脉冲振荡电路

2、互补管施密特触发器 、
为互补管施密特触发器， 依靠直流电位触发的施密特电路， 图5为互补管施密特触发器，本电路是依靠直流电位触发的施密特电路， 为互补管施密特触发器 本电路是依靠直流电位触发的施密特电路 在工作过程中。两管同时饱和或同时截止。 处于低电平时， 在工作过程中。两管同时饱和或同时截止。当ui处于低电平时，由ui和处于低电平时 和 Eb所引起的 所引起的ub1为负值，BG1截止，又因 无电源，所以 为负值， 截止， 无电源， 也截止， 所引起的 为负值 截止 又因R3无电源 所以BG2也截止， 也截止 处于一种稳定状态。 处于一种稳定状态。
常见应用电路
单稳态电路：未加触发脉冲υi之前 电路一直保持VT1截 之前， 单稳态电路：未加触发脉冲 之前，电路一直保持 截
导通的稳定状态， 止、VT2导通的稳定状态，而输入一个负脉冲之后，电路状 导通的稳定状态 而输入一个负脉冲之后， 态发生翻转， 导通、 截止。 态发生翻转，即VT1导通、VT2截止。但是，这个状态是不 导通 截止 但是， 稳定的，过了一段时间之后， 稳定的，过了一段时间之后，它便自动地回到原来的稳定状 这就是说，它只有一个稳定状态，另一个状态是暂稳态。 态，这就是说，它只有一个稳定状态，另一个状态是暂稳态。
双管脉冲电路
特点：（1）两管同时导通或同时截止。（2）一端输出波形为陡上升慢下降， 另一端输出波形为陡下降慢上升，因此，两端输出通过微分后，就获得一对 极性要相反而又十分陡直的尖脉冲。注意：这种电路引起电源功率波动较大， 因为当两管从截止转至导通时，电流从零增至某数值。 一、互补管双稳态电路 互补管双稳态电路见图1（ ）。 互补管双稳态电路见图 （a）。 当接通电源后，若无触发信号作用，由于集极电流极小，Rc1、Rc2的端电 当接通电源后，若无触发信号作用，由于集极电流极小， 、 的端电 供电给两管的偏流]也很小 压[供电给两管的偏流 也很小，故两管都截止，电路处于一种稳定状态。 供电给两管的偏流 也很小，故两管都截止，电路处于一种稳定状态。
二、互补管多谐振荡电路
互补管多谐振荡电路见图3。 互补管多谐振荡电路见图 。 该电路仍然由两级集基阻容耦合的倒相器组成，当电路接通电源时， 由两级集基阻容耦合的倒相器组成 该电路仍然由两级集基阻容耦合的倒相器组成，当电路接通电源时，两管不 能马上导通，因为CA、CB的充电路径是：Ec→R2→CA→Rc1；CB的充电 能马上导通，因为 、 的充电路径是： ； 的充电 的充电路径是 路径是： 充电到一定数值后， 路径是：Ec→Rc2→CB→R1.当CA和CB充电到一定数值后，UCA、UCB作 当 和 充电到一定数值后 、 作 为两管基极回路的正向偏置电压， 增加， 为两管基极回路的正向偏置电压，使Ib1、Ib2增加，由于正反馈的作用，很 、 增加 由于正反馈的作用， 快地使BG1、BG2饱和，这是一种暂稳态饱和 饱和， 快地使 、 饱和 这是一种暂稳态饱和
三、其他的互补管脉冲电路
其他的互补管脉冲电路有以下三种。 其他的互补管脉冲电路有以下三种。 1、互补管单稳态电路 、 图4示出两种形式的互补管单稳态 示出两种形式的互补管单稳态 电路， 电路， 图4（b）为常态时两管饱和的互补 （ ） 管单稳态电路。 管单稳态电路。
图4、互补管单稳态电路 、
当满足条件，R2＜β1/R1及R3＜β2/R4时电路处于两管饱和的稳态，当 时电路处于两管饱和的稳态， 当满足条件， ＜ 及 ＜ 时电路处于两管饱和的稳态 退出饱和， 负BG1退出饱和，且引起反应 退出饱和 Uc1↑→Ub2↑→Uc2↓→Ub1↓。 。 正反馈连锁反应的结果， 均截止， 通过R2、 正反馈连锁反应的结果，使BG1、BG2均截止，此为暂稳态。此时 通过 、 、 均截止 此为暂稳态。此时C通过 R4及电源放电，放电完后又进入两管饱和的稳定状态。二极管 是防止 的 及电源放电， 及电源放电 放电完后又进入两管饱和的稳定状态。二极管D是防止C的 电压击穿BG1的基 射结，脉冲宽度为：tr=0.7(R2+R4)C 的基-射结 电压击穿 的基 射结，脉冲宽度为： 图4（b）为常态时两管截止的互补单稳态电路 （ ）
图三、互补多谐振荡电路 图三、
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结果使BG1、BG2截止，接着 、CB又进行充电，如此重复。就可获得如 、 截止， 又进行充电， 结果使 截止 接着CA、 又进行充电 如此重复。 图3（b）的输出脉冲波，设电路对称，即CA=CB=C， （ ）的输出脉冲波，设电路对称， ， Rb1=Rb2=Rb,R1=R2=R,Rc1=Rc2=Rc脉冲宽度为： 脉冲宽度为： 脉冲宽度为 t1=c(Rb+rbe)In{Ec/[Ubes+(Ec/Rb)Rc]}t2≈0.7Rc选择晶体管的 应满足 选择晶体管的β应满足 选择晶体管的 应满足Rb 毫秒， 毫秒， ＜βRc，根据图 （a）电路的参数可算出 ，根据图3（ ）电路的参数可算出t1=10毫秒，t2=750毫秒，占空比 毫秒 毫秒 (t1/t2)=75.
脉冲电路主要研究脉冲的产生、变换、整形等着重分析输入、 输出波形的形状、幅度及频率等。
二极管限幅器
串联限幅器
并联限幅器
二极管钳位器
所谓钳位，就是把输入电压变成峰值 所谓钳位，就是把输入电压变成峰值 钳制在某一预定的电平上的输出电压， 钳制在某一预定的电平上的输出电压， 而不改变信号。 而不改变信号。 最简单的钳位电路是在RC耦合电路 最简单的钳位电路是在 耦合电路 的输出端(电阻 两端)并联一个二极 电阻R两端 的输出端 电阻 两端 并联一个二极 称钳位管)， 所示， 管(称钳位管 ，如图 称钳位管 如图2-61所示，它是 所示 利用二极管的单向导电性， 利用二极管的单向导电性，使电容的 充电速度远高于放电速度， 充电速度远高于放电速度，让电容电 压不变来实现钳位的。 压不变来实现钳位的。 原理：当二极管在输入信号的作用下导通时电阻很小，截止时电阻很大， 原理：当二极管在输入信号的作用下导通时电阻很小，截止时电阻很大，因 导通时电阻很小 而改变了电容充、放电的时问常数， 而改变了电容充、放电的时问常数，使输出信号的顶部或底部被钳位在零电 平上(这种钳位称为峰值钳位 。由输出信号可知，经过钳位以后，RC电路原 平上 这种钳位称为峰值钳位)。由输出信号可知，经过钳位以后， 电路原 这种钳位称为峰值钳位 有的渐移现象被限制在信号的第一个周期内，只是第一个脉冲失真。 有的渐移现象被限制在信号的第一个周期内，只是第一个脉冲失真。 二极管钳位器的两个参数是钳位极性和钳位电平。改变二极管的接法， 二极管钳位器的两个参数是钳位极性和钳位电平。改变二极管的接法，就可 以改变钳位极性，在输出端支路中接入适当电源，就可以调整钳位电平。 以改变钳位极性，在输出端支路中接入适当电源，就可以调整钳位电平。 应用：钳位器能将信号经RC耦合电路后失去的直流成分再恢复起来 因此常 耦合电路后失去的直流成分再恢复起来， 应用：钳位器能将信号经 耦合电路后失去的直流成分再恢复起来，因此常 用来作直流恢复器。 用来作直流恢复器。
图1、互补管双稳态电路 、
当触发脉冲作用下， 当触发脉冲作用下， 设BG1由截止转入放 由截止转入放 大，并产生下述的雪 崩式正反馈过程
很快地使两管饱和导通，处于另一稳定状态，电容 是加速电容 是加速电容， 很快地使两管饱和导通，处于另一稳定状态，电容C1是加速电容， 由图1（ ）可见， 陡直地下降至零， 由图 （b）可见，uc1从Ec陡直地下降至零，而Uc2却从零陡直地 从 陡直地下降至零 却从零陡直地 上升至Ec。 上升至 。 要使状态回到原来的稳态，必须供给 要使状态回到原来的稳态，必须供给BG1或 或 BG2的基极一个负尖脉冲，正反馈的翻转过 的基极一个负尖脉冲， 的基极一个负尖脉冲 程与上述类似，电路图1（ ） 程与上述类似，电路图 （C）是单端输出 电路， 是另一类互补双稳电路， 电路，图2是另一类互补双稳电路，它直接 是另一类互补双稳电路 从普通的双稳电路转变过来。 从普通的双稳电路转变过来。
无稳态电路：电源接通以后， 无稳态电路：电源接通以后，由于两个放大器的电路参数
不可能完全相同，所以 不可能完全相同，所以VT1和VT2的导通程度不可能完全一 和 的导通程度不可能完全一 假设VT1的导通能力稍强一些，VT1的集电极电流 的导通能力稍强一些， 的集电极电流IC1 致。假设 的导通能力稍强一些 的集电极电流 稍微增加一点． 稍微增加一点．则立即引起正反馈过程
I C1 ↑→ VO1 ↓→ VB 2 ↓→ VO 2↓ ↑→ VB1 ↑→ I B1 ↑
使电路迅速进入VT1饱和、VT2截止的暂稳态。此时，电容 饱和、 截止的暂稳态。 使电路迅速进入 饱和 截止的暂稳态 此时， C1经VT1集电极、RB2放电，电源 集电极、 放电， 经 集电极 放电 电源VCC经RC2和VT1发射极 经 和 发射极 给电容C2充电 随着C1的放电 充电。 的放电， 的基极电位VB2逐渐升 给电容 充电。随着 的放电，VT2的基极电位 的基极电位 逐渐升 高直至VT2开始导通，这时会马上出现另一个正反馈过程 开始导通， 高直至 开始导通
施密特触发器
特点：将变化缓慢的输入信号转换为矩形 特点：将变化缓慢的输入信号转换为矩形 脉冲。 脉冲。 利用其回差电压来提高电路的抗 干扰能力。 干扰能力。
它是由两级直流放大器组成， 它是由两级直流放大器组成， 两级直流放大器组成 电路如图2-64所示。 所示。 电路如图 所示 两只晶体管的发射极连接在一起。该电路也有两个稳定状态， 两只晶体管的发射极连接在一起。该电路也有两个稳定状态，但它是靠电位 触发的。它的两个稳态分别为VTl饱和、VT2截止与 饱和、 截止与VT2饱和、VT1截止。两 饱和、 截止。 触发的。它的两个稳态分别为 饱和 截止与 饱和 截止 个稳态的相互转换取决于输入信号的大小， 个稳态的相互转换取决于输入信号的大小，当输入信号电位达到接通电位且 维持在大于接通电位时，电路保持为某一稳态； 维持在大于接通电位时，电路保持为某一稳态；如果输人信号电位降到断开 电位且维持在小于断开电位时，电路迅速翻转且保持在另一状态， 电位且维持在小于断开电位时，电路迅速翻转且保持在另一状态，该电路常 用于电位鉴别、幅度鉴别以及对任意波形进行整形。 用于电位鉴别、幅度鉴别以及对任意波形进行整形。
维纳斯培训计划
第十一讲 脉冲振荡电路与脉冲宽度调制 原理
主讲人：方锐桂
物理与电子工程系创新活动中心
脉冲振荡电路与脉冲宽度调制原理 1、脉冲信号和脉冲电路 2、双管脉冲电路 3、脉冲宽度调制原理
4、 实验电路
脉冲信号和脉冲电路
所谓脉冲信号是指在短暂的时间间隔内作用于电路的电压或电流。广 义地讲，凡是不连续出现的电压或电流都称为脉冲信号。从信号波形 来说，除了正弦波和若干个正弦分量合成的连续波以外，都可以称为 脉冲波。常见的脉冲信号波形如下图所示。
I C 2 ↑→ VO 2 ↓→ VB1 ↓→ VO1↓ ↑→ VB 2 ↑→ I B 2 ↑
使电路迅速进入VT1截止、VT2饱和的另一个暂稳态。经过 截止、 饱和的另一个暂稳态。 使电路迅速进入 截止 饱和的另一个暂稳态 一定时间又变成VT1导通、VT2截止的暂稳态。如此周期性 导通、 截止的暂稳态。 一定时间又变成 导通 截止的暂稳态 地翻转，而没有稳定状态，故称其为无稳态电路。 地翻转，而没有稳定状态，故称其为无稳态电路。
一开始， 经 一开始，CA经Rb2、BG2的发射结构及电 、 的发射结构及电 放电（ 放完电后 又被Uc1反向 放完电后， 阻Rc1放电（CA放完电后，又被 放电 反向 充电， 对CA充电，这时，UcA为左正右负）而 充电 这时， 为左正右负） CB通过 通过Rc2、BG1的的发射结及 的的发射结及Rb1放电， 放电， 通过 、 的的发射结及 放电 随着CA、 放电过程 放电过程， 不断增加， 随着 、CB放电过程，Ube1不断增加， 不断增加 不断减小， 而Ube2不断减小，直至两管由饱和退至 不断减小 放大状态，从而引起下列“雪崩” 放大状态，从而引起下列“雪崩”式的正 反馈： 反馈：