F
脉冲信号的产生和整形
B
G1
R G2
C
≥1
1
vO＇
1
1
vO
G3
G4
输出缓冲
控制电路用于产生窄脉冲。当输入满足以下条件时，
控制电路产生窄脉冲：
（1）若A1、A2中至少有一个为0时，B由0↗1； （2）若B=1，A1、A2中至少有一个由1↗0。
集成单稳态触发器
74LS121内部结构和逻辑符号
Cext Rext/Cext Rext 10 11 9
单稳态触发器主要有两类： （1）微分型单稳态触发器 （2）积分型单稳态触发器
微分型单稳态触发器
电路组成
门电路+RC微分电路→微分型单稳态触发器
触发脉冲
vI
RC微
VDD
分电路
R
≥1
C
1
vO1
vI2
vO
G1
G2
G1、G2为CMOS或非门，vO1、vO分别为G1、G2的输出 ，vI2为G2输入。
微分型单稳态触发器
1
N1状态 导通 截止 导通 不变 截止
用555构成的施密特触发器
电路结构
VDD RD
48
vI
vI1 7 vI2 6
555
3
vO
2
1
vI
vO
15
VCO
0.01μF
用555构成的施密特触发器
原理分析
vI
2VDD/3 VDD/3
2VDD/3
vI ⑥
－
+ C1
R
0
t
vO
0
VDD/3
vI ②
+
－
单稳态触发器
脉冲信号的产生与整形教学课件
实验结果分析：分析整形后的 脉冲信号是否达到预期效果， 讨论整形器的参数调整对信号 的影响。
脉冲信号处理综合实验
• 实验目标：综合运用脉冲信号的产生与整形技术，进 行实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用。
脉冲信号处理综合实验
实验步骤 1. 设定所需的脉冲信号参数，如频率、占空比等。
2. 使用脉冲信号发生器产生所需的脉冲信号。
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脉冲压缩雷达
通过脉冲整形技术，实现宽脉冲压缩 ，提高雷达距离分辨率和抗干扰能力 。
在自动控制系统中的应用
伺服控制系统
利用脉冲信号控制伺服电机的转动，实现精确的位置和速度控制，广泛应用于 数控机床、机器人等领域。
可编程逻辑控制器（PLC）
通过脉冲信号控制各种执行机构，实现自动化生产线的逻辑控制和顺序控制。
随着数字信号处理技术的发展，脉冲信号的产生与整形技术也在不断进步，本课程将介绍脉冲信号的基本概念 、产生方法、整形技术及其应用。
课程目标
01
02
03
04
掌握脉冲信号的基本概念、特 性及分类。
理解脉冲信号的产生原理及方 法。
掌握脉冲信号的整形技术及应 用。
了解脉冲信号在通信、控制等 领域的应用案例。
应用场景
三角波脉冲在信号处理、波形合成 等领域有广泛应用。
04
脉冲信号的整形技术
脉冲展宽整形
总结词
通过增加脉冲宽度来减小信号的频谱宽度，从而降低信号的 传输带宽。
详细描述
脉冲展宽整形是一种常用的信号整形技术，通过增加脉冲的 持续时间来减小脉冲信号的频谱宽度，从而降低信号传输所 需的带宽。这种整形方法适用于对信号带宽有严格限制的应 用场景，如无线通信和数据传输。
脉冲信号产生与整形
触发器
利用触发器（如RS触发器、D触发器等）可以产生具有特定 时序的脉冲信号。
软件实现（如FPGA、DSP等）
FPGA
通过在FPGA上编程，可以设计数字逻辑电路，实现各种复杂的脉冲信号产生 与整形。
DSP
利用DSP的数字信号处理功能，可以对输入信号进行滤波、调制等处理，从而 生成所需的脉冲信号。
05
高性能脉冲信号处理算法与硬件实现
基于深度学习的脉冲信号处理算法
利用深度学习算法对脉冲信号进行自动学习和优化，提高信号处理效率和准确性。
并行计算技术在脉冲信号处理中的应用
利用并行计算技术加速脉冲信号处理算法的实现，提高处理速度和实时性。
硬件加速器在脉冲信号处理中的应用
设计专用硬件加速器，对脉冲信号处理算法进行硬件实现，提高处理性能和能效。
人工脉冲信号的产生
雷达
脉冲电源
雷达通过发射脉冲信号并接收目标反 射回来的信号，可以实现对目标的探 测、定位和跟踪。
脉冲电源产生高电压、大电流的脉冲 信号，用于触发电子设备、加速带电 粒子等。
通信系统
通信系统中的信号通常采用脉冲形式 传输，如脉冲编码调制（PCM）等， 以提高信号传输的效率和可靠性。
感器系统的智能化水平。
THANKS
感谢观看
脉冲信号的参数与特性
脉冲宽度
指脉冲信号的持续时间，通常以微秒或纳秒 为单位。
脉冲频率
指单位时间内脉冲信号的重复次数，通常以 赫兹或千赫兹为单位。
脉冲幅度
指脉冲信号的最大电压或电流值，通常以伏 特或安培为单位。
波形
指脉冲信号的形状，常见的波形有矩形波、 三角波、正弦波等。
03
脉冲信号的整形
脉冲信号整形的目的与重要性
利用触发器（如RS触发器、D触发器等）可以产生具有特定 时序的脉冲信号。
软件实现（如FPGA、DSP等）
FPGA
通过在FPGA上编程，可以设计数字逻辑电路，实现各种复杂的脉冲信号产生 与整形。
DSP
利用DSP的数字信号处理功能，可以对输入信号进行滤波、调制等处理，从而 生成所需的脉冲信号。
05
高性能脉冲信号处理算法与硬件实现
基于深度学习的脉冲信号处理算法
利用深度学习算法对脉冲信号进行自动学习和优化，提高信号处理效率和准确性。
并行计算技术在脉冲信号处理中的应用
利用并行计算技术加速脉冲信号处理算法的实现，提高处理速度和实时性。
硬件加速器在脉冲信号处理中的应用
设计专用硬件加速器，对脉冲信号处理算法进行硬件实现，提高处理性能和能效。
人工脉冲信号的产生
雷达
脉冲电源
雷达通过发射脉冲信号并接收目标反 射回来的信号，可以实现对目标的探 测、定位和跟踪。
脉冲电源产生高电压、大电流的脉冲 信号，用于触发电子设备、加速带电 粒子等。
通信系统
通信系统中的信号通常采用脉冲形式 传输，如脉冲编码调制（PCM）等， 以提高信号传输的效率和可靠性。
感器系统的智能化水平。
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脉冲信号的参数与特性
脉冲宽度
指脉冲信号的持续时间，通常以微秒或纳秒 为单位。
脉冲频率
指单位时间内脉冲信号的重复次数，通常以 赫兹或千赫兹为单位。
脉冲幅度
指脉冲信号的最大电压或电流值，通常以伏 特或安培为单位。
波形
指脉冲信号的形状，常见的波形有矩形波、 三角波、正弦波等。
03
脉冲信号的整形
脉冲信号整形的目的与重要性
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脉冲信号的产生与整形
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
Hale Waihona Puke 谢谢！61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
Hale Waihona Puke 谢谢！61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿