專利名稱：電子脈沖缺失檢出器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通訊、控制或儀表行業(yè)中所使用的數(shù)字脈沖電路，特別涉及到了對(duì) 電路中通過的連續(xù)等幅方波信號(hào)的一種電子脈沖缺失檢出器。
技術(shù)背景在通訊、控制或儀表的脈沖數(shù)字電路中，方波信號(hào)是最常見的電信號(hào)波形之一。其典型 特征在于它是一個(gè)連續(xù)恒幅穩(wěn)頻交流的電信號(hào)，其占空比為50%。因?yàn)殡娐酚布虺绦蜍浖牟涣甲饔?，如果這個(gè)方波信號(hào)錯(cuò)誤地缺少一個(gè)或幾個(gè)脈沖，成為間斷的脈沖信號(hào)，就可能對(duì)通訊引發(fā)如下三類危害1. 對(duì)于通訊電路來說，只要方波缺失一個(gè)脈沖，就可能錯(cuò)傳一位或者一個(gè)字節(jié)的操作碼， 造成傳輸信息的混亂。例如波特率信號(hào)的缺失，就是一例。2. 對(duì)于控制電路來說，方波信號(hào)缺少一個(gè)脈沖，就可能使控制對(duì)象達(dá)不到正確的控制位 置，形成控制誤差。3. 對(duì)于電子儀器中的脈沖電路來說，方波信號(hào)源是一種典型的輸入或輸出信號(hào)，倘缺少一個(gè)或幾個(gè)脈沖，就會(huì)使后續(xù)模擬信號(hào)產(chǎn)生失真，或者使微機(jī)產(chǎn)生讀碼錯(cuò)誤，嚴(yán)重者可以使整機(jī)功能陷入紊亂，甚至使整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)大大下降。發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種電子脈沖缺失檢出器。該檢出器可以 檢測(cè)出方波中的缺少脈沖的持續(xù)時(shí)間，可以提示何時(shí)缺失脈沖。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是電子脈沖缺失檢出器，其特征在于 包括六反相器、兩個(gè)電阻、電容及二極管，所述的六反相器(14)腳接V。。電源正極端子，(7)腳接 GND電源負(fù)極端子，(l)腳接被測(cè)信號(hào)輸入端Vi， (4)腳接電路的輸出信號(hào)端(V。)， (2)腳分別聯(lián)接 兩個(gè)電阻的各一引腳，兩個(gè)電阻的另一引腳與放電二極管D的負(fù)極相聯(lián)，電阻的另一引腳分別 與放電二極管的正極、六反相器的(3)腳和充電電容的一引腳聯(lián)接，充電電容的另一引腳接GND 端。本實(shí)用新型的有益效果是"缺失脈沖檢測(cè)器"采用了電容充放電法，與其它同類電路相 比較，該電路使用電子元件少、成本低、工作可靠、供電電壓范圍廣、無需軟件配合，其輸 入端或輸出端都可以與微機(jī)I/0引腳直接接口。

圖l為本實(shí)用新型的電路圖并作為摘要附圖。圖2為本實(shí)用新型V。與Vi的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)例圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該圖有四個(gè)外接引線端子，其中單電源供電使用兩端子V。。端是外電源正極 端子，GND是外電源的負(fù)極端子，亦是電路的公共地線端子。此外Vi端是被檢測(cè)方波電壓信號(hào) 的輸入端，V。端是電路的對(duì)地輸出端，V。的高低電平可以表示脈沖缺失與否。圖l中共使用了五個(gè)元件，仏為集成電路六反相器(MC4069)，其(14)腳接V。e端，("腳接GND 端，(l)腳接被測(cè)信號(hào)輸入端Vi ， (2卿分別聯(lián)接電阻ia服2的各一引腳，R,的另一引腳與放電二 極管D的負(fù)極相聯(lián)，R2的另一引腳將與其它三個(gè)元件分別聯(lián)在一起，即D的正極、六反相器的 (3)腳和充電電容C的一引腳聯(lián)接，C的另一引腳接GND端，最后六反相器的④腳接V。端，為電路 的輸出信號(hào)端。該檢測(cè)器有一個(gè)輸入端子Vi，被檢測(cè)的信號(hào)從Vi輸入。檢測(cè)器還有一個(gè)輸出端V。，為開 關(guān)信號(hào)輸出。當(dāng)輸入信號(hào)缺少脈沖時(shí)，V。為高電平，當(dāng)輸入信號(hào)缺少一個(gè)或幾個(gè)脈沖時(shí)，V。 立即跳變并且保持為低電平，直至缺失脈沖結(jié)束時(shí)，再跳變?yōu)楦唠娖?，表示后面的輸入信?hào)不再缺失脈沖。電路的工作原理1. R2是C的充電回路，充電時(shí)間常數(shù)ipR2'C。 R,和D是C的放電回路。在C充電時(shí)，D截止, 防止R對(duì)C充電。故略去D的導(dǎo)通內(nèi)阻時(shí)，放電時(shí)間常數(shù)T產(chǎn)R"C。設(shè)計(jì)中C充電慢而放電快， 使t !/ t 2"50，故近似有R!/R2^50。2. 設(shè)輸入電壓信號(hào)Vi是不缺失脈沖的方波，則被U,的第一級(jí)反相之后，仍是方波。后者 為高電平時(shí)，D,截止，只有R2對(duì)C充電，C的電壓極性上正下負(fù)，且按對(duì)數(shù)曲線上升。若方波周 期為T，應(yīng)有丁=2 12。則充電的高電平持續(xù)時(shí)間T/2之內(nèi)，C上的充電電壓不足以使反相器Ui的 第二級(jí)輸出電壓翻轉(zhuǎn)，V。端保持高電平。當(dāng)仏的第一級(jí)輸出變成低電平時(shí)，D導(dǎo)通，R,和R2都使 C放電，由于R,阻值很小，放電速度遠(yuǎn)大于充電速度，認(rèn)為C迅速放電，C兩端電壓迅速變?yōu)镺V， 結(jié)果Ui的第二級(jí)仍不翻轉(zhuǎn)，繼續(xù)保持高電平輸出?？傊?，在輸入方波不缺失脈沖時(shí)，V?？偙?持高電平輸出狀態(tài)。3. 當(dāng)輸入方波信號(hào)缺失l個(gè)或連續(xù)幾個(gè)正脈沖時(shí)，它被仏的第一級(jí)反相后，高電平時(shí)間 相應(yīng)地被增加，貝IJC的充電時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致C上的電壓(即"的第二級(jí)的輸入電壓)連續(xù)上升， 并可以達(dá)到使仏的第二級(jí)翻轉(zhuǎn)的水平，從而使仏的第二級(jí)的輸出(即V。端)跳變成低電平，表 示輸入缺失脈沖。當(dāng)缺失脈沖期間過去之后，下一個(gè)正脈沖輸入將使仏的第二級(jí)再次翻轉(zhuǎn)并 保持為高電平狀態(tài)，表示當(dāng)前方波正常。圖2表示了本實(shí)用新型電路的輸出端V。的電壓波形對(duì)于輸入Vi波形的依賴關(guān)系。其中的V。 低電平時(shí)間對(duì)應(yīng)于Vi的缺失脈沖期間。總而言之，六反相器MC4069構(gòu)成了脈沖寬度鑒別電路，只有半周期略大于T2的輸入方波 信號(hào)，才能使本電路有輸出響應(yīng)，而正常的方波信號(hào)則總會(huì)使V。保持高電平。 電路元件計(jì)算l.設(shè)輸入方波的周期為已知量T，則有TfR"CwT/2。對(duì)其中C的電容量根據(jù)表1中的對(duì) 應(yīng)關(guān)系首先確定下來，然后再依上式計(jì)算出電阻R2之值。 表l電容C的容量選定表方波信號(hào)周期Tc的電容量1 0. ls10 luF訓(xùn) 10ms1 0. luF10 lms0. 1 0.01pF1 0. lms0.01uF 1000pF0.1 0. Olms1000pF 100pF2. 依據(jù)R產(chǎn)R2/50可計(jì)算出的電阻R2之值。3. D的型號(hào)可用1N60.4. 電源電壓可以在V^3 15V之間選取。5. Vi的幅度應(yīng)足以使仏的第一級(jí)輸出翻轉(zhuǎn)，故一般取Vi的幅度近于V。。之值。 對(duì)于附圖l的電路再說明如下三點(diǎn)1. 若Vi為缺失負(fù)脈沖的方波信號(hào)，則應(yīng)在附圖1的U,的第一級(jí)再加一級(jí)反相器(MC4069)。2. 若Vo的相位與設(shè)想不一致時(shí)，可在仏的第二級(jí)之后再加一級(jí)反相器。3. 若V。端與微機(jī)接口時(shí)，可考慮V。。取值與微機(jī)I/0腳上所需電平一致。本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)例-圖3給出了一個(gè)電路實(shí)例。單電源取V。f+3V,仏為集成電路六反相器(MC4069)。 在圖中注明K、 R2和C的數(shù)值的條件下，該電路可以檢測(cè)出10kHz的方波中缺少正脈沖的時(shí)間，該電路的Vi端或V。端都可以與+3V供電的單片機(jī)I/0腳直接相聯(lián)。
權(quán)利要求1、一種電子脈沖缺失檢出器，其特征在于包括六反相器(U1)、電阻(R1、R2)、電容(C)及二極管(D)，所述的六反相器(U1)14腳接Vcc電源正極端子，7腳接GND電源負(fù)極端子，1腳接被測(cè)信號(hào)輸入端Vi，4腳接電路的輸出信號(hào)端(V0)，2腳分別聯(lián)接電阻R1和電阻R2的各一引腳，電阻R1的另一引腳與放電二極管D的負(fù)極相聯(lián)，電阻R2的另一引腳分別與放電二極管(D)的正極、六反相器(U1)的3腳和充電電容(C)的一引腳聯(lián)接，充電電容(C)的另一引腳接GND端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電子脈沖缺失檢出器，包括六反相器、兩個(gè)電阻、電容及二極管，六反相器(14)腳接(V_cc)電源正極端子，(7)腳接GND電源負(fù)極端子，(1)腳接被測(cè)信號(hào)輸入端V_i，(4)腳接電路的輸出信號(hào)端(V₀)，(2)腳分別聯(lián)接兩個(gè)電阻的各一引腳，兩個(gè)電阻的另一引腳與放電二極管的負(fù)極相聯(lián)，電阻的另一引腳分別與放電二極管的正極、六反相器的(3)腳和充電電容的一引腳聯(lián)接，充電電容的另一引腳接GND端。該脈沖缺失檢測(cè)器采用了電容充放電法，與其它同類電路相比較，該電路使用電子元件少、成本低、工作可靠、供電電壓范圍廣、無需軟件配合，其輸入端或輸出端都可以與微機(jī)I/O引腳直接接口。
文檔編號(hào)G01R29/02GK201327511SQ20082014400
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者張亞先, 李長(zhǎng)奇, 耿世鈞 申請(qǐng)人:天津天儀集團(tuán)儀表有限公司