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能使脉冲信号延迟一定时间的电路。延迟脉冲信号的办法很多,除了可用电子电路实现之外,电缆、仿真线、超声延迟线和电荷耦合器件等也都可以用来延迟脉冲信号。
电缆延迟线的特点是频带宽,输出波形失真小;缺点是延迟时间不能太长,而且也不易调节。利用电感器和电容器构成的仿真线可以代替电缆作为延时电路,延迟时间可以较长,但设计和制作比较困难。超声延迟线体积较小,但频带较窄,也不易调整。
在很多实际应用中,延时电路往往并不真正将输入脉冲信号本身延时,而只是经过所需的一段时间之后产生另一个新的脉冲信号作为延时后的输出脉冲。这种延时电路广泛应用于雷达、通信和各种控制系统的定时装置,可利用各种脉冲电路来实现。常用的有锯齿波延时电路和移位寄存器延时电路。
锯齿波延时电路 图1为这种电路的原理框图和波形。电路工作时,输入脉冲Ui的前沿启动锯齿电压发生器,使它在某个初始电压UB的基础上产生一个随时间增长的锯齿形电压UC。电压比较器对UC和某个给定的电压UT(门限电压)相比较。当两者相等时,比较器即产生一脉冲信号UO作为输出。可以看出UO比Ui延迟了一段时间τ,其值取决于锯齿波的斜率以及门限电压UT和初始电压UB间的差值。改变它们即可改变延时的大小。这种电路的优点是结构简单,容易实现连续可变的延时。缺点是稳定性较差,最大延时值不得超过输入脉冲间的间隔。 移位寄存器延时电路 图2是由 4级移位寄存器构成的延时电路。D为输入端,D为输出端。时钟信号一般为周期性脉冲。移位寄存器的作用是每出现一次时钟脉冲便将本级输入端(也是前一级输出端)的信号移入本级。这样,输入给图2电路的信号将经过 4个时钟周期后才出现在输出端上,从而实现4倍于时钟周期的延时。改变移位寄存器的级数即可改变延时值。这种电路的延时值可以做得很稳定,且可大于信号周期,也便于实现集成化。缺点是延时值只能是时钟信号周期的整数倍。这种延时电路广泛应用于各种数字信号处理系统。因为在这些系统中,信号常是从某个时钟信号衍生出来的,所需的延时值也往往是时钟周期的整数倍。
最简单的无源脉冲延时电路可利用电缆组成。以乙烯介质的同轴电缆为例,它的延迟特性为5μs/km。如要得到l00μs的延时时间,则需要电缆长度为20km。这种方法只适用于短延时情况,利用LC元件构成的仿真线也可用作延时元件,它的原理和电缆延时线类似。
电荷耦合器件(CCD)延时线是一种MOS集成电路。MOS器件可等效为电容器,把大量电容器紧密排列就组成了电容耦合器件。电容器中可存储代表信息的电荷包,它们在时钟脉冲的控制下,在相邻电容间作定向转移,以此来达到时间延迟。CCD延时线具有可存储数字信号和模拟信号的优点。缺点是存在漏电流,使延迟时间不能太长 >。同时,插入损耗也比较大。
超声波延时线是利用超声波在介质中传播时的时延组成延时电路。可用水银或固体介质(如石英晶体)作为超声波的传播介质。由于超声波在介质中的传播速度远低于电波传播速度,因此可得到较大的延时范围,一般可达几百微秒以上。缺点是制作工艺较复杂,信号衰减大,使用灵活性差。
可用数字技术实现信号的时间延时。将脉冲信号经模数变换,转换成离散的数字信号,然后利用多级的移位寄存器作为延时电路,在时钟信号驱动下逐级移位,信号便得到了延时。延时后的信号需再经数模变换电路,恢复成脉冲信号输出。这种电路的优点是延时值可做得很稳定,缺点是延时值只能是时钟周期的整数倍。这种数字方式的延时电路也可以用随机存储器(RAM)实现。当写入定时信号到来时,将信号存入RAM;经过一段时间后,在读取定时信号到来时,再将信号读出,从而实现了数字信号的延迟。这种电路的延时时间可以很长。
精密数控脉冲延时电路的设计
本文介绍了精密延时电路的实现原理,以复杂可编程逻辑器件(CPLD)和数控延时器(AD9501)为核心器件设计了一种精密延时电路。该电路精度高,控制简单,在探地雷达回波信号采集,电子测量等领域有很好的应用价值。
声控延时电路
目录 目 录 第一章 课程设计内容与要求分析 . ................................ 1 1.1 课程设计内容 .......................................... 1 1.2 课程设计要求分析 ...................................... 1 第二章 控制电路设计 . .......................................... 3 2.1 电源电路设计 .......................................... 3 2.2 声控延时电路设计 . ..................................... 3 2.2.1 555 简介 ........................................ 4