简易脉冲信号发生器
简易脉冲信号发生器
无线电90.11 孙明方
在安装、调试各种数字电路仪器设备时，脉冲信号发生器是得力助手。我用 NE 555、LM324等少量元器件组装了一台脉冲信号发生器，效果很好．
该仪器能产生连续脉冲、单脉冲、快速窄脉冲及锯齿波。它的一些技术指标是：频率范围2HZ～20kHZ，分3档连续可调；输出脉冲幅度0～8V连续可调；输出脉冲宽度连续可调，占空比变化可达（0～100）％，而且在调节脉宽时，振荡频率不受影响，这是本仪器的一个特点；脉冲上升时间和下降时间都小平改1s，快速窄脉冲则小于100s；当市电电压在160～250V范围内变化时，脉冲频率及脉冲宽度不受影响。
电路原理
图1为本仪器电原理图。时基集成电路 NE 555由开关 SA1 控制接成单稳态多谐振荡器或无稳态多谐振荡器。当SA1 拨向“连续”一边时电路为无稳态，SA 拨向“单次”一边时为单稳态。晶体管VT1 接成恒流源电路，这样可以保证通过NE555获得线性良好的锯齿波。N1 、N2 、N3为四运放LM324集成电路，其中N1接成比较器，用来调节脉宽；N2接成跟随器，用来增大锯齿波输出电流；N3 用来驱动发光二极管LED，以指示脉宽及单次触发情况。由于 LM 324的频响不太好，产生脉冲波形的前沿和后沿均较差，所以加了一级由VT2 构成的反相器作为整形用。VT3 接成跟随器，用来调节脉冲幅度和增强输出能力。
SA1拨向“连续”一边时，恒流源VT1 向电容C3、C4或C5充电。由于NE555内部电路所定，当电容两端的电压上升到(2/3) VCC时，NE555的内部放电管导通，电容器上的电荷迅速泄放，电容器端电压立即下降到 (1／3) VCC，然后再一次由恒流源充电，接着再一次放电，这样在电容器两端的电压就形成了一串锯齿波．
锯
齿波的幅度变化范围总是在（1/3）VCC～（2/3）VCC之间。改变充电电容的容量或充电电流的大小都能改变充电速度，因而锯齿波的频率也随着改变。开关SA2用来选择充电电容的大小，作为频率粗调，分高、中、低3档，频率范围分别为1～20kHZ，60 ～100HZ、2～60HZ。电位器 RP1用来改变充电电流，以便使产生的锯齿波频率能连续变化．
该锯齿波一路经跟随器N2作为锯齿波输出用，另一路加到比较器N1的反相输入端．N1的同相输入端接一直流电压。当锯齿波电压幅度大于此直流电压 时，N1 输出低电平．当锯齿波幅度下降到低于此直流电压时，比较器翻转，N1输出高电平。因此在N1输出端就获得了一连串方脉冲。改变N1同相端直流电压值，就能改变N1的翻转时间，”从而也就改变了脉冲宽度，本机采用电位器RP2来改变加于同相端的直流电压值，这样可使脉冲宽度连续可调。当RP2调节电压的范围不窄于(1/3)Vcc～(2/3)Vcc时，脉冲的占空比就能在（0～100）％大的范围内变化。 上述频率可调、宽度可变的方脉冲加到由VT2 组成的反相器的基极。C6 为驱动电容，它提供过驱动电流，以便在VT2 集电极获得边沿更陡的脉冲。VT3 构成跟随器，调节电位器RP2 可改变方脉冲的输出幅度。这样在VT3 发射极就可得到频率、幅度、宽度都能调节的方脉冲。C7为隔直电容，以适应不同用途的需要． 当 SA1 拨向“单次”一边时， NE555的第 2脚（触发S端）接+5V高电位，此时NE 555处于稳定状态。由于 NE 555内部的放电管导通，故此时C3、C4或C5上的电压为零。当按一下按钮开关SB1时，NE555的第2脚（触发S端）电位瞬间降低，电路受到触发处于暂稳态，内部放电管截止。这时充电电容开始充电，如前所述，当电容上的电压上升到 (2／3 )Vcc时，内部放电管又导通，电容上的电压又迅速放电到零电位，使NE555又回到稳态。这样，每接一次SB1，NE555的第6、7脚就产生一个锯齿波，最终使VT2发射极输出一个方脉冲，其幅度和宽度也可由RP和RP2调节，单次脉冲在调试数字电路时非常有用，利用它可以一步一步地观察电路的工作情况，加速调试过程。
NE 555的第3脚输出快速窄脉冲，脉冲的上升沿和下降沿都小于100ns，可供某些特殊场合使用。
N1输出的脉冲同时又加到跟随器N3，用来驱动LED灯。因此在使用“单次”模式时，每接一次SB1,则产生一个脉冲，LED灯随之闪亮一下。采用“连续”模式时，LED灯的亮度随脉冲宽度的变宽而增加，这样可对脉冲宽度作粗略指示。
安装与调试
图2为本机的印制电路板图。因整机耗电极省，所以电源变压器采用3W以下的市售变压器。只要元器件良好，接线无误，通电后即能在VT3发射极得到脉冲输出。若3档频率范围不能完全覆盖，可适当改变C3、C4或C5数值．若脉冲
占空比变化范围达不到（0～100）％，可减小R7或R8阻值。如嫌脉冲幅度不够，可提高VT2和VT3集电极电压。图3为仪器面板布置图，可供制作时参考。