脉冲电路_PWM调制.ppt

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1、第七章脉冲电路脉冲就是在极短时间内出现的电压或电流的变化。它可以是周期性地重复出现，也可以不定期地出现。脉冲可分为两大类：一类是视频脉冲，或是先单调地上升，然后单调地下降，称为正脉冲，或是先下降，后上升称为负脉冲；另一类是射频脉冲，在极短时间内出现的高频振荡。这两类脉冲在医学仪器中都有广泛的应用。主要内容第一节脉冲电路的基本知识第二节晶体管反相器第三节脉冲发生器第四节脉冲的整形与鉴别第五节脉冲的调制与解调第一节脉冲电路的基本知识一.脉冲的主要参数脉冲幅度脉冲上升时间脉冲下降时间脉冲宽度脉冲周期、脉冲频率上图是几种脉冲的波形：

2、尖形脉冲、梯形脉冲、实际尖脉冲和矩形脉冲。神经放电脉冲和核医学中的γ射线转换的脉冲都接近尖脉冲，前者的宽度为数十毫秒，后者的宽度不到1微秒，而且都是前沿比后沿陡峭得多。二.RC分压电路在脉冲电路中，常常要将脉冲信号经过电阻分压后传输到下一级，而在下一级电路中存在着各种形式的电容，这就相当于在输出端接上一个等效电容Co，如图(a)所示。而Co对输出波形的影响如图(b)所示。当输入信号Ui由零上跳变到最大值Um的瞬间，电容Co上的电压将按指数规律上升，最后达到Um，即输出电压Uo具有一定的上升时间，不能紧跟随输入电压同步上跳变，

3、使输出波形的边沿变坏。为了克服这一缺点，改善输出波形，使输出电压能紧跟随输入电压一起上跳变。所采取的措施是在电阻R1上并联一个电容Cj，构成图示的电路，Cj称为加速电容。如果选择合适的Cj值，就可以克服等效电容Co的影响，使输出波形紧跟输入波形一起上跳变。当输入电压Ui突然上跳时，输出电压由Cj和Co的分压决定。输出电压为：当电容充电结束后，输出电压将由R1和R2分压决定，即：当Cj选择合适时，输出波形的起始值Uo等于终止值U’o，即：此电路称为RC分压电路，亦称脉冲分压电路。在电路中，只要Cj取值合适，保证RC分压比例成立

4、，就是两段电路的时间常数相同，即R1Cj=R2Co，Cj加快输出电压的改变，就可以改善输出波形。但由于Co实际是很难预测的，必须通过实验测试来确定Cj的最佳值。若Cj太小，加速作用不足，输出波形的边沿仍不好；若Cj过大，加速作用过强，压倒了Co的延缓作用，输出波形出现超过稳态值的尖顶过冲，如图所示。实验证明：工作频率100kHz10MHz时，Cj可取10~100pF。三.脉冲的微分微分电路由电阻R和电容C串联组成。输入的矩形波电路输出的尖脉冲波R上的电压按指数下降R上的反向电压

5、按指数下降可见，在RC电路输入端输入一矩形脉冲波时，在输出端得到一对正、负尖脉冲，它们分别对应输入矩形波的上升沿和下降沿。由于此RC电路的输出电压Uo只是反映了输入电压Ui的突变部分，而对于输入电压的恒定部分，输出为零。在数学中微分是反映变化的快慢，这就是说，Uo和Ui的微分近似成正比，因此该RC电路称为微分电路。要获得尖脉冲，微分电路的参数必须满足τ=RC<

6、广泛应用在核医学中γ脉冲的计数率和监护仪中的心率等。当nRC1<<1时，可得Uo≈nRC1Um即Uo与计数率n成正比。为了使电容C在每次脉冲充电时电压不发生显著变化，电容C应当远大于C1。这个公式也适用于随机出现的脉冲，这时，n表示平均计数率。此电路中，由于Uo与n成正比的线性范围受到条件nRC1<<1的限制，则Uo<

7、联（二极管与输出信号）削波电路对串联削波电路，正脉冲时二极管导通，负脉冲时二极管截止，电路输出正脉冲，将负脉冲削去；对并联削波电路，负脉冲时二极管导通，全部电压降落在电阻R上，输出接近于零，正脉冲时二极管截止，信号通过电阻R传输，输出为正脉冲，将负脉冲削去。由于二极管的导通压降和结电容以及负载电容的影响，输出的正脉冲幅度将稍微减小，前后沿都被延长，负脉冲也有少量传输，所以在实际使用时，应注意选择结电容小、恢复时间短、正向电阻尽可能小、反向电阻尽可能大的二极管，否则不能达到削波效果。2.限幅电路可以实现将幅度过大的脉冲顶部削平

8、，将顶部不平稳的脉冲削成平顶的波形。右图(a)是二极管削波和限幅电路，(b)是用稳压管代替两个二极管的限幅电路，可同时起到削波和限幅的作用，限制的幅度由稳压管的工作电压决定。在这两个电路中，R对于该电路的限幅波形质量有一定影响，所以R的选择既要考虑到信号的损耗，又不能使信号源的负载过重。输