將負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本例中的電路可將負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖。盡管這個(gè)任務(wù)看似簡(jiǎn)單,但負(fù)脈沖的幅度為-5V~-2V。按照不同應(yīng)用要求,正脈沖也需要不同的脈沖寬度,而負(fù)脈沖是梯形的。脈沖必須先經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)距離的傳輸線才能到達(dá)某個(gè)控制設(shè)備。有多個(gè)電路可以解決這一問(wèn)題,具體要看脈沖幅度以及形狀。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187253.htm圖1給出了一個(gè)電路,它只需要一個(gè)5V的電源。它有高的觸發(fā)器閾值,最大限度提高了噪聲抑制能力。本電路需要一個(gè)大的輸入電流,它可以與集電極電流相比擬。另外,它還需要一個(gè)CMOS或TTL(晶體管-晶體管邏輯)反相器,用于閾值電壓下的觸發(fā)。如果輸入脈沖為梯形,則輸出脈沖寬度不等于輸入脈沖的寬度。可以這樣計(jì)算閾值V T- :VT-=-[(V+ -V IH)×R1/R2+0.62],其中, V T-為較低的電壓閾值,V+是電源電壓,而VIH是74HC132的高電平輸入電壓。圖2顯示了輸入與輸出波形。
圖1,本電路使用單一電源,有良好的噪聲抑制能力,但不能可靠地轉(zhuǎn)換梯形脈沖。
圖2,輸出脈沖寬度近似于輸入脈沖的主要負(fù)極部分
圖3是一個(gè)脈沖整形器,它將3μs的負(fù)極脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖。輸出脈沖的寬度非常接近于輸入脈沖的寬度。本電路不需要大的輸入電流,也不需要反相器。它的電壓閾值低于圖1中的電路:V T- ≥-0.3V,但圖3中的電路需要兩個(gè)電源電壓:±5V。圖4給出了圖3中電路的波形。
圖3,可以用這個(gè)電路轉(zhuǎn)換脈沖極性,但它需要雙電源。
圖4,脈沖寬度最小為3μs。
圖5中的電路更進(jìn)了一步。它使用一只廉價(jià)的LM211或LM311 IC比較器,產(chǎn)生的正輸出脈沖完全相等于輸入脈沖的寬度,而電平可調(diào)。電阻R3與R4設(shè)定了比較器的閾值電壓,但它取決于負(fù)電源的電壓值。用方程VT-=[V-/(R2+R4)]×R4可以計(jì)算出閾值電壓,其中V-是負(fù)電源電壓。圖6給出了電路的波形。
圖5,電路中的一只比較器產(chǎn)生出精確的脈沖寬度。
圖6,正輸出脈沖與負(fù)輸入脈沖的寬度基本相等。
如果脈沖寬度為2μs或更長(zhǎng),可以使用不太貴的LM211比較器。否則,應(yīng)采用一款高速比較器。這樣就無(wú)需額外的輸出電阻R1。LM211需要這個(gè)電阻的原因是,該IC是集電極開(kāi)路電路。這種電路需要兩個(gè)電源電壓。
圖7中的電路可以將負(fù)極性脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖,而輸出并不依賴于輸入脈沖的幅度。這一版使用的是單電源和一只555定時(shí)器。它產(chǎn)生所需要寬度的正輸出脈沖。電阻R1與R3建立了一個(gè)飽和閾值。可以用VT-=V+/3×(1-2R3/R1)計(jì)算此閾值,其中V+為555定時(shí)器的電源電壓。電阻R2與電容C1設(shè)定脈沖寬度。方程 t=1.1R2C2計(jì)算輸出高態(tài)的持續(xù)時(shí)間。為了讓電路正常工作,飽和脈沖必須短于所需要的脈沖寬度,而脈沖周期則必須大于t。電阻R3必須至少為1.5kΩ。電阻R4可選。
圖7 本脈沖轉(zhuǎn)換器使用了一只555定時(shí)器
與圖1、圖3、圖5中的電路相比較,圖7中的電路運(yùn)行在低電阻負(fù)載上,輸出可拉入或供出電流達(dá)200mA,或可工作在大電容負(fù)載下。電路不需要額外的反相器或驅(qū)動(dòng)器。電阻R5用于保護(hù)IC,防止輸出端短路。
圖8給出了電路的波形。
圖8 圖7中的555定時(shí)器產(chǎn)生所需脈寬的正脈沖
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