山东大学：《医学电子学基础》课程电子教案（PPT课件）第七章 脉冲电路

第七章脉冲电路

第七章 脉冲电路

脉冲就是在极短时间内出现的电压或电 流的变化。它可以是周期性地重复出现，也 可以不定期地出现。 脉冲可分为两大类：一类是视频脉冲， 或是先单调地上升，然后单调地下降，称为 正脉冲，或是先下降，后上升称为负脉冲； 另一类是射频脉冲，在极短时间内出现的高 频振荡。这两类脉冲在医学仪器中都有广泛 的应用

脉冲就是在极短时间内出现的电压或电 流的变化。它可以是周期性地重复出现，也 可以不定期地出现。 脉冲可分为两大类：一类是视频脉冲， 或是先单调地上升，然后单调地下降，称为 正脉冲，或是先下降，后上升称为负脉冲； 另一类是射频脉冲，在极短时间内出现的高 频振荡。这两类脉冲在医学仪器中都有广泛 的应用

主要内容 第一节脉冲电路的基本知识 第二节晶体管反相器 第三节脉冲发生器 第四节脉冲的整形与鉴别 第五节脉冲的调制与解调

主要内容 第一节 脉冲电路的基本知识 第二节 晶体管反相器 第三节 脉冲发生器 第四节 脉冲的整形与鉴别 第五节 脉冲的调制与解调

第一节脉冲电路的基本知识 一.脉冲的主要参数 脉冲幅度 Um 0.9Um 脉冲宽度 0.50m 0.1Um--- 0 脉冲下降时间 脉冲上升时间 脉冲周期、脉冲频率

第一节 脉冲电路的基本知识 一. 脉冲的主要参数 脉冲幅度 脉冲上升时间 脉冲下降时间 脉冲宽度 脉冲周期、脉冲频率

尖形脉冲 梯形脉冲 实际尖脉冲 矩形脉冲 上图是几种脉冲的波形：尖形脉冲、梯形脉 冲、实际尖脉冲和矩形脉冲。 神经放电脉冲和核医学中的Y射线转换的脉 冲都接近尖脉冲，前者的宽度为数十毫秒，后者 的宽度不到1微秒，而且都是前沿比后沿陡峭得 多

上图是几种脉冲的波形：尖形脉冲、梯形脉 冲、实际尖脉冲和矩形脉冲。 神经放电脉冲和核医学中的γ射线转换的脉 冲都接近尖脉冲，前者的宽度为数十毫秒，后者 的宽度不到1微秒，而且都是前沿比后沿陡峭得 多

二.RC分压电路 在脉冲电路中，常常 要将脉冲信号经过电阻分 Um 压后传输到下一级，而在 下一级电路中存在着各种 形式的电容，这就相当宇 0 在输出端接上一个等效电 容Co,如图a)所示。而 uo C,对输出波形的影响如图 Um (b所示 R2Um R:+R2 Ho 当输入信号Uⅰ由零上跳变到最大值Um的瞬 间，电容C。上的电压将按指数规律上升， 最后达到Um,即输出电压U。具有一定的上 (a) 升时间，不能紧跟随输入电压同步上跳变， 使输出波形的边沿变坏

二. RC分压电路 在脉冲电路中，常常 要将脉冲信号经过电阻分 压后传输到下一级，而在 下一级电路中存在着各种 形式的电容，这就相当于 在输出端接上一个等效电 容Co，如图(a)所示。而 Co对输出波形的影响如图 (b)所示。 当输入信号Ui由零上跳变到最大值Um的瞬 间，电容Co上的电压将按指数规律上升， 最后达到Um，即输出电压Uo具有一定的上 升时间，不能紧跟随输入电压同步上跳变， 使输出波形的边沿变坏

为了克服这一缺 点，改善输出波形， 使输出电压能紧跟随 输入电压一起上跳变。 所采取的措施是在电 阻R1上并联一个电容 R2 C?构成图示的电路， C称为加速电容。 如果选择合适的 C值，就可以克服等 4o0) 效电容C的影响，使 输出波形紧跟输入波 0 形一起上跳变。 C合适

为了克服这一缺 点，改善输出波形， 使输出电压能紧跟随 输入电压一起上跳变。 所采取的措施是在电 阻R1上并联一个电容 Cj，构成图示的电路， Cj称为加速电容。 如果选择合适的 Cj值，就可以克服等 效电容Co的影响，使 输出波形紧跟输入波 形一起上跳变

当输入电压U突然上跳时，输出电压由C和C。 的分压决定。输出电压为： U。( C 当电容充电结束后，输出电压将由R和R2分压 决定，即： R2 Ui U'。=R1+R2 当C选择合适时，输出波形的起始值U,等于终 止值U'。即： C R2 R2 C+C。R1+R2 或 8

当输入电压Ui突然上跳时，输出电压由Cj和Co 的分压决定。输出电压为： 当电容充电结束后，输出电压将由R1和R2分压 决定，即： 当Cj选择合适时，输出波形的起始值Uo等于终 止值U’o，即：

此电路称为RC分压电 路，亦称脉冲分压电路。在 电路中，只要C取值合适， Ho(0) 保证RC分压比例成立，就 0 是两段电路的时间常数相同， C太小 即R,CR2C。,C加快输出 电压的改变，就可以改善输 出波形。但由于C,实际是很 难预测的，必须通过实验测 0 G过大 试来确定C的最佳值。若C 太小，加速作用不足，输出 实验证明：工作频率 波形的边沿仍不好；若℃过 100kHz10MHz时，Cj可取 现超过稳态值的尖顶过冲， 10~100pF。 如图所示

此电路称为RC分压电 路，亦称脉冲分压电路。在 电路中，只要Cj取值合适， 保证RC分压比例成立，就 是两段电路的时间常数相同， 即R1Cj=R2Co，Cj加快输出 电压的改变，就可以改善输 出波形。但由于Co实际是很 难预测的，必须通过实验测 试来确定Cj的最佳值。若Cj 太小，加速作用不足，输出 波形的边沿仍不好；若Cj过 大，加速作用过强，压倒了 Co的延缓作用，输出波形出 现超过稳态值的尖顶过冲， 如图所示。 实验证明：工作频率 100kHz10MHz时，Cj可取 10~100pF

三.脉冲的微分 输入的矩形波 Um R 0 (6) 电路输出的尖 Um 微分电路由电阻R和 脉冲波 电容C串联组成。 0 -Um R上的电 压按指 (c) R上的反向电 数下降 压按指数下降

三. 脉冲的微分 微分电路由电阻R和 电容C串联组成。 输入的矩形波 电路输出的尖 脉冲波 R上的电 压按指 数下降 R上的反向电 压按指数下降