[小学教育]第3章C信号发生器.ppt

3.6 脉冲信号发生器 一、脉冲信号 脉冲具有脉动和冲击的含意，脉冲信号通常指持续时间较短有特定变化规律的电压或电流信号。常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形、数字编码序列等(参见图 3.1—2)，其中最基本的脉冲信号是矩形脉冲信号，如图3，6—1所示。下面就以矩形脉冲为例，介绍表征脉冲信号的主要参数： ①脉冲幅度Um：定义为脉冲波从底部到顶部之间的数值。 ②脉冲上升时间tr：定义为脉冲波从0.1 Um 上升到0. 9Um所经历的时间，也叫脉冲前沿。 ③脉冲下降时间tf ：定义为脉冲波从0.9 Um下降到0.1 Um所经历的时间，也叫脉冲后沿。 ④脉冲宽度：即脉冲的持续时间，一般指脉冲前、后沿分别等于0.5 Um时相应的时间间隔。 ⑤平顶降落 ：表征脉冲顶部不能保持平直而呈现倾斜降落的数值，也常用其对脉冲幅度的百分比值来表示。 ⑥脉冲过冲：脉冲过冲包括上冲和下冲。上冲指上升边超过顶值Um以上所呈现的突出部分，如图3．6—1．(a)中b下冲是指下降边超过底值以下所呈现的向下突出部分，如图3.6 —1(a)中f。 ⑦脉冲周期和重复频率：周期性脉冲相邻两脉冲之间的时间间隔称为脉冲周期，用T 表示，脉冲周期的倒数称为重复频率，用f表示，如图3．6—土(厶)中所示. ⑧脉冲的占空系数 ：脉冲宽度 与脉冲周期T的比值称为占空系数或空度比 国际电工委员会于土974·年公布了IEC469—主号标准(脉冲技术与仪器的第一部分：脉冲术语及定义)和IEC469—2号标准(脉冲技术与仪器标准的第二部分：脉冲测量与分析的一般考虑)两个标准文件，标准中给出了统一的、数学上严密的而且通用的脉冲及其测量技术的术语和定义(见[13]第二章)。本书仍采用目前国内较通用的一些标准和术语。 二、脉冲信号发生器分类 脉冲信号发生器是专门用来产生脉冲波形的信号源，是电子测量仪器中的一个重要门类。脉冲信号发生器广泛应用于电子测量系统以及数字通信、雷达、激光、航天、计算机技术、自动控制等领域。它可用于测试视频放大器、宽带电路的振幅特性、过渡特性，逻辑元件的开关速度、数字电路研究以及示波器的检定与测试等。 按照用途和产生脉冲的方法不同，脉冲信号发生器可分为通用脉冲发生器、快沿脉冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲信号发生器及特种脉冲发生器等。 通用脉冲发生器是最常用的脉冲发生器，其输出脉冲频率、延迟时间、脉冲持续时间、脉冲幅度均可在一定范围内连续调节，一般输出脉冲都有“+”“一”两种极性，有些产品还具有前、后沿可调、双脉冲、群脉冲、闸门、外触发及单次触发等功能。像国外的HP8080A，频率达土000MHz，前、后沿小于300ps，国内也已生产出频率达500MHz，前后沿小于100ps的通用脉冲发生器。 快沿脉冲发生器以快速前沿为其特征，主要用于各类电路瞬态特性测试，特别是测试示波器的瞬态口向应。国内小幅度(5V)快沿脉冲发生器前沿可小于60ps，大幅度(50V)快沿脉冲发生器的前沿可小于1ns。 函数信号发生器在前面已有过介绍，由于它一般可输出多种波形信号，因而已成为通 用性极强的一类信号发生器。但作为脉冲信号源，当前主要的问题是上限频率不够高 (50MHz左右)，前、后沿也难提高，不能完全取代通用脉冲信号发生器。 数字可编程脉冲信号发生器是随着集成电路技术、微处理器技术发展而产生的一代新型脉冲发生器，一般带有GPIB接口，可编程控制，使之进入自动测试系统。 特种脉冲信号发生器是指那些具有特殊用途，对某些性能指标有特定要求的脉冲信号 源，如稳幅、高压、精密延迟等脉冲发生器以及功率脉冲发生器和数字序列发生器等。 三、脉冲信号发生器的结构 1．基本脉冲信号发生器 一台基本的脉冲信号发生器，由图3．6—2中主要单元构成，XC—15型及XC—20型脉冲信号发生器采用了这种结构，可输出频率、脉冲宽度可调的正、负极性矩形脉冲。图中各单元主要功能如下： (1)主振级：该单元是脉冲信号源的核心一振荡源，一般采用恒流源射级耦合自激多谐 振荡器产生矩形波，调节振荡器中电容和钳位电压可进行振荡频率粗调