脈沖信號發(fā)生電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種脈沖信號發(fā)生電路，該脈沖信號發(fā)生電路包括壓控振蕩器，該壓控振蕩器的輸入端通過上拉電阻連接至滑動變阻器的滑片，滑動變阻器的一端接電源，另一端接地；脈沖信號發(fā)生電路以壓控振蕩器的輸出端作為脈沖信號輸出端。本實用新型的脈沖信號發(fā)生電路利用壓控振蕩器實現(xiàn)了脈沖信號發(fā)生電路，成本低廉、電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，且采用滑動變阻器可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)脈沖信號的頻率的連續(xù)可調(diào)。
【專利說明】脈沖信號發(fā)生電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及脈沖信號發(fā)生電路領(lǐng)域，具體涉及一種脈沖信號發(fā)生電路。

【背景技術(shù)】
[0002]脈沖信號發(fā)生器是信號發(fā)生器的一種，脈沖發(fā)生器主要由主控振蕩器、延時級、脈沖形成級、輸出級和衰減器等組成。主控振蕩器通常為多諧振蕩器之類的電路，除能自激振蕩外，主要按觸發(fā)方式工作。通常在外加觸發(fā)信號之后首先輸出一個前置觸發(fā)脈沖，以便提前觸發(fā)示波器等觀測儀器，然后再經(jīng)過一段可調(diào)節(jié)的延遲時間才輸出主信號脈沖，其寬度可以調(diào)節(jié)。有的能輸出成對的主脈沖，有的能分兩路分別輸出不同延遲的主脈沖。
[0003]通常我們在需要使用脈沖信號時，會選擇PLC或者在市場上購買脈沖發(fā)生器，這兩種設(shè)備價格均較高。若選擇PLC來實現(xiàn)脈沖輸出，使用人員還需有較好的PLC應(yīng)用能力及相應(yīng)軟件的編程能力。
[0004]MC14046是摩托羅拉公司生產(chǎn)的一款專門用于電壓、頻率轉(zhuǎn)換和電機速度控制的芯片，它內(nèi)部包含兩個相位比較器，一個壓控振蕩器(voltage-controlled oscillator,VC0)，源極跟隨器，齊納二極管，以及其它輔助電路，可用于頻率合成器、鑒頻器、FM或FSK調(diào)制與解調(diào)器等，是一種通用性較強的集成電路。電路的基本特性為:
[0005](I)內(nèi)含兩個相位比較器，有三種輸出形式。
[0006](2)提供內(nèi)部的壓控振蕩器，其振蕩頻率取決于輸入電和外接電阻，以及外接電容的大小。
[0007](3)最高振蕩頻率(VDD = 10V, Rl = 5K，R2 = ^ )為 1.4MHz。
[0008](4) VCO的線性度為I %，溫度穩(wěn)定性為0.04%。
[0009](5)電源(VDD):3 ?18V。
[0010](6)工藝:CMOS 工藝(Complementary Metal Oxide Semiconductor)。
實用新型內(nèi)容
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種脈沖信號發(fā)生電路。
[0012]一種脈沖信號發(fā)生電路，包括壓控振蕩器，所述壓控振蕩器的輸入端通過上拉電阻連接至滑動變阻器的滑片，滑動變阻器的一端接電源，另一端接地；
[0013]所述壓控振蕩器的輸出端作為脈沖信號輸出端。
[0014]壓控振蕩器的輸出頻率是輸入信號的電壓的函數(shù)，振蕩器的工作狀態(tài)或振蕩回路的元件參數(shù)受輸入信號的電壓的控制。利用壓控振蕩器構(gòu)成脈沖信號發(fā)生電路，具有產(chǎn)生的脈沖頻率穩(wěn)定度好、控制靈敏度高、調(diào)頻范圍寬、頻偏與控制電壓成線性關(guān)系、易于集成等優(yōu)點。
[0015]本實用新型中壓控振蕩器的輸入端連接滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實現(xiàn)輸出脈沖的頻率調(diào)節(jié)。
[0016]所述的脈沖信號發(fā)生電路還設(shè)有MC14046芯片，所述的壓控振蕩器為MC14046芯片的壓控振蕩器模塊；
[0017]所述MC14046芯片的各引腳連接如下:
[0018]INH引腳接地；
[0019]VCIN引腳作為壓控振蕩器的輸入端，且通過旁路電容接地；
[0020]CA引腳和CB引腳之間通過電容連接；
[0021]Rl引腳通過第一電阻接地；
[0022]VSS引腳接地；
[0023]VDD引腳接電源，且VDD引腳通過濾波電容接地；
[0024]VCOUT引腳為所述的脈沖信號輸出端。
[0025]本實用新型中未作特殊說明，MC14046B芯片的其他引腳均懸空。
[0026]MC14046B芯片包含兩個相位比較器，一個壓控振蕩器(VCO)，源極跟隨器，本實用新型中僅利用了芯片壓控振蕩器(VCO)模塊，相位比較器和源級跟隨器在此電路中沒有使用，因此電路圖中相位比較器和源級跟隨器的輸入輸出引腳為懸空。通過MC14046B芯片的工作電壓為5V，即電源電壓為5V。在CA引腳和CB引腳一定的情況下，本實用新型中的脈沖信號的頻率主要取決于滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器在一定范圍內(nèi)脈沖信號的頻率連續(xù)可調(diào)。
[0027]所述的旁路電容為luF。通過旁路電容濾除輸入到VCIN引腳的電壓中的交流成分，有利于提高輸入信號的電壓的穩(wěn)定性，進而提高輸出脈沖的穩(wěn)定性。
[0028]所述的滑動變阻器的阻值變化范圍為O Ω?1kQ。
[0029]所述CA引腳和CB引腳之間連接的電容為10pF?lOOOOpF。
[0030]在CA引腳和CB引腳間的電容一定的情況下，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器換片位置，改變輸出的脈沖信號的頻率。
[0031]所述第一電阻的阻值為1kQ?1ΜΩ。第一電阻的阻值決定了輸出的脈沖信號的最大頻率。
[0032]作為優(yōu)選，所述旁路電容兩端并聯(lián)有控制開關(guān)。
[0033]控制開關(guān)的其中一個觸點實際上連接至VCIN引腳。當該控制開關(guān)斷開時，VCIN引腳的輸入電壓不為零，其大小取決于上拉電阻和滑動變阻器。當該控制開關(guān)閉合時，VCIN引腳的輸入電壓為零，此時MC14046B芯片的輸出引腳(VC0UT引腳)的輸出的脈沖信號為零，即沒有輸出。通過開關(guān)，可以靈活控制脈沖信號發(fā)生電路的輸出狀態(tài)。
[0034]所述脈沖信號發(fā)生電路還包括三極管；
[0035]所述三極管的基極通過限流電阻與VCOUT引腳相連，發(fā)射極接地，集電極作為所述的脈沖信號輸出端。
[0036]三極管起電流放大的作用，從而增大脈沖信號的輸出能力。
[0037]所述的限流電阻兩端并聯(lián)有加速電容。
[0038]通過加速電容的作用能夠提高三極管的開關(guān)速度。對于三極管而言，一般都是關(guān)速度不夠快，開速度一般只要有足夠的驅(qū)動電流就行；而關(guān)速度由于飽和后有存儲載流子，很難做快，特別是大功率管，通過加速電容提高三極管釋放存儲載流子的速度，進而提升關(guān)速度。通過提高開關(guān)速度能夠使輸出的脈沖信號階躍性更好。
[0039]所述加速電容為InF。
[0040]本實用新型的脈沖信號發(fā)生電路中各個參數(shù)的設(shè)置可以根據(jù)實際應(yīng)用情況進行調(diào)節(jié)。
[0041]本實用新型的脈沖信號發(fā)生電路利用壓控振蕩器實現(xiàn)了脈沖信號發(fā)生電路，成本低廉、電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，且采用滑動變阻器可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)脈沖信號的頻率的連續(xù)可調(diào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為本實用新型的脈沖信號發(fā)生電路的原理圖。

【具體實施方式】
[0043]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進一步詳細描述。
[0044]一種脈沖信號發(fā)生電路，如圖1所示，包括MC14046芯片。該MC14046芯片的壓控振蕩器模塊的引腳連接情況如下:
[0045]INH 引腳接地(GND)。
[0046]VCIN引腳通過旁路電容C5接地(為luF，旁路電容C5的負極接地)，且通過上拉電阻R2 (為1k Ω )連接至滑動變阻器VRl (阻值變化范圍為O Ω?1k Ω )的滑片，滑動變阻器的一端接電源(+5V)，另一端接地。
[0047]CA引腳和CB引腳之間通過電容C連接。本實施例中電容C為250pF，當不存在單個滿足條件的電容，可通過若干個電容組合替代。本實施例中采用4個電容串聯(lián)替代，分別為電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4，電容值均為InF。
[0048]旁路電容C5兩端并聯(lián)有控制開關(guān)Kl。本實施例中控制開關(guān)Kl包括4個觸點，分別為觸點1、觸點2、觸點3和觸點4，其中觸點I和觸點2連接至旁路電容C5的負極，觸點3和觸點4連接至旁路電容C5的正極?？烧J為，觸點3和觸點4連接至VCIN引腳。當該控制開關(guān)Kl閉合時，VCIN引腳的輸入電壓為零，此時MC14046B芯片的輸出引腳(VCOUI^I腳)的輸出的脈沖信號為零，即沒有輸出。通過控制開關(guān)K1，可以靈活控制脈沖信號發(fā)生電路的輸出狀態(tài)。
[0049]Rl引腳通過第一電阻Rl (為1kQ)接地。
[0050]VSS引腳接地，VDD引腳接電源，且VDD引腳通過濾波電容C6(為0.1uF)接地。
[0051]本實施例的脈沖信號發(fā)生電路以MC14046芯片的壓控振蕩器模塊的VCOUT引腳為脈沖信號輸出端，為增大脈沖信號的輸出能力，脈沖信號發(fā)生電路還包括三極管Q1，該三極管Ql的基極通過限流電阻R3(為1kQ)與VCOUT引腳相連，發(fā)射極接地，集電極作為脈沖信號輸出端，輸出相應(yīng)的脈沖信號(pulse)。限流電阻R3兩端并聯(lián)有加速電容C7(為InF)，加速電容C7的正極接三級管Ql的基極，負極接VCOUT引腳。
[0052]未作特殊說明，MC14046B芯片的其他引腳均懸空。
[0053]本實施例的脈沖信號發(fā)生電路的工作原理如下:
[0054]MC14046B芯片的工作電壓為5V，VCIN引腳為壓控振蕩器的電壓輸入端，INH腳(5腳)為脈沖禁止控制端，VCOUT引腳為壓控振蕩器的輸出端。VCOUT引腳的輸出頻率是由VCIN的輸入電壓和連接到CA引腳與CB引腳的電容大小以及連接到Rl和R2引腳的電阻大小共同決定。在連接到CA引腳與CB引腳的電容大小不變的情況下，Rl引腳連接的電阻決定了該脈沖信號發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖信號的最大頻率。R2引腳連接的電阻決定了該脈沖信號發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖信號的最小頻率。
[0055]本實施例中Rl引腳連接的電阻為1kQ，則對應(yīng)的本實施例的脈沖信號發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖信號的最大頻率根據(jù)公式:
[0056]= R\{c + 32PF)
[0057]計算得到，本實施例的脈沖信號發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖信號的最大頻率為355kHz。
[0058]本實施例中R2引腳懸空，且VCIN引腳連接有滑動變阻器VRl，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器VRl從而改變VCIN引腳的輸入電壓，因此該脈沖信號發(fā)生電路的產(chǎn)生的最小頻率取決于VCIN引腳的輸入電壓，即滑動變阻器VRl的阻值變化范圍。為自由控制脈沖信號的輸出與禁止，通過控制開關(guān)，直接控制VCOUT引腳是否有輸出，當控制開關(guān)閉合時，VCIN引腳的輸入電壓為零，相應(yīng)的VCOUT引腳輸出信號的頻率為零，即不是脈沖信號，也可以認為該脈沖信號發(fā)生電路的產(chǎn)生的最小頻率為零。
[0059]由于脈沖信號的頻率較為敏感，供電電壓發(fā)生一個較小的波動都可能引起輸出頻率產(chǎn)生較大變化，為減小MC14046(MC14046B)芯片的供電電壓的不穩(wěn)定，而引起的頻率波動，通過濾波電容C6的作用，穩(wěn)定MC14046芯片的供電電壓。
[0060]INH引腳為脈沖禁止控制端，即為MC14046芯片的壓控振蕩器模塊的使能端，當INH引腳輸入為低電平時，壓控振蕩器模塊才工作，因此直接使INH引腳接地，保證壓控振蕩器模塊一直工作。
[0061]以上所述的【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案和有益效果進行了詳細說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實用新型的最優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，包括壓控振蕩器，所述壓控振蕩器的輸入端通過上拉電阻連接至滑動變阻器的滑片，滑動變阻器的一端接電源，另一端接地； 所述壓控振蕩器的輸出端作為脈沖信號輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，還設(shè)有MC14046芯片，所述的壓控振蕩器為MC14046芯片的壓控振蕩器模塊； 所述MC14046芯片的各引腳連接如下: INH引腳接地； VCIN引腳作為壓控振蕩器的輸入端，且通過旁路電容接地； CA引腳和CB引腳之間通過電容連接； Rl引腳通過第一電阻接地； VSS引腳接地； VDD引腳接電源，且VDD引腳通過濾波電容接地； VCOUT引腳為所述的脈沖信號輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述的旁路電容為luF。
4.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述的滑動變阻器的阻值變化范圍為O Ω?1kQ。
5.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述CA引腳和CB引腳之間連接的電容為10pF?lOOOOpF。
6.如權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述第一電阻的阻值為1kQ ?1ΜΩ。
7.如權(quán)利要求2?6中任意一項權(quán)利要求所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述旁路電容兩端并聯(lián)有控制開關(guān)。
8.如權(quán)利要求2?6中任意一項權(quán)利要求所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述脈沖信號發(fā)生電路還包括三極管； 所述三極管的基極通過限流電阻與VCOUT引腳相連，發(fā)射極接地，集電極作為所述的脈沖信號輸出端。
9.如權(quán)利要求8所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述的限流電阻兩端并聯(lián)有加速電容。
10.如權(quán)利要求9所述的脈沖信號發(fā)生電路，其特征在于，所述加速電容為InF。
【文檔編號】H03K3/02GK204068897SQ201420286894
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】沈立, 范堅堅 申請人:浙江西子富沃德電機有限公司