几种常用边缘检测算法的比较摘要:边缘是图像最基本的特征，边缘检测是图像分析与识别的重要环节。基于微分算子的边缘检测是目前较为常用的边缘检测方法。通过对Roberts，Sobel，Prewitt，Canny 和Log 及一种改进Sobel等几个微分算子的算法分析以及MATLAB 仿真实验对比，结果表明，Roberts，Sobel 和Prewitt 算子的算法简单，但检测精度不高，Canny 和Log 算子的算法复杂，但检测精度较高，基于Sobel的改进方法具有较好的可调性，可针对不同的图像得到较好的效果，但是边缘较粗糙。在应用中应根据实际情况选择不同的算子。 0 引言 边缘检测是图像分析与识别的第一步，边缘检测在计算机视觉、图像分析等应用中起着重要作用，图像的其他特征都是由边缘和区域这些基本特征推导出来的，边缘检测的效果会直接影响图像的分割和识别性能。边缘检测法的种类很多，如微分算子法、样板匹配法、小波检测法、神经网络法等等，每一类检测法又有不同的具体方法。目前，微分算子法中有Roberts，Sobel，Prewitt，Canny，Laplacian，Log 以及二阶方向导数等算子检测法，本文仅将讨论微分算子法中的几个常用算子法及一个改进Sobel算法。 1 边缘检测
在图像中，边缘是图像局部强度变化最明显的地方，它主要存在于目标与目标、目标与背景、区域与区域( 包括不同色彩) 之间。边缘表明一个特征区域的终结和另一特征区域的开始。边缘所分开区域的内部特征或属性是一致的，而不同的区域内部特征或属性是不同的。边缘检测正是利用物体和背景在某种图像特征上的差异来实现检测，这些差异包括灰度、颜色或纹理特征，边缘检测实际上就是检测图像特征发生变化的位置。边缘的类型很多，常见的有以下三种: 第一种是阶梯形边缘，其灰度从低跳跃到高; 第二种是屋顶形边缘，其灰度从低逐渐到高然后慢慢减小; 第三种是线性边缘，其灰度呈脉冲跳跃变化。如图1 所示。 (a) 阶梯形边缘(b) 屋顶形边缘 (b) 线性边缘 图像中的边缘是由许多边缘元组成，边缘元可以看作是一个短的直线段，每一个边缘元都由一个位置和一个角度确定。边缘元对应着图像上灰度曲面N 阶导数的不连续性。如果灰度曲面在一个点的N 阶导数是一个Delta 函数，那么就
喷油脉冲信号 操作说明 喷油器的驱动器简称喷油驱动器有四种基本类型： 饱和开关型 峰值保持型 博士（BOSCH）峰值保持型 PNP型 喷油脉冲检测操作说明 连接： 用通用探针连接喷油脉冲传感器输出信号线。将一缸信号拾取器夹在一缸高压线上。 操作说明： ●在“电控发动机参数”菜单下点击“喷油脉冲信号”图标，系统即可进入 喷油脉冲传感器波形测试界面，并显示所测得的喷油脉冲传感器波形，如下图所示。 ●用鼠标左键点击“停止”图标（“停止”图标被按下后即变为“测试”图 标），系统即停止测试，再点击此图标即可恢复测试（同时“测试”图标恢复为“停止”图标）。 ●显示的转速、占空比、频率与显示的波形实时对应。 ●在停止状态下可点击“显示调整”图标，在弹出的工具窗口中可对X、Y轴 进行缩放、平移，以便观察。 ●用鼠标左键点击“保存数据”图标可将检测有效结果进行保存。
●用鼠标左键点击“保存波形”图标可将波形保存于指定目录。 ●用鼠标左键点击“图形打印”可对界面有效区域进行图形打印。 ●点击帮助图标可进入帮助系统查看相应技术数据。 ●用鼠标左键点击“返回”图标可返回上级菜单。 喷油脉冲传感器检测 饱和开关型（PFI/SFI）喷油器驱动器
*测试步骤 起动发动机，以2500转/分转速保持油门2-3分钟，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过观察屏幕上氧传感器的信号确定这一点。 关掉空调和所有附属电器设备，让变速杆置于停车档或空档，缓慢加速并观察在加速时喷油驱动器喷油时间的相应增加。 A. 从进气管加入丙烷，使混合气变浓，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将缩短，它试图对浓的混合气进行修正（高的氧传感器电压）。
4 脉冲信号产生电路 4.1 实验目的 1．了解集成单稳态触发器的基本功能及主要应用。 2．掌握555定时器的基本工作原理及其性能。 3．掌握用555定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器的工作原理、设计及调试方法。 4.2 实验原理 1．集成单稳态触发器及其应用 在数字电路的时序组合工作中，有时需要定时、延时电路产生定时、展宽延时等脉冲，专门用于完成这种功能的IC，就是“单稳延时多谐振荡器”，也称“单稳触发器”。其基本原理是利用电阻、电容的充放电延时特性以及电平比较器对充放电电压检测的功能，实现定时或延时，只需按需要灵活改变电阻、电容值大小，就可以取得在一定时间范围的延时或振荡脉冲输出。常用的器件有LS121/122、LS/HC123、LS/HC221、LS/HC423、HC/C4538及CC4528B等。 集成单稳态触发器在没有触发信号输入时，电路输出Q=0，电路处于稳态；当输入端输入触发信号时，电路由稳态转入暂稳态，使输出Q=1；待电路暂稳态结束，电路又自动返回到稳态Q=0。在这一过程中，电路输 出一个具有一定宽度的脉冲，其宽度与电路的外接定时元件C ext 和R ext 的数 值有关。 图4-1
集成单稳态触发器有非重触发和可重触发两种，74LS123是一种双可重触发的单稳态触发器。它的逻辑符号及功能表如图4-1、表4-1所示。 在表4-1中“正”为正脉冲，“负”为负脉冲。 LS/HC123的特点是，复位端CLR也具有上跳触发单稳态过程发生的功能。 在C ext >1000pF时，输出脉冲宽度t w ≈0.45R ext C ext 。 器件的可重触发功能是指在电路一旦被触发（即Q=1）后，只要Q还未恢复到0，电路可以被输入脉冲重复触发，Q=1将继续延长，直至重复触发的最后一个触发脉冲的到来后，再经过一个t w （该电路定时的脉冲宽度）时间，Q才变为0，如图4-2所示： 图4-2 74LS123的使用方法： （1）有A和B两个输入端，A为下降沿触发，B为上升沿触发，只有AB=1时电路才被触发。 （2）连接Q和A或Q与B，可使器件变为非重触发单稳态触发器。 （3）CLR=0时，使输出Q立即变为0，可用来控制脉冲宽度。 （4）按图4-3、3-5-4连接电路，可组成一个矩形波信号发生器，利用开关S瞬时接地，使电路起振。 图4-3 图4-4 2．555时基电路及其应用 555时基电路是一种将模拟功能和数字逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的新型集成电路，又称集成定时器，它的内部电路框图如图4-5所示。 图4-5 电路主要由两个高精度比较器C 1、C 2 以及一个RS触发器组成。比较器 的参考电压分别是2/3V CC 和1/3V CC ，利用触发器输入端TR输入一个小于 1/3V CC 信号，或者阈值输入端TH输入一个大于2/3V CC 的信号，可以使触发 器状态发生变换。CT是控制输入端，可以外接输入电压，以改变比较器的参考电压值。在不接外加电压时，通常接0.01μF电容到地，DISC是放电输入端，当输出端的F=0时，DISC对地短路，当F=1时，DISC对地开路。 R D 是复位输入端，当R D =0时，输出端有F=0。 器件的电源电压V CC 可以是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，当 电源电压为+5V时，电路输出与TTL电路兼容。555电路能够输出从微秒级到小时级时间范围很广的信号。 （1）组成单稳态触发器 555电路按图4-6连接，即构成一个单稳态触发器，其中R、C是外接定时元件。单稳态触发器的输出脉冲宽度t w ≈1.1RC。 图4-6 （2）组成自激多谐振荡器 图4-7 自激多谐振荡器电路 按图4-7连接，即连成一个自激多谐振荡器电路，此电路的工作过程
E题脉冲信参数测量仪 报告 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
脉冲信号参数测量仪 摘要：本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，采用FPGA与单片机相结合的方式制备出可测量脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间的测量仪以及标准脉冲信号发生器。本设计由以下功能模块构成：前端信号处理模块、峰值检波模块、窗口比较器模块、幅值升压模块等。利用FPGA的强大处理能力，完成数字信号处理，并将处理后的信号送至单片机进行显示，设计中综合运用了电容去耦、滤波以及同轴电缆等抗干扰措施，减少了电路干扰。在FPGA内有等精度测频模块、占空比测量模块和上升时间测量模块、标准脉冲产生模块等。显示与校准通过单片机完成。 关键词：峰值检波窗口比较器脉冲参数测试仪标准脉冲信号发生器 一、系统方案 1.方案论证与比较 方案一：图1所示为中规模电路脉冲信号测量仪。此方案采用中规模数字电路构成，主要由比较器、功能选择、量程选择、计数器和控制模块组成。该方案电路复杂，频带过窄，功能不强，实现起来比较困难。故不采用此方案。 图1 小规模数字电路原理框图 方案二：图2所示为纯单片机方案，该方案以单片机为核心。门控信号由单片机内部计数定时器产生。该方案成本低，但受单片机本身限
制，其时序控制能力弱，处理速度慢，无法达到本次设计要求。故不采用此方案。 图2 纯单片机方案原理框图 方案三：图3所示为FPGA与单片机相结合的方案。此方案中，FPGA 构成主要测量模块，输入信号经过前端处理电路，得到5V信号输入到FPGA中。单片机控制FPGA完成各种测量功能并显示测量数据。该方案外围元件相对较少，对高速信号处理速度快，精度高，且控制灵活、可靠性高。 图3 FPGA与单片机结合方案原理框图 综上所述，本设计拟采用方案三。 2.总体方案设计 当进行频率测量时，脉冲信号进入前置分挡模块。当信号较大时衰减，当信号较小时放大。在放大模块中，高频信号通过高速放大器，低频信号通过精密放大器，使输入波形均为幅值适中的脉冲，直接进入FPGA进行计算测量。FPGA中，采用等精度测频方法进行测频和测占空比，利用基本上升时间测量模式进行两个信号的上升时间测量。单片机完成数据读取及校准功能。测量幅值时经过峰值检测并保持电路，再经单片机AD采集测出。 二、理论分析与计算 1.频率测量方法
脉冲边缘检测法： Reg[2:0] key_rst; //用来保存按键的值 Reg[2:0] key_rst_r; //用来保存key_rst的值 always @（posedge clk or negedge rst） begin if（！rst）key_rst<=3’b111; else key_rst<={key1,key2,key3};//将三个按键的值都赋给key_rst end always @ (posedge clk or negedge rst) begin if(!rst) key_rst_r<=3’b111; else key_rst_r<=key_rst; end wire[2:0] key_an; assign key_an=key_rst_r&(~key_rst);//实现了记录由低电平按下的目的到此就可以判断有按键按下或有抖动。这两个是那一个到此还不确定。 Reg[2:0] low_sw; Reg[2:0] low_sw_r; Reg[19:0] cnt; always @（posedge clk or negedge rst） begin if(!rst) cnt<=20’d0; else if(key_an) cnt<=20’d0; else cnt<=cnt+1’b1; end always @(posedge clk or negedge clk) begin if(!rst) low_sw<=3’b111; else if(cnt==20’hfffff) low_sw<={key1,key2,key3}; end always @(posedge clk or negedge rst) begin if(!rst) low_sw_r<=3’b111; else low_sw_r<=low_sw; end wire[2:0] led_ctrl assign led_ctrl=low_sw_r&(~low_sw); 到此就可以判断是按键按下还是抖动了，如果led_ctrl=1那就是按键按下了，如果led_ctrl=0，则是抖动。 注：开始时按键接的脚为高电平。当按键按下时按键对应的脚为低电平。
郑州工业应用技术学院 课程设计说明书 题单片机脉冲信号测量 姓名： 院（系）：信息工程学院专业班级：计算 机科学与技术学号： 指导教师： 成绩： 时间：年月日至年月日
摘要 脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数，并用十进制数字显示出来。利用定时器的门控信号GATE进行控制可以 实现脉冲宽度的测量。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。本文介绍了基于单片机AT89C51的脉冲信号参数测量仪的设计。该设计可以对脉冲信号的宽度，频率等参数进行测量。 关键词：脉冲信号；频率；宽度；单片机AT89C51
目录 摘要............................................................... I 目录............................................................... II 第一章技术背景及意义 (1) 第二章设计方案及原理 (2) 第三章硬件设计任务 (3) 第四章软件结论 (12) 第五章参考文献 (13) 第六章附录 (14)
第一章技术背景及意义 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。由于单片机稳定可靠、物美价廉、功耗低，所以单片机的应用日益广泛深入，涉及到各行各业，如工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、家用电器等领域。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在使用单片机通过软件就能实现了。随着单片机应用的推广普及，单片机控制技术将不断发展，日益完善。因此，本课程设计旨在巩固所学的关于单片机的软件及硬件方面的知识，激发广大学生对单片机的兴趣，提高学生的创造能力，动手能力和将所学知识运用于实践的能力。 中断功能是一种应用比较广泛的功能，它指的是当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生了某一件事（如一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时终止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这样的过程称为中断。本文中用到了定时器T0溢出中断，以实现软件延时。脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，脉冲频率等参数。
1. 讲废话 最近闲得蛋疼，翻阅了一下以前的项目笔记，想起去年折腾的一个小玩意儿。记得当时是由于项目需要，boss找到我，说主板上有一个单片机，会发出heartbeat信号（就是MCU等一些芯片的心跳信号，只要芯片活着，就会一直发送固定频率的脉冲出去，如果芯片挂了，heartbeat就一直为0或1），能不能用CPLD判断这个信号是否处于正常状态？（说白了，也就是判断单片机是否还活着）。于是着手研究了一下这个heartbeat信号，用示波器测了一下，是一个标准的脉冲，频率为1HZ，占空比为50%，捯饬了两个小时，给出的解决方案是：每3s钟，计算一次上升沿的个数，如果此数值等于0，则heartbeat信号异常（用0表示），否则heartbeat信号正常（用1表示）。 把这个问题和方案贴出来，一是觉得实用性比较强，以前也没有看到有人做过，二是此解决方案对于其他同类问题有启发作用，只要弄懂此个案，其他问题也会触类旁通，易于解决。 现在给出方案的verilog源码，供大家研究，代码已通过项目验证，可靠好用。 2. 晒干货 ps. 带★号处可根据需要进行修改. /*********************************************************************** ******************* Author: Bob Liu E-mail：shuangfeiyanworld@163.com Device: LCMX0256C-3T100C Tool: Diamond 1.1 Function:判断脉冲输入信号是否正常 Version: 2012-1-11 v1.0 ************************************************************************ ******************/ module pulse_in_status ( input CLK, // 基准时钟,50M input pulse_in, // 被测脉冲 output reg pulse_in_status // 指示被测脉冲正常与否，1表示正常,0异常 ); reg [1 :0] temp; // 电平值寄存器 reg [31:0] CNT,CNT2; reg [3 :0] pos_edge; // 上升沿个数 parameter delay = 50_000;
变频器的电压检测电路（新） ——正弦变频器电压检测实际电路分析 一、电路构成和原理简析 电压检测电路，是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分，旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内，若工作电源危及IGBT （包含电源本身的储通电容）器件的安全时，实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。此外，少数机型还有对输出电压的检测，在一定程度上，起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用，取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。 1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现 图1 电路检测电路的构成（信号流程）框图 1、电压检测电路的电压采样形式（前级电路） 1）直接对DC530V 电压采样 78L05C 8 P N 图2 DC530V 电压检测电路之一 直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样，形成电压检测信号。如阿尔法ALPHA2000型变
频器的电压检测电路，如图2所示。 电路中U14线性光耦合器的输入侧供电，由开关变压器的独立绕组提供的交流电压，经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供，电源地端与主电路N 端同电位。输出侧供电，则由主板+5V 所提供。 直流回路P 、N 端的DC530V 电压，直接经电阻分压，取得约120mV 的分压信号，输入U14（线性光耦合器，其工作原理前文已述）进行光、电隔离与线性放大后，在输出端得到放大了的检测电压信号，再由LF353减法放大器进一步放大，形成VPN 直流电压检测信号，经CNN1端子，送入MCU 主板上的电压检测后级电路。 2）由开关变压器次级绕组取得采样电路信号 +5V -42V 图3 DC530V 电压检测电路之二 N +5V N1输入电压波形示意图V T 截止 VT 饱合导通 0V 530V 5V 0V -42V N3输出电压波形示意图 压采样等效电路T1 图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图 主电路的DC550V 直流电压检测信号，并不是从主电路的P 、N 端直接取得，而是“间接”从开关电源的二次绕组取出，这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情，也成为该部分电路检修的一个障碍。电压采样电路如上图4所示。 在开关管VT 截止期间，开关变压器TRAN 中储存的磁能量，由次级电路进行整流滤波得到+5V 工作电源，释放给负载电路；在VT 饱和导通期间，TC2从电源吸取能量进行储存。 N3二级绕组上产生的电磁感应电压，正向脉冲出现的时刻对应开关管的截止时间，宽度较大，幅值较低，经二极管D12正向整流后提供负载电路的供电，有电流释放回路；反向脉冲出现的时刻对应开关管的饱和导通时间，宽度极窄，但并不提供电流输出，回路的时间常数较大（不是作为供电电源应用，只是由R 、C 电路取得电压检测信号），故能在电容C17上维持较高的幅值。开关管VT 饱合导通时，相当于将N1绕组直接接入530V 电源，因而在同一时刻N3绕组此时所感应的负向脉冲电压，是直接反映N1绕组供电电压高低的，并与其成线性比例关系——N3绕组感应电压的高低，仅仅取决于N1、N3绕组的匝数比。整
一、用途 电气、电子产品实际使用过程中会受到以传导方式传入的脉冲信号干扰；脉冲群发生器是模拟环境中的脉冲信号并将其以传导方式施加到产品工作环境中检测设备，用于检测电气、电子产品对电快速瞬变脉冲群抗扰度是否符合设计要求。
二、外形简介 2.1工作平台 脉冲群发生器：脉冲群信号产生装置，型号为NSG 3060，可扩展浪涌等模块 耦合去耦网络：将脉冲群信号耦合到三相电路中，用于对电源施加脉冲群干扰，型号为CDN 3063 脉冲群耦合钳：将脉冲群信号耦合到数据线中，用于对485线路施加脉冲群干扰，型号为CDN 3425 485线：用于连接电力终端与电表，一端连接集中器或采集器，另一端连接电表 测试台：用于放置待测设备 测试台 脉冲群发生器 脉冲群耦合钳 485线 耦合去耦网络
脉冲群发生器 耦合去耦网络 调压器电源 接地线 调压器 调压器：三相电压调节器，用于调节耦合去耦合网络的输入电压，默认状态为380V 调压器电源：用于输入环境中的实际三相电源 接地线：基于设备、人员安全考虑，接真正的大地
2.2脉冲群测试仪 三相电源输入端口 信号耦合器电源线 耦合去耦网络开关 脉冲群发生器开关 脉冲群发生器电源线 显示屏 单相电源输出线 三相电源耦合输出端口 三相电源耦合输出线 参数调节旋钮 按键组 数据输出线 工作指示灯 耦合去耦网络脉冲群数据线输入端口
显示屏：显示脉冲群发生器操作参数，为触摸屏 按键组：左边三个分别为：启动、暂停、停止键；右边三个为参数调节进制，分别为1、10、100 参数调节旋钮：旋转可调节参数大小 工作指示灯：power（电源指示灯）、pulse（脉冲信号指示灯）、Hige Voltage（高电压指示灯）、EUT Power（待测设备供电指示灯）、Error（错误指示灯） 单相电源输出线：脉冲群信号通过两条单相电源线输出给耦合去耦网络 数据输出线：脉冲群信号通过数据线输出脉冲群耦合钳 三相电源耦合输出端口：耦合去耦网络将施加到单相电源的脉冲群信号转变为施加到三相电源的脉冲群信号，最右端的PE端口一般不用，空置即可 三相电源耦合输出线：用于给待测设备提供已施加脉冲群信号的三相电源 三相电源输入端口：将三相电源输入给耦合去耦网络，用于耦合脉冲群信号 耦合去耦网络脉冲群数据线输入端口：目前不用，空置即可 三、供电 脉冲群发生器、耦合去耦网络接普通220V民用电源即可
在科学研究和生产实践当中，周期脉冲信号是很常见的。如何检测周期脉冲信号的丢失，或因故障丢失周期脉冲信号需要报警的情况也是经常碰到的。本文给出了解决这类问题的办法，并通过理论分析给出了检测周期脉冲信号丢失的实用电路。 1 可重触发的单稳态电路 众所周知，所谓单稳态是指电路只有一个稳定状态，另一个是暂稳态。如电路输出稳定状态为低电平Ｌ，当输入信号到达后，电路输出变为高电平Ｈ，但是高电平状态只是暂时的，过了一定时间后它又自动回到稳定状态Ｌ。输入i u 的周期Ｔ小于输出 o u 的脉冲宽度W T 。（由W T 电路定时元件的 参数决定，定时元件参数不变，输出o u 的脉冲宽度W T 就不变），当电路在暂稳态期间若再来输入脉冲，输入脉冲对电路不起作用，只有当电路回到稳态后，再来输入脉冲信号才能触发单稳态再次动作。此种电路称为不可重复触发的单稳态电路。单稳态电路的作用一般是定时、延时、和波形整形。定时、延时的时间就是W T 。 当单稳态电路在暂稳态期间若再来输入脉冲，输出从此时刻开始再延迟W T 的宽度，此种单稳态电路为可重复触发的单稳态电路。可重复触发的单稳态电路若i u 为周期脉冲信号，且其周期Ｔ小于W T ，只要输入信号i u 正常，则o u 一直是暂稳态，这种情况输入i u 和输出o u 的波形如图（１）所示。 丢失周期脉冲信号的检测电路 许立新 李金民 (西京学院 西安 710123) 摘 要：本文通过对可重触发的单稳态电路的分析，得出了只要可重触发单稳态触发器的输出脉冲宽度大于输入周期脉冲信号的周期Ｔ，就可用可重触发的单稳态触发器构成检测周期脉冲信号丢失的电路。本文用芯片ＣＤ４５３８给出了实用的丢失周期脉冲信号的检测和报警电路。关键词：周期脉冲信号 单稳态 可重单稳态中图分类号：ＴＮ７８文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１０）０４（ｂ）－００６８－０２ 2 丢失周期脉冲信号的检测电路实例 利用可重复触发的单稳态电路可以构成丢失周期脉冲信号的检测电路。可重复触发的单稳态电路有多种，ＣＤ４５３８是双可重复触发的单稳态集成芯片，它的引脚排列如图（２）所示。 查ＣＤ４５３８的功能表知，端为清“０”端，低电平有效，它的稳定状态是Ｑ＝Ｌ，Q ＝Ｈ，当CLR ＝Ｈ，Ｂ输入端接高电平时，Ａ 输入端来一个脉冲上升沿，则Ｑ＝Ｈ，Q ＝Ｌ，电路进入暂稳态。ＣＤ４５３８的W T 决定外接的定时元件Ｒｅｘｔ和Ｃｅｘｔ，其 W T ＝Ｒｅｘｔ﹒Ｃｅｘｔ（１） 若输入周期脉冲信号i u 的周期是Ｔ，可重触发单稳的输出脉冲宽度为W T ，当 W T ＝１．５Ｔ左右时，只要输入i u 的周期脉冲 正常，则输出o u 就一直处在高电平状态（暂稳态）如图（１）所示。假设i u 的第４个脉冲丢失，第５个脉冲又正常，则输入i u 与输出o u 的波形如图（３）所示（图示为i u 从ＣＤ４５３８的Ａ端输入，i u 需要正的窄脉冲）。由图（３）的波形知，由于第４个周期信号丢失，单稳态电路又回到稳态低电平，当第５个输入脉冲再来时，输出o u 又为暂稳态高电平，据此可以 将丢失的周期脉冲信号检测出来。 如某自动工作的冲床，每３秒钟冲压一个工件，通过光电传感器使冲压工件的个数转换成脉冲数，每冲压一个工件，通过光电转换电路产生一个计数脉冲，计数脉冲的周期Ｔ＝３Ｓ。若间隔４．５Ｓ左右未来脉冲信号，说明工作不正常，应该报警。由ＣＤ４５３８构成的报警电路如图（４）所示。图（４）中计数部分用四位计数，锁存译码驱动，显示电路构成（图中未画出具体电路）。周期脉冲的上 升沿触发计数器。经光电转换，放大整形后的信号1i u 的周期Ｔ＝３Ｓ，若1i u 的脉冲宽度ｔｐ＝０．２ｓ，经过ＲＣ微分电路及二极管Ｄ的限幅作用后，得到周期Ｔ＝３Ｓ的正尖脉冲信号 i u （如图（３）中的i u ） 微分电路参数的选择原则是 τ＝ＲＣ＜＜ｔｐ（２） 本例选Ｃ＝１F μ，Ｒ＝２０ ? K ，可以满足式 （２）的要求。 图1 图2图3 (下转70页)
脉冲电路脉冲电路的基本知识在数字电路中分别以高电平和低电平表示1状态和0状态。此时电信号的波形是非正弦波。通常，就把一切既非直流又非正弦交流的电压或电流统称为脉冲。图Z1601表示出几种常见的脉冲波形，它们既可有规律地重复出现，也可以偶尔出现一次。脉冲波形多种多样，表征它们特性的参数也不尽相同，这里，仅以图Z1602所示的矩形脉冲为例，介绍脉冲波形的主要参数。（1）脉冲幅度Vm--脉冲电压或电流的最大值。脉冲电压幅度的单位为V、mV，脉冲电流幅度的单位为A、mA。（2）脉冲前沿上升时间tr--脉冲前沿从0.1Vm上升到0．9Vm所需要的时间。单位为ms、μs、ns。（3）脉冲后沿下降时间tｆ--脉冲后沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需要的时间。单位为：ms、μs、ns。（4）脉冲宽度tk--从脉冲前沿上升到0.5Vm处开始，到脉冲下降到0.5Vm处为止的一段时间。单位为：s、ms、μs或ns。（5）脉冲周期Ｔ--周期性重复的脉冲序列中，两相邻脉冲重复出现的间隔时间。单位为：s、ms、μs。（6）脉冲重复频率--脉冲周期的倒数，即f =1／T，表示单位时间内脉冲重复出现的次数，单位为Hz、kHz、MHz。（7）占空比tk／T--脉冲宽度与脉冲周期的比值，亦称占空系数。 对电路来说，有个阻抗匹配问题，只有当阻抗匹配时，输出效果才最好，否则，有可能导致负载力不足，导致一旦外加电路，就会把电压拉下了，建议后面加一级运放增大负载能力 交流电源的零交越脉冲电路设计 时间：2012-04-25 14:58:04 来源：作者：本设计中的电路可生成一个交流电源的零交越脉冲，并提供电气绝缘。输出脉冲的下降沿出现在零交越点前约200μs。使用这个电路可以安全地停止一个可控硅栅极的触发，使之有时间正常地关断。只有当主电压约为0V时，电路才产生短脉冲，因此在230V、50Hz输入下只耗电200mW。 电路为电容C1充电，直至达到22V齐纳二极管D3的上限(图1与参考文献1)。电阻R1和R5用于限制输入电流。当输入整流电压降至C1电压以下时，Q1开始导通，产生一个几百微秒长的脉冲。IC1的耦合使得Q1方波发生器作出响应。rms工作电压只需要R1和R5。SMD的1206型电阻一般能承受rms为200V的电压。本设计将R1和R5之间的输入电压一分为二，总额定电压为rms值400V。D3用于将桥的电压限制在22V，因此后面所有元件都有较低的额定电压。22V齐纳管可以箝位在30V，因此本设计使用了一只50V、470nF的陶瓷电容。陶瓷电容较电解电容或钽电容有更好的可靠性，尤其是在高温下。如果愿意使用更便宜更小的25V元件，可以将齐纳管的电压改为18V，仍保有不错的安全边际。R4用于限制LED上的峰值电流。对LED电流的主要限制是整流AC输入的斜率。缓慢的斜率使得C1释放储存的能量时，Q1不会产生电流尖峰。
脉冲信号发生器 摘要：本实验是采用fpga方式基于Alter Cyclone2 EP2C5T144C8的简易脉冲信号发生器，可以实现输出一路周期1us到10ms，脉冲宽度：0.1us到周期-0.1us,时间分辨率为 0.1us的脉冲信号，并且还能输出一路正弦信号（与脉冲信号同时输出）。输出模式 可分为连续触发和单次手动可预置数（0~9）触发，具有周期、脉宽、触发数等显示功能。采用fpga计数实现的电路简化了电路结构并提高了射击精度，降低了电路功耗和资源成本。 关键词：FPGA；脉冲信号发生器；矩形脉冲；正弦信号； 1 方案设计与比较 脉冲信号产生方案： 方案一、采用专用DDS芯片的技术方案： 目前已有多种专用DDS集成芯片可用，采用专用芯片可大大简化系统硬件制作难度，部数字信号抖动小，输出信号指标高；但专用芯片控制方式比较固定，最大的缺点是进行脉宽控制，测量困难，无法进行外同步，不满足设计要求。 方案二、单片机法。 利用单片机实现矩形脉冲，可以较方案以更简化外围硬件，节约成本，并且也可以实现灵活控制、能产生任意波形的信号发生器。但是单片机的部时钟一般是小于25Mhz，速度上无法满足设计要求，通过单片机产生脉冲至少需要三条指令，所需时间大于所要求的精度要求，故不可取。 方案二：FPGA法。利用了可编程逻辑器件的灵活性且资源丰富的特点，通过Quartus 软件的设计编写，实现脉冲信号的产生及数控，并下载到试验箱中，这种方案电路简单、响应速度快、精度高、稳定性好故采用此种方案。 2 理论分析与计算 脉冲信号产生原理：输入量周期和脉宽，结合时钟频率，转换成两个计数器的容量，用来对周期和高电平的计时，输出即可产生脉冲信号。 脉冲信号的精度保证：时间分辨率0.1us，周期精度：+0.1%+0.05us，宽度精度：
实验8 脉冲信号产生电路 一、实验目的 1. 掌握用基本门电路构成多谐振荡器的方法。 2. 熟悉单稳态触发器的工作原理和参数选择。 3. 熟悉施密特触发器的脉冲整形和应用。 二、实验原理 脉冲信号产生电路是数字系统中必不可少的单元电路。如同步信号、时钟信号和时基信号等都由它产生。产生脉冲信号的电路通常称为多谐振荡器。它不需信号源，只要加上直流电源，就可以自动产生信号。脉冲的整形通常应用单稳态触发器或施密特触发器实现。 脉冲信号的产生与整形可以用基本门电路来实现。现在已经有集成单稳态触发器、集成施密特触发器。另外用555 定时器也可以产生脉冲或实现脉冲整形。本实验主要研究用基本门电路组成的脉冲产生和整形电路。 1. 多谐振荡器 (1) TTL 门电路构成的多谐振荡器 由于 TTL 门电路 速度快，它 适宜于产生 中频段脉冲 源，图2.8.1 是由TTL 反向器构成的全对称多谐振荡器，若取C1= C2 = C，R1= R2= R，则电路完全对称，电容充放电时间相等，其振荡周期近似为Ｔ=1.4 RC。一般R1、R2的取值不超过1K，若取R1= R2 = 500Ω ，C1= C2=100pF~100μF，则其振荡频率的范围为几十赫到几十兆赫。 (2) 环形多谐振荡器 图 2.8.2 是用TTL 与非门构成的环形多谐振荡器，图中取R1=100Ω ，R W在2kΩ ~50kΩ之间变化，可调电容C的变化范围是100pF 到50μF，则振荡频率可从数千赫变到数兆赫。电路的振荡周期为Ｔ= 2.2 RC，其中R = R1+R W。
(3) 晶体振荡器 用TTL 或CMOS 门电路构成的振荡器幅度稳定性较好，但频率稳定性较差，一般只能达到10-2~10-3数量级。在对频率的稳定度、精度要求高的场合，选用石英晶体组成的振荡器较为适合。其频率稳定度可达10-5以上。图2.8.3 是用CMOS 芯片CD4069 和 晶体构成的多谐振荡器，C o一般取20pF。C S取10~30pF，其输出频率取决于晶体的固有振荡频率。 2. 单稳态触发器 稳态触发器的特点是它只有一个稳定状态，在外来脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳态。暂稳态维持一段时间ＴW 以后，将自动返回到稳定状态。ＴW大小与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。单稳态触发器一般用于定时、整形及延时等。单片集成的单稳态触发器有74LS122，CC4098 等。 图 2.8.4 是用与非门构成的微分型单稳态触发器，其输出脉冲宽度为：Ｔw= 0.8RC。 3. 施密特触发器 施密特触发器的特点是：电路有两个稳定状态，电路状态的翻转依靠外触发电平来维持。一旦外触发电平下降到一定电平 后，电路 立即恢复 到初始稳 态。其工
如图所示为脉宽检测电路。该检测电路由微分电路(R2、C2)、放大电路BG1、单稳定时电路(555、R1、C1)等组成。输入的脉冲信号Vin(如波形A)一路加至微分、放大电路，另一路经R4后加至BG2的集电极电路。经微分放大后的负向脉冲(如波形B)触发555电路置位，使其③脚输出一定宽度的正向脉冲(如波形C)，其脉宽即为单稳电路的定时时间td=1.1R1C1(秒)，且该正向脉冲加至BG2的基极，故在检测期间，BG2饱和导通，其集电极(即电路输出端V0)呈低电平。若被检测的脉宽大于设定的脉宽td，则因BG2的集电极加压的时间大于基极偏置时间td，V0出现高电平，这说明被检测脉宽超过设定时间了。 基于NE555的脉冲丢失检测电路 发布:2011-09-27 | 作者:—— | 来源: jiaoyouhao | 查看:550次 | 用户关 注：检测电路 NE555定时器IC可以检测一个两个连续脉冲的脉冲列车之间的脉冲丢失或异常长的时间。这种电路可用于检测的汽车火花塞的间歇发射或监视一个生病的病人心脏的跳动。挑了传感器的信号的形状形成一个负脉冲，并应用到这是作为一个单声道稳定连接的集成电路的引脚2。只要脉冲之间的间距不到的时间间隔，时间周期不断复位输入脉冲电容器是通过T1出院。在减少脉冲频率或脉冲丢失许可证完成的时间间隔，这会导致产出水平的变化。 NE555定时器IC可以检测一个两个连续脉冲的脉冲列车之间的脉冲丢失或异常长的时间。这种电路可用于检测的汽车火花塞的间歇发射或监视一个生病的病人心脏的跳动。 挑了传感器的信号的形状形成一个负脉冲，并应用到这是作为一个单声道稳定连接的集成电路的引脚2。只要脉冲之间的间距不到的时间间隔，时间周期不断复位输入脉冲电容器是通过T1出院。在减少脉冲频率或脉冲丢失许可证完成 的时间间隔，这会导致产出水平的变化。
在时序逻辑电路中，少不了“沿”。always块敏感信号中可以通过关键字posedge和negedge来提取信号的上升沿和下降沿。但是如果在程序块内部需要某个信号的上升沿或者下降沿、或者对于按钮触发的模块，由于按钮按下的持续时间很长，相当于一个电平信号，而不是脉冲信号，这时就需要边沿检测电路将其处理成单时钟周期宽度的脉冲信号。下面介绍几种基于verilog的边沿检测电路。（软件平台为quartus11.1，ModelSim-Altera 10.0） 方法1： ①Verilog源码 module detecEdge (clk,rst_n,din,pos_clk,neg_clk,doub_clk); input clk,rst_n,din; output pos_clk,neg_clk,doub_clk; reg ctl_this, ctl_last; always @(posedge clk or negedge rst_n) //同步复位(注意与异步复位的区别) begin if(!rst_n) //低有效 begin ctl_this <= 0; ctl_last <= 0; end else begin //注意非阻塞赋值的作用 ctl_this <= din; //din的当前时钟值 ctl_last <= ctl_this; //din的前一个时钟值 end end //assign pos_clk = (ctl_last == 0 && ctl_this == 1)? 1:0; //上升沿检测 //assign neg_clk = (ctl_last == 1 && ctl_this == 0)? 1:0; //下降沿检测 assign pos_clk = ctl_this & (!ctl_last); //上升沿检测 assign neg_clk = ctl_last & (!ctl_this); //下降沿检测 assign doub_clk = ctl_last ^ ctl_this; //双边沿检测 endmodule ②RTL综合图
1．P W M信号概述 脉冲宽度调制（PWM）信号广泛使用在电力变流技术中，以其作为控制信号可完成DC-DC 变换（开关电源）、DC-AC变换（逆变电源）、AC-AC变换（斩控调压）和AC-DC变换（功率因数校正）。 产生PWM信号的方法有多种，现分别论述如下： 1）普通电子元件构成PWM发生器电路 基本原理是由三角波或锯齿波发生器产生高频调制波，经比较器产生PWM信号。三角波或锯齿波与可调直流电压比较，产生可调占空比PWM信号；与正弦基波比较，产生占空比按正弦规律变化的SPWM信号。 此方法优点是成本低、各环节波形和电压值可观测、易于扩展应用电路等。缺点是电路集成度低，不利于产品化。 2）单片机自动生成PWM信号 基本原理是由单片机内部集成PWM发生器模块在程序控制下产生PWM信号。 优点是电路简单、便于程序控制。缺点是不利于学生观测PWM产生过程，闭环控制复杂和使用时受单片机性能制约。 3）可编程逻辑器件编程产生PWM信号 基本原理是以复杂可编程逻辑器件（CPLD）或现场可编程门阵列器件（FPGA）为硬件基础，设计专用程序产生PWM信号。 优点是电路简单、PWM频率和占空比定量准确。缺点是闭环控制复杂，产生SPWM信号难度大。 4）专用芯片产生PWM信号 是生产厂家设计、生产的特定功能芯片。 优点是使用方便、安全，便于应用到产品设计中。缺点是不利于学生观测PWM产生过程和灵活调节各项参数。 2．电子元件构成PWM发生器电路 图1电子元件构成PWM发生器电路 3．集成芯片SG3525构成PWM发生器电路 一、PWM信号发生电路说明 实验电路中，驱动开关管的PWM信号由专用PWM控制集成芯片SG3525产生（美国
准确测量脉冲信号的S参数(一) 传统上，矢量网络分析仪被用来测量元件的连续波形(CW)S参数性能。 在这些操作环境下，分析仪常常作为窄带测量仪器工作。它向元件传输已知的CW频率并测量CW频率响应。如果我们想查看单个CW频率的响应，我们可 以在频率看到单个的频谱。分析仪具有一个内置的源和接收器，它们被设计成 工作在同步模式下，利用窄带检测来测量元件的频率相应。大多数的分析仪可 以配置用来对许多频率进行频率扫描。在某些情况下，加到元件上的信号必须以一定的速度和持续时间进行脉冲调制(开关)。如果我们要查看一个单音脉 冲调制的频率响应，它将包含无数的频率成分从而使标准窄带VNA的使用变 得很困难。本文讲述了如何使用Agilent科技公司的PNA矢量网络分析仪进行 配置并获得准确测量脉冲信号的S参数。 ?为了查看一个脉冲调制信号的频率响应的频谱是什么样子，我们首先从数 学上分析时域响应。公式1给出了一个脉冲调制信号的时域关系。它的产生步 骤是首先建立一个用脉宽为PW的矩形窗加窗的信号。然后产生一个shah函数，这个函数包含一个间隔为1/PRF的周期脉冲序列，其中PRF是脉冲重复频率。这也同可以看作是间隔和脉冲周期相等的脉冲。而后加窗信号和shah函数卷积，产生一个和脉冲调制信号相应的周期脉冲串： ?为了查看这个信号在频域的样子，对脉冲调制信号y(t)进行傅立叶变换： ?式2表明脉冲调制信号的频谱是一个抽样的sinc函数，抽样点(信号呈现)和 脉冲重复频率(PRF)相等。 ?图1的左面给出在PRF为1.69kHz和脉冲宽度7μs情况下脉冲调制谱的样子。图1的右面给出在放大脉冲基调条件下同样的脉冲调制谱。频谱具有距 离基调nPRF的成分，其中n是谐波数。基音包含测量信息。PRF音是基音的
小目标微弱信号检测电路设计 在靶场测试领域，天幕靶是一种常用的光电触发设备。既可以用作区截装置测量弹丸的飞行速度，也可采用多幕交汇技术测量弹丸的着靶坐标，还可以作为其他设备的测试触发装置。但现有天幕靶灵敏度低、视场小、抗干扰能力差。本文设计了一种小目标微弱信号检测电路，通过光电二极管进行光电信号转换，并且设计了信号放大电路与滤波处理, 有效地滤除了干扰信号, 提高了天幕靶抗干扰能力。 硬件设计 整体流程图如下图所示，光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并通过前置放大电路与主放大电路进行信号放大，电压比较器可以将电信号转换成脉冲，经过滤波电路将干扰信号去除后送入单片机的中断控制口，单片机产生中断，处理中断程序，然后会有脉冲输出，脉冲经过信号输出电路进行整形，由于输出信号需要进行长距离的传输，因此需要驱动电路将信号驱动。图1为整体设计硬件原理图。
图1 整体设计硬件原理图 光电转换电路 利用可见光探测器单元硅PIN光电二极管作为光电转换期间来完成光信号到电信号的转换。这种器件体积小而且响应速度快，被广泛的应用于光电检测。光电二极管是半导体产品，当它受到光照时会产生电流或电压。它们没有内置增益，但与其他类型的光子探测器相比却有着更大的动态范围。本电路设计采用20只光电二极管连接起来形成阵列。图2为其中的两路设计，其余各路连接方法相同。其中LM7812为电源稳压芯片，保证输出稳定的电压，R1、R2为采样电阻，电容C5与C6主要用于交流耦合。
图2 光电转换电路 前置放大电路 光电前置放大电路如图3所示, 电路在光电转换电路和放大器的输出之间加一个由R3和C7组成的RC滤波电路, 这样就限制了放大器输出信号的带宽, 滤掉了经过放大的噪声和放大器本身的噪声。电容C8 用来补偿RC滤波环节引起的相角滞后,电容C9用来补偿放大电路输入端的复合电容引起的相角滞后, 控制噪声增益的峰值。
