产生矩形脉冲

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。

矩形脉冲信号的分解和合成
脉冲信号简介矩形脉冲指阶跃时间远小于顶部持续时间的平顶脉冲。

定义1
矩形脉冲图形表达如图所示：（高度为A，宽度为a），此函数常作矩形采样窗口和平滑函数的模型。

定义2
具有轮廓近似为矩形，其上升和下降时间远小于脉冲持续时间的波形。

定义3
阶跃时间远小于顶部持续时间的平顶脉冲。

定义4
上升时间和下降时间相对于脉冲持续时间可以忽略，而且上升和下降之间的瞬时值实际上不变的单向脉冲。

本文主要介绍一下矩形脉冲信号的分解及合成，具体的跟随小编一起来看看吧。

矩形脉冲信号的分解一、实验目的
1、分析典型的矩形脉冲信号，了解矩形脉冲信号谐波分量的构成；
2、观察矩形脉冲信号通过多个数字滤波器后，分解出各谐波分量的情况。

二、实验原理
1、信号的频谱与测量
信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。

对于一个时域的周期信号f （t），只要满足狄利克莱（Dirichlet）条件，就可以将其展开成三角形式或指数形式的傅里叶级数。

例如，对于一个周期为T的时域周期信号发f（t），可以用三角形式的傅里叶级数求出它的各次分量，在区间。

周期矩形脉冲信号的分析
脉冲信号简介
脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。

最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。

脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。

脉冲信号原理
所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线，也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在，比如锯齿波，也有电脑里用到的数字电路的信号0，1。

脉冲信号，也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一开着淌水脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。

第8章 脉冲电路在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。

这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。

本章以中规模集成电路555定时器为典型电路，主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。

8.1 概述1.矩形脉冲的基本特性非正弦波都可称为脉冲波，如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波等。

CP 信号是矩形波，用来协调整个系统工作，波形质量对系统有直接影响。

描述矩形波的主要参数有①脉冲幅度U m ：脉冲电压的最大幅度。

②脉冲宽度t w ：脉冲前沿的0.5U m 到脉冲后沿的0.5U m 所对应的一段时间。

③上升时间t r ：脉冲前沿从0.1U m 上升到0.9U m 所需要的时间。

④下降时间t f ：脉冲后沿从0.9U m 下降到0.1U m 所需要的时间。

⑤脉冲周期T ：在周期性脉冲而言，两个相邻的间隔时间。

⑥脉冲频率f ：单位时间内重复脉冲的次数。

（f = 1∕T ） ⑦占空比D ：脉冲宽度t w 与脉冲周期T 之比。

（0～100%）2. 获得脉冲的方法1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。

由多谐振荡器来实现2） 将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。

由施密特触发器和单稳态触发器来实现555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单0.9U 0.1U 0.5U实用的器件。

8.2 集成555定时器555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。

1972年由美国西格奈蒂克 (SIGNETICS)公司开发出来后，以其成本低廉、容易使用，稳定性高、适应面广等特点而赢得了市场。

该电路在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。

目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。

矩形脉冲信号的表达式
矩形脉冲信号是一种非常常见的信号形式，它是由一个幅度相等且宽度相等的矩形波组成的。

在信号处理领域中，矩形脉冲信号被广泛应用于数字信号处理、信号分析以及数字通信中等方面。

矩形脉冲信号的表达式可以用以下公式表示：
p(t) = A [ u(t + T/2) - u(t - T/2) ]
其中，p(t)表示矩形脉冲信号在某一时刻t的幅度；A表示矩形脉冲信号的幅度；T表示矩形脉冲信号的宽度；u(t)为单位阶跃函数，表示在t处之前为0，在t处之后为1。

从表达式中可以看出，矩形脉冲信号的幅度和宽度都是固定的。

在信号处理的应用中，我们可以根据需求来调整幅度和宽度，以满足不同的信号处理需要。

与其他信号形式相比，矩形脉冲信号具有一些特殊的性质。

例如，它是一个周期信号，周期为它的宽度；它是一个偶函数，即在t=0处具有对称性；它的傅里叶变换形式也非常简单，可以很容易地得到其频域特性。

总之，矩形脉冲信号是一种非常重要的信号形式，具有广泛的应用价值。

对于信号处理相关从业人员来说，掌握矩形脉冲信号的表达式及其特性，有助于更好地应用它们来解决实际问题。