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脉冲产生与整形电路实验报告(一)脉冲产生与整形电路实验报告本次实验旨在研究脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
以下是本次实验的主要内容及结果。
实验设备和材料•函数发生器•示波器•电容、电阻、二极管等基础元器件实验步骤1.使用函数发生器产生一个周期为50Hz，幅值为5V的正弦波信号。
2.使用电容和电阻组成RC电路，将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
3.使用二极管和电容组成整流电路，将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
4.使用电容和电阻组成低通滤波器，消除电路中的高频噪声信号。
5.使用示波器观察各步骤下的信号波形，并记录实验数据。
实验结果脉冲产生电路实验中，使用RC电路将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
随着电容值的增加，脉冲的宽度也随之增加。
实验数据如下：电容（μF）脉冲宽度（ms）1 0.210 2100 20整形电路实验中，使用二极管和电容组成整流电路，将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
使用低通滤波器能够消除高频噪声信号。
实验数据如下：电容（μF）电阻（Ω）滤波后幅值（V）1 1000 2.710 1000 4.8100 1000 4.9结论通过本次实验，我们学习了脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
合理选取电容和电阻的数值可控制脉冲宽度和整形后的信号幅值。
使用低通滤波器能够消除电路中的高频噪声信号，使得信号更加稳定。
实验总结本次实验通过手动搭建电路，使我们更加深入地理解了脉冲产生和整形电路的原理，并学会了使用基础元器件搭建电路的方法。
同时，通过实验数据的记录和分析，我们也探究了不同电容和电阻数值下电路的不同表现，从而灵活运用电路的基础原理进行电路设计。
实验中存在的问题和改进方向在实验中，我们发现在RC电路和整形电路的搭建中存在一些问题，例如电容和电阻的数值选取不合适会影响电路的工作状态；接线时松散会导致实验数据不准确等。
未来可以加强对实验仪器和设备的使用方法培训，同时也可以加强对电路搭建技能的练习，提高实验操作的技能水平。
脉冲变换和整形电路简介脉冲在工作中有时需要变换波形或幅度，如把矩形脉冲变成三角波或尖脉冲等，具有这种功能的电路就叫变换电路。
脉冲在传送中会造成失真，因此常常要对波形不好的脉冲进行修整，使它整旧如新，具有这种功能的电路就叫整形电路。
（ 1 ）微分电路微分电路是脉冲电路中最常用的波形变换电路，它和放大电路中的 RC 耦合电路很相似，见图 5 。
当电路时间常数τ=RC<<t k 时，输入矩形脉冲，由于电容器充放电极快，输出可得到一对尖脉冲。
输入脉冲前沿则输出正向尖脉冲，输入脉冲后沿则输出负向尖脉冲。
这种尖脉冲常被用作触发脉冲或计数脉冲。
（ 2 ）积分电路把图 5 中的 R 和 C 互换，并使τ=RC>>t k ，电路就成为积分电路，见图 6 。
当输入矩形脉冲时，由于电容器充放电很慢，输出得到的是一串幅度较低的近似三角形的脉冲波。
（ 3 ）限幅器能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。
图 7 是用二极管和电阻组成的上限幅电路。
它能把输入的正向脉冲削掉。
如果把二极管反接，就成为削掉负脉冲的下限幅电路。
用二极带或三极管等非线性器件可组成各种限幅器，或是变换波形（如把输入脉冲变成方波、梯形波、尖脉冲等），或是对脉冲整形（如把输入高低不平的脉冲系列削平成为整齐的脉冲系列等）。
（ 4 ）箝位器能把脉冲电压维持在某个数值上而使波形保持不变的电路称为箝位器。
它也是整形电路的一种。
例如电视信号在传输过程中会造成失真，为了使脉冲波形恢复原样，接收机里就要用箝位电路把波形顶部箝制在某个固定电平上。
图 8 中反相器输出端上就有一个箝位二极管 VD 。
如果没有这个二极管，输出脉冲高电平应该是 12 伏，现在增加了箝位二极管，输出脉冲高电平被箝制在 3 伏上。
此外，象反相器、射极输出器等电路也有“整旧如新”的作用，也可认为是整形电路。
有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换，所以它也叫无稳态电路。
一、典型例题及其讲解例6.1 用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形Vi 如图6.3（a 、b ）所示，试画出对应的输出波形Vo解：由图6.4所示集成电路定时器555内部电路结构可知，该施密特触发器的正向阈值电压（上触发电平）)(33.33532V V U U CC P T ≈⨯===+,反向阈值电压（下触发电平）)(7.131531V V U U CC N T ≈⨯===-，见图6.3（b ）从t=0时刻开始，Ui 上升，但Ui ＜1.7V ，电压比较器A 2的输出0=S ，电压比较器A 2的输出1=R （见图6.4所示）Q ＝1（V 0＝5V ）；当1.7V ＜Ui ＜3.3V 时，1=S ，1=R ，使Q ＝1保持不变；当Ui ≥3.3 V 时，1=S ，0=R ，使Q ＝0（即U 0＝0V ）。
Ui 由4V 开始下降，但当1.7V ＜Ui ＜3.3V 时，1=S ，1=R ，使Q ＝0保持不变；当Ui 下降到Ui<1.7V 时，又恢复到0=S ，1=R ，Q ＝1。
综上的述，该电路的输出波形如6.3（C ）所示。
例6.2用集成芯片555所构成的单稳态触发器电路及输入波形Vi 如图6.5（a ）、（b ）所示，试画出对应的输出波形Vo 和电容上的电压波形Vc ，并求暂稳态宽度t w 。
解：由图6.4所示的集成电路定时器555内部电路结构知，电容C 接芯片内晶体管T 的集电极。
当T 管的基极电压为高电平时，T 管导通。
在电路接通电）施密特触发器电路工作波形图源开始时。
电源V CC 通过R 向C 充电。
当U C 上升到CC V 32时，比较器A 1输出低电平，0=R ；此时，输入电压Ui ＝5V （见图 6.5a 、b ）,比较器A2输出高电平，1=S ，触发器输出1,0==Q Q 。
同时，T 管导通，电容C 通过T 放电，U C 下降。
当U C 下降到CC i CC V U V 3132>>时，1==R S ，触发器1,0==Q Q 保持不变，输出电压U 0＝0，就是电路的稳定状态。
常用的脉冲整形电路
1. 脉冲整形电路（Pulse Shaping Circuit）：用于将输入的脉冲信号整形成所需的脉冲形状和宽度的电路。
2. 单稳态电路（Monostable Circuit）：用于产生一个固定宽度的脉冲输出的电路。
3. 多稳态电路（Multistable Circuit）：用于产生多个稳态输出的电路，常用于计数器和存储器等设备。
4. 电荷泵电路（Charge Pump Circuit）：用于将直流电压转换为高压脉冲输出的电路，常用于驱动显示器和射频电路等领域。
5. 脉冲锁定环路（Phase-Locked Loop）：用于锁定输入脉冲信号的频率和相位的电路，常用于时钟同步和调制解调等应用中。
6. 脉冲变幅电路（Pulse Amplitude Modulation Circuit）：用于调整脉冲信号的幅度的电路，常用于数字通信和调制解调等领域。
7. 脉冲计时电路（Pulse Timing Circuit）：用于测量和控制脉冲信号的时间间隔和宽度的电路，常用于计时器和时序控制等应用中。
8. 自适应滤波器（Adaptive Filter）：用于根据输入脉冲信号的特征动态调整滤波器参数的电路，常用于信号处理和通信系统中。
9. 脉冲幅度调制电路（Pulse Width Modulation Circuit）：用于根据输入信号的幅度变化调整输出脉冲信号的宽度的电路，常用于电力电子和无线通信等应用中。
10. 电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator）：用于产生可调频率的脉冲信号的电路，常用于信号调制和频率合成等领域。
以上是常用的脉冲整形电路，用于实现不同的信号处理和控制功能。
