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pwm波形发生的基本原理PWM波形发生的基本原理PWM（脉宽调制）是一种用于生成脉冲波形的技术。
其基本原理是通过对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，这些脉冲可以代替正弦波或所需要的波形。
一、PWM控制的基本原理PWM控制的基本原理是通过控制逆变电路开关器件的通断，使得输出端得到一系列幅值相等的脉冲。
这些脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。
在PWM控制中，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
这种调制方式使得PWM波形具有高精度、高稳定性和高可靠性。
二、PWM波形的生成PWM波形的生成通常需要以下几个步骤：1.产生参考信号：参考信号是一个与所需波形（如正弦波）相对应的信号。
这个信号可以是模拟信号或数字信号。
2.比较器：比较器用于比较参考信号和锯齿波信号。
当参考信号的值高于锯齿波信号时，比较器输出高电平；当参考信号的值低于锯齿波信号时，比较器输出低电平。
3.开关器件：根据比较器的输出，开关器件进行通断控制。
当比较器输出高电平时，开关器件导通；当比较器输出低电平时，开关器件断开。
4.滤波器：滤波器用于平滑PWM波形的输出，以减少谐波成分。
三、PWM波形的优点PWM波形具有以下优点：1.高精度：由于PWM波形的幅值相等，因此可以实现高精度的电压和频率控制。
2.高稳定性：PWM波形的输出不受温度、电压等环境因素的影响，因此具有高稳定性。
3.低噪声：由于PWM波形的脉冲宽度相等，因此具有较低的噪声。
4.易于数字化：PWM波形可以通过数字信号处理器（DSP）等数字器件实现，因此易于数字化。
四、PWM波形的应用PWM波形广泛应用于各种电子设备中，如电机控制、电源转换、音频放大等。
在电机控制中，PWM波形可以用于控制电机的速度和方向；在电源转换中，PWM波形可以用于实现高效的电能转换；在音频放大中，PWM波形可以用于产生高质量的音频信号。
数字电路课程教学大纲《数字电路》课程教学大纲课程编码：总学时：讲授/理论51学时适用专业：电子信息科学与技术先修课程：高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子线路一、本课程地位、性质和任务《数字电路》是电子信息专业的主干课程，是一门重要的专业技术基础课。
《数字电路》与《模拟电子线路》一起，为理解现代电路结构、通信电子线路等硬件电路结构打下良好的基础。
通过本课程的学习，使使学生熟练掌握数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有运用数字逻辑电路初步解决数字逻辑问题的能力。
同时也为以后专业课程的学习以及从事数字电子技术领域的工作打下扎实的理论基础。
二、课程教学的基本要求本课程是电信专业的一门重要的专业基础课程，通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力。
三、课程学时分配、教学要求及主要内容(一) 课程学时分配一览表章节主要内容总学时学时分配讲授讨论习题实验其他第1章数制与码制 4 2 第2章逻辑代数基础 6 6 第3章门电路 6 6 第4章组合逻辑电路8 8第5章触发器 6 6第6章时序逻辑电路10 8第10章脉冲波形的产生与整形 4 4第11章数/模、模/数转换电路 4 4(二) 课程教学要求及主要内容第1章数制与码制教学目的和要求：本章介绍数制的概念、各种常用数制数的表示以及它们之间的转换；介绍真值与机器数、原码、反码、补码的概念，要求掌握三种码之间的转换、三种码进行数值运算时各自的优缺点以及运算方法；介绍信息编码的意义，掌握二进制码、循环码、标准ASCII码，认识循环码作为计数表示的优点、键盘各按键的ASCII码值。
教学重点和难点：带符号定点小数、整数的加减运算、ASCII码。
教学内容：1.1 概述（理解、熟练掌握）1.2 几种常见的数制（理解）1.3 不同数制间的转换（理解、熟练掌握）1.4 二进制算术运算（理解、熟练掌握）1.5 几种常见的编码：循环码、格雷码、BCD码、ASCII码（理解）第2章逻辑代数基础教学目的和要求：本章是本课程的基础和重点章节，逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具，本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法，要求掌握常用进制及其转换，基本和常用逻辑运算，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、图形化简法，逻辑函数的各种表示方法及相互之间的转换。
第7章 时序逻辑电路【7-1】已知时序逻辑电路如图所示，假设触发器的初始状态均为0。
(1 )写出电路的状态方程和输出方程。
(2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，说明其逻辑功能。
(3) 画出X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。
1J 1KC11J 1KC1Q 1Q 2CPXZ1图解：1．电路的状态方程和输出方程n 1n2n 11n 1Q Q Q X Q +=+n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21=2．分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，见题表所示。
逻辑功能为 当X =0时，为2位二进制减法计数器；当X =1时，为3进制减法计数器。
3．X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图(b)所示。
题表Q Q Z图(b)【7-2】电路如图所示，假设初始状态Q a Q b Q c =000。
(1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。
(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。
Q c图解：1．写出驱动方程1a a ==K J ncn a b b Q Q K J ⋅== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2．写出状态方程n a 1n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q QQ Q Q +=+ nc n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+3．列出状态转换表见题表，状态转换图如图(b)所示。
图7.2(b)表7.2状态转换表CP na nbc Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 16 0 0 0n4．由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。
【7-3】在二进制异步计数器中，请将正确的进位端或借位端（Q 或Q ）填入下表解：题表7-3下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位【7-4】电路如图(a)所示，假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。
10ns脉冲发生电路设计（原创实用版）目录1.引言2.10ns 脉冲发生器的重要性3.设计原理4.具体设计步骤5.设计验证6.结论正文【引言】脉冲发生器是一种能够产生电脉冲信号的电子设备，被广泛应用于通信、雷达、测量和控制等领域。
其中，10ns 脉冲发生器因其窄脉冲宽度和快速上升沿特性，成为了高速数字系统和通信系统的关键部件。
本文将对 10ns 脉冲发生电路的设计方法进行探讨。
【10ns 脉冲发生器的重要性】10ns 脉冲发生器在高速数字系统和通信系统中具有举足轻重的地位。
其窄脉冲宽度和快速上升沿特性可以提高系统的数据传输速率和通信效率，降低信号传输过程中的噪声和失真。
此外，10ns 脉冲发生器还可以用于精确测量和控制，为各类电子设备的高精度运行提供保障。
【设计原理】10ns 脉冲发生器的设计原理主要基于脉冲形成和脉冲放大两部分。
首先，通过设计脉冲形成电路，产生具有窄脉冲宽度和快速上升沿特性的脉冲信号。
然后，利用脉冲放大电路对脉冲信号进行放大，以满足系统中对信号幅度的要求。
【具体设计步骤】1.确定脉冲发生器的技术指标，包括脉冲宽度、上升沿时间、脉冲幅度等。
2.选择合适的脉冲形成器件，如触发器、门控器件等，设计脉冲形成电路。
3.设计脉冲放大电路，选用合适的放大器件，如运算放大器、差分对等，实现脉冲信号的放大。
4.对脉冲发生器电路进行调试和优化，以满足技术指标要求。
5.设计保护电路，如限幅、滤波等，提高脉冲发生器的稳定性和可靠性。
【设计验证】为了验证 10ns 脉冲发生器的性能，需要对脉冲发生器电路进行仿真和实验。
通过改变输入信号、电源电压等参数，观察脉冲发生器输出信号的波形、幅值等特性，确保其满足设计要求。
【结论】10ns 脉冲发生器在高速数字系统和通信系统中具有重要应用价值。
通过合理的设计原理和步骤，可以实现具有窄脉冲宽度和快速上升沿特性的高性能脉冲发生器。
脉冲波形的产生与变换脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。
脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。
这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。
这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。
这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。
下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。
9.1 多谐振荡器自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。
由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。
多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。
多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。
9.1.1门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。
由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。
(1)由TTL门电路组成的多谐振荡器由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。
①简单环形多谐振荡器uo(a) (b)图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。
图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。
若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。
图9－1（ｂ）为各点波形图。
简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。
改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。
