函数信号发生器的设计举例 - 图文(5)

2019-03-22 21:22

规则的脉冲信号,且有低频干扰,仍不满足计数器的要求,必须采用整形电路,这里选用了滞回电压比较器,如图1-7 所示,其目的是为了提高抗干扰能力。集成运放采用了LM339,其电路参数如下:R10=5.1kΩ,R11=100kΩ,R12=5.1kΩ。电源电压±5V。由于LM339属于集电级开路输出,使用时输出端应加2kΩ的上拉电阻。

图1-6 二阶有源滤波电路

图1-7 施密特整形电路和电平转换电路

R6、R7 1.6kΩ,R8 l5kΩ, R99.1kΩ, C2、C3 0.1μF

5)电平转换电路:由比较器输出的脉冲信号是一个正负脉冲信号,不满足计数器要求的脉冲信号,故

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采用电平转换电路,见图1-7。

(2)放大与整形部分电路 如图1-8所示。 +Vcc

2、倍频电路 该电路的作用是对放大整形后的脉搏信号进行4倍频,以便在15s内测出l min内的人体脉搏跳动次数,从而缩短测量时间,以提高诊断效率。

图1-8 放大与整形部分电路

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倍频电路的形式很多,如锁相倍频器、异或门倍频器等,由于锁相倍频器电路比较复杂,成本比较高,所以这里采用了能满足设计要求的异或门组成的4倍

频电路,如图1-9所示。

图1-9

G1和G2构成二倍频电路,利用第一个异或门的延迟时间对第二个异或门产生作用,当输入由“0”变成“1”或由“1”变成“0”时,都会产生脉冲输出。

电容器c的作用是为了增加延迟时间,从而加大输出脉冲宽度。根据实验结果选用C4=33μF,R13=10kΩ,R14= l0kΩ,C5= 6.8μF。由两个二倍频电路就构成了四倍频电路。其中异或门选用了CC4070。

3、基准时间产生电路 基准时间产生电路的功

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能是产生一个周期为30s(即脉冲宽度为15s)的脉冲信号,以控制在15s内完成一分钟的测量任务。实现这一功能的方案很多,我们采用如图1-10 的方案。

秒脉冲发生器 十五分频器 图1-10 基准时间产生电路框图

二分频电路 由框图可知,该电路由秒脉冲发生器、十五分频电路和二分频电路组成。

(1)秒脉冲发生器 电路如图1-11 所示。为了保证基准时间的准确,采用了石英晶体振荡电路,石英晶体的主频为32.768kHz,反相器采用CMOS器件, R15可在5~30MΩ范围内选择,R16可在10~150kΩ范围内选择,振荡频率基本等于石英晶体的谐振频率,改变C7的大小对振荡频率有微调的作用。这里选用 R15为5.1MΩ,R16为51kΩ,C6为56pF,C7为3~56pF,反相器利用了 CC4060中的反相器,如图1-11和1-12所示。选用CC4060 14位二进制计数器对32.768kHz进行14次二分

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频,产生一个频率为2Hz的脉冲信号,然后用双D触发器CC4013进行二分频得到周期为1s的脉冲信号。

(2)十五分频和二分频器 电路如图1-13所示,由SN74161组成十五进制计数器,进行十五分频,然后用CC4013组成二分频电路,产生一个周期为30s的方波,即一个脉宽为15s的脉冲信号。 (3)基准时间产生部分的电路图 如图1-14 所示。

C6

图1-11 石英晶体振荡器

图1-12 秒脉冲发生器

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