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简易脉冲信号发生器1简易脉冲信号发生器无线电 90.11 孙明方在安装、调试各种数字电路仪器设备时,脉冲信号发生器是得力助手。我用 NE 555、LM324 等少量元器件组装了一台脉冲信号发生器,效果很好该仪器能产生连续脉冲、单脉冲、快速窄脉冲及锯齿波。它的一些技术指标是:频率范围 2HZ20kHZ,分 3 档连续可调;输出脉冲幅度 08V 连续可调;输出脉冲宽度连续可调,占空比变化可达(0100),而且在调节脉宽时,振荡频率不受影响,这是本仪器的一个特点;脉冲上升时间和下降时间都小平改1s,快速窄脉冲则小于 100s;当市电电压在 160250V 范围内变化时,脉冲频率及脉冲宽度不受影响。电路原理图 1 为本仪器电原理图。时基集成电路 NE 555 由开关 SA1 控制接成单稳态多谐振荡器或无稳态多谐振荡器。当 SA1 拨向“连续”一边时电路为无稳态,SA 拨向“单次”一边时为单稳态。晶体管 VT1 接成恒流源电路,这样可以保证通过 NE555 获得线性良好的锯齿波。N1 、N2 、N3 为四运放 LM324 集成电路,其中 N1 接成比较器,用来调节脉宽; N2 接成跟随器,用来增大锯齿波输出电流;N3 用来驱动发光二极管 LED,以指示脉宽及单次触发情况。由于 LM 324 的频响不太好,产生脉冲波形的前沿和后沿均较差,所以加了一级由 VT2 构成的反相器作为整形用。VT3 接成跟随器,用来调节脉冲幅度和增强输出能力。SA1 拨向“连续”一边时,恒流源 VT1 向电容 C3、C4 或 C5 充电。由于NE555 内部电路所定,当电容两端的电压上升到(2/3) VCC 时,NE555 的内部放电管导通,电容器上的电荷迅速泄放,电容器端电压立即下降到 (13) VCC,然后再一次由恒流源充电,接着再一次放电,这样在电容器两端的电压就形成了一串简易脉冲信号发生器2锯齿波锯齿波的幅度变化范围总是在(1/3 )V CC(2/3)V CC 之间。改变充电电容的容量或充电电流的大小都能改变充电速度,因而锯齿波的频率也随着改变。开关 SA2 用来选择充电电容的大小,作为频率粗调,分高、中、低 3 档,频率范围分别为 120kHZ,60 100HZ、260HZ。电位器 RP1 用来改变充电电流,以便使产生的锯齿波频率能连续变化该锯齿波一路经跟随器 N2 作为锯齿波输出用,另一路加到比较器 N1 的反相输入端N1 的同相输入端接一直流电压。当锯齿波电压幅度大于此直流电压 时,N1 输出低电平当锯齿波幅度下降到低于此直流电压时,比较器翻转, N1输出高电平。因此在 N1 输出端就获得了一连串方脉冲。改变 N1 同相端直流电压值,就能改变 N1 的翻转时间, ”从而也就改变了脉冲宽度,本机采用电位器RP2 来改变加于同相端的直流电压值,这样可使脉冲宽度连续可调。当 RP2 调节电压的范围不窄于(1/3)V cc(2/3)V cc 时,脉冲的占空比就能在(0100)大的范围内变化。 上述频率可调、宽度可变的方脉冲加到由 VT2 组成的反相器的基极。C6 为驱动电容,它提供过驱动电流,以便在 VT2 集电极获得边沿更陡的脉冲。VT3 构成跟随器,调节电位器 RP2 可改变方脉冲的输出幅度。这样在 VT3 发射极就可得到频率、幅度、宽度都能调节的方脉冲。 C7 为隔直电容,以适应不同用途的需要当 SA1 拨向“单次”一边时, NE555 的第 2 脚(触发 端)接+5V 高电S位,此时 NE 555 处于稳定状态。由于 NE 555 内部的放电管导通,故此时C3、C4 或 C5 上的电压为零。当按一下按钮开关 SB1 时, NE555 的第 2 脚(触发 端)电位瞬间降低,电路受到触发处于暂稳态,内部放电管截止。这时充电S电容开始充电,如前所述,当电容上的电压上升到 (23 )Vcc 时,内部放电管又导通,电容上的电压又迅速放电到零电位,使 NE555 又回到稳态。这样,每接一次 SB1, NE555 的第 6、7 脚就产生一个锯齿波,最终使 VT2 发射极输出一个方脉冲,其幅度和宽度也可由 RP 和 RP2 调节,单次脉冲在调试数字电路时非常有用,利用它可以一步一步地观察电路的工作情况,加速调试过程。NE 555 的第 3 脚输出快速窄脉冲,脉冲的上升沿和下降沿都小于 100ns,可供某些特殊场合使用。N1 输出的脉冲同时又加到跟随器 N3,用来驱动 LED 灯。因此在使用“单次”模式时,每接一次 SB1,则产生一个脉冲,LED 灯随之闪亮一下。采用 “连续”模式时,LED 灯的亮度随脉冲宽度的变宽而增加,这样可对脉冲宽度作粗略指示。安装与调试图 2 为本机的印制电路板图。因整机耗电极省,所以电源变压器采用 3W 以简易脉冲信号发生器3下的市售变压器。只要元器件良好,接线无误,通电后即能在 VT3 发射极得到脉冲输出。若 3 档频率范围不能完全覆盖,可适当改变 C3、C4 或 C5 数值若脉冲占空比变化范围达不到(0100),可减小 R7 或 R8 阻值。如嫌脉冲幅度不够,可提高 VT2 和 VT3 集电极电压。图 3 为仪器面板布置图,可供制作时参考。简易脉冲信号发生器2
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