了解基本脉冲信号的产生电路特征

脉冲信号产生电路是产生脉冲信号的电路，该电路用于为脉冲信号处理和变换电路提供信号源。通常，脉冲信号产生电路不需外加触发信号，在电源接通后，就可自动产生一定频率和幅度的脉冲信号。

图5-4所示为一种简单的脉冲信号产生电路的结构和工作过程，它主要是由两只三极管VT1、VT2构成的，VT2输出的脉冲信号可以驱动发光二极管（LED）发光。

从图5-4中可以看到，在满足供电条件下，两只三极管相互配合导通和截止，产生触发LED发光的脉冲信号，这就是脉冲信号产生电路的基本工作过程和特征。

通常情况下，常见的脉冲信号产生电路根据所产生的脉冲信号波形类型，主要有方波脉冲产生电路、锯齿波信号产生电路、三角波信号产生电路等。通常，我们又将这些能够产生脉冲信号的电路称为振荡器，可分为晶体振荡器和多谐振荡器两种。

1.晶体振荡器

晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，广泛用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，为数据处理设备产生时钟信号或基准信号。

晶体振荡器是主要由石英晶体和外围元件构成的谐振器件。石英是一种自然界中天然形成的结晶物质，具有一种称为压电效应的特性。当晶体受到机械应力的作用时会发生振动，由此产生的电压信号的频率等于此机械振动的频率；当晶体两端施加交流电压时，它会在该输入电压频率的作用下产生振动。在晶体的自然谐振频率下，会对应产生最强烈的振动现象。晶体的自然谐振频率由其实体尺寸以及切割方式来决定。

使用在电子电路中的晶体如图5-5所示，一般由架在两个电极之间的石英薄芯片以及用来密封晶体的保护外壳所构成，可以等效为RLC电路。

（1）32kHz晶体时钟振荡器

在数字电路中，时钟电路是不可缺少的，图5-6所示为32kHz晶体时钟振荡器，是为数字电路提供时间基准信号的电路，它采用CMOS集成电路CD4007作振荡信号放大器。

图5-4 一种简单的脉冲信号产生电路的结构和工作过程

图5-5 使用在电子电路中的晶体

图5-6 32kHz晶体时钟振荡器

（2）由DTL集成电路构成的晶体振荡器

图5-7所示为由DTL（二极管和三极管组成的逻辑电路）集成电路构成的晶体振荡器，其振荡频率为100kHz和1MHz。它由门电路构成，为DTL电路系统提供晶振信号。

图5-7 由DTL集成电路构成的晶体振荡器

（3）由TTL集成电路构成的晶体振荡器

图5-8所示为由TTL集成电路构成的晶体振荡器，图中分别为10MHz和20MHz两种振荡频率的振荡电路。(www.xing528.com)

图5-8 由TTL集成电路构成的晶体振荡器

【资料】

任何模拟信号都可以变成数字信号进行处理。数字信号往往需要进行存储和传输，而且在传输前需要进行加密和编码等处理，数字信号经过这些处理后还需要还原。为此数字信号往往需要按一定的规则进行编码，有了这些编码规则，才能在还原识别时进行相反的解码。经加密处理的信号还需要解密。完成这些信号处理过程的电路就是数字信号处理电路，因而数字信号处理电路的种类也非常多。

在数字信号处理电路中进行处理的数字信号是很复杂的，相应的处理电路也是很复杂的，为了使这个复杂的处理过程有条不紊，就需要有一个统一的信号来控制各种电路的步调，这就是时钟信号，时钟信号是整个数字系统的同步信号。时钟信号需要有很高的稳定性，为此通常是由石英晶体构成的晶体振荡器来产生时钟信号。

2.多谐振荡器

多谐振荡器是一种可自动产生一定频率和幅度的矩形波或方波的电路，其核心元件为对称的两只晶体管，或将两只晶体进行集成后的集成电路部分。

（1）方波信号产生器

图5-9所示的方波信号产生器也是一种多谐振荡器，它利用双稳态多谐振荡器产生方波信号，可同时输出两个相位相反的方波信号。该电路简单，稳定可靠。

图5-9 方波信号产生器

（2）锯齿波振荡器

锯齿波振荡电路的结构如图5-10所示。比较常用的普克尔锯齿波振荡器如图5-10c所示，其波形如图5-10d所示。首先，-V_CC通过Rc1加到VT2的基极，使VT2导通，电容器C通过Rc2充电。若Rc2选得比R电阻值大，则充电时间比放电时间长。

C很快充电到由Rc2和R对-V_CC的分压电位，Rc2的电压降通过C1使VT1的基极电位变正而截止。C进行充电时，集电极电流逐渐减小，电源电压通过Rb1、Rb2分压加给VT1的基极，从而使VT1导通。这样，VT1的集电极电压下降，因为VT2的基极直接连接VT1的集电极，从而使VT2截止。由于VT2截止，C上的电荷通过R放电，直到VT2的发射极电位高于基极电位时VT2再次导通；因此，在C两端便产生周期性的锯齿波。

图5-10 锯齿波振荡电路的结构

【资料】

在实际应用中，我们常见的复位电路也是一种脉冲信号产生电路。复位电路的检测部位和数据如图5-11所示。图5-11a所示为微处理器复位电路的结构。微处理器的电源供电端在开机时会有一个从0V上升至5V的过程，如果在这个过程中起动，有可能出现程序错乱，为此微处理器都设有复位电路，在开机瞬间复位端保持0V，低电平。当电源供电接近5V时（大于4.6V），复位端的电压变成高电平（接近5V），此时微处理器才开始工作。在关机时，当电压值下降到小于4.6V时复位电压下降为零，微处理器程序复位，保证微处理器正常工作。图b所示为电源供电电压和复位电压的时间关系。

图5-11 复位电路的检测部位和数据