下面介绍的两个电路能把梯形波同步电压变换成间歇期很小的矩形脉冲。其工作原理是 让同步于电网频率的零伏开关的周期性操作对直流电压进行斩波。由于采用了低...
啥是脉冲信号和电平信号？它们有什么区别？-电路图讲解-电子技术方案
接线图
2024年04月22日 18:24 34
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脉冲信号简介
脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。
脉冲信号原理
所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线，也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在，比如锯齿波，也有电脑里用到的数字电路的信号0，1。脉冲信号，也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一开着淌水脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。
脉冲信号技术标准
手电打开灯亮，这是直流，不停的开关灯亮、熄，就形成了脉冲，开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。
脉冲信号的传输距离：光电隔离，无源开路输出，传输距离小于500米。
脉冲信号分为尖脉冲信号与三角波脉冲信号等，可以通过Rc的一阶暂态电路的积分与微分电路实现。
电平信号简介
电平信号是指设备输出信号和输入信号的功率比然后取对数值，通常用P表示，P=lgP2/P1。
TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。
TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响；另外对于并行数据传输，电缆以及连接器的费用比起串行通信方式来也要高一些。
电平信号和脉冲信号的产生
电平信号就是一种电压信号，它的特点就是在输入不变，供电不变，电路其他参数稳定的情况下，某一段时间中，保持一个相对固定的值。比如数字电路中的，高电平信号，低电平信号等等。
脉冲信号一般是由振荡电路产生的，振荡电路通过自我激励的形式（正反馈），形成一个特殊波形，然后通过非门这样的电路整形后就可以得到脉冲信号了。与电平信号相比，脉冲信号在输入不变的情况下，仍然会发生周期性的变化，比如电平在高低之间不断反复，而且高电平和低电平维持的时间都相对固定。产生这个现象的原因主要就是前面说的那个振荡信号，既然是振荡，肯定有电压的变化（而且往往是周期性变化，比如正弦波）。
电平信号和脉冲信号区别
1、脉冲信号是指信号的波形（在示波器上可以看到）是脉冲。电信号有很多种波形，除了脉冲外，还有正弦波（例如市电就是此种波形），三角波等等。
2、电平是指信号的大小，与具体波形无关。事实上，任何波形都可以有不同的电平。
3、同步电平——指同步信号的大小；
4、同步脉冲——是指加入到某种震荡电路，使振荡器与该信号同步的输入脉冲信号。
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A/D转换 A/D转换就是模数转换。顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。主要包括积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。 A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。 原理 A/D转换后，输出的数字信号可以有8位、10位、12位、14位和16位等。A/D转换器的工作原理主要介绍以下三种方法：逐次逼近法双积分法电压频率转换法 A/D转换四步骤：采样、保持、量化、编码。
A/D转换分类
1）积分型（如TLC7135） 积分型A/D工作原理是将输入电压转换成时间（脉冲宽度信号）或频率（脉冲频率），然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率， 但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片A/D转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。
2）逐次比较型（如TLC0831） 逐次比较型A/D由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出 数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（《12位）时价格便宜，但高精度（》12位）时价格很高。
3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510） 并行比较型A/D采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash（快速）型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频A/D转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型A/D结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型A/D转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为 Half flash（半快速）型。还有分成三步或多步实现A/D转换的叫做分级（MulTIstep/Subrangling）型A/D，而从转换时序角度 又可称为流水线（Pipelined）型A/D，现代的分级型A/D中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类A/D速度比逐次比较型高，电路 规模比并行型小。
4）Σ-Δ（Sigma？/FONT》delta）调制型（如A/D7705） Σ-Δ型A/D由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间（脉冲宽度）信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。
5）电容阵列逐次比较型 电容阵列逐次比较型A/D在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高 精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片A/D转换器。最近的逐次比较型A/D转换器大多为电容阵列式的。
6）压频变换型（如A/D650） 压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种A/D的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成A/D转换。
A/D转换中参考电压的作用 参考电压是这个样子的，假如你选择的参考电压是5v，你的A/D是12位的，那么当你的输入电压是5v的时候你的单片机的显示应该是4095 ，如果是0v的输入那单片机里面的值就是0 ，中间点的值成线性关系，就是说假如你的输入是m，那单片机单片机的值就是4096*m/5，这样反过来你知道了单片机的值就可以算出你的输入是多少了！
还有在信号地和模拟地之间加上一个电感是为了去干扰，就像在vcc和GND之间用电容一样。 A/D转换时的参考电压是内部T行网络的标准电压，参考电压可以认为是你的最高上限电压（不超过电源电压），当信号电压较低时，可以降低参考电压来提高分辨率。改变参考电压后，同样二进制表示的电压值就会不一样，最大的二进制（全1）表示的就是你的参考电压，在计算实际电压时，就需要将参考电压考虑进去。参考电压的稳定性对你的系统性能有很大的影响。
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